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to please the lions
this day?
Why did
your throw the jack of hearts
away?
Lo
tratamientos en que se combinan los residuos mineros, de concentración y
algunas veces metalúrgicos,
generalmente comienzan con la sedimentación en un estanque o un análogo de este. Mas allá de aquello, el
tratamiento empleado depende de las características de la combinación
particular de los residuos en cuestión. Sin embargo las etapas comúnmente se
suceden son: ajuste del Ph, usualmente con caliza o cal en suspensión,
combinadas con la aireación y sedimentación adicional, y el espesamiento. Los
agentes de floculacion o coagulantes, pueden ser añadidos en el mismo punto del
sistema en pequeños agregados, como partículas, suspenciones, etc. A fin que
las partículas neutralizadas se sedimenten. La mayoría de los agentes
floculantes o coagulantes operan sobre el principio de eliminación de cargas
eléctricas en las partículas móviles, en combinación con un cuidadoso control
del Ph.
Los floculantes mas usados son el separan N.36 y otras series de separanes (MGL) introducidos posteriormente por Do Chemical Corp. La serie de superfloc 126 y otros de American Cyanamid co . La serie de Magnafloc fabricados por allied colloids co. Los Nalco, de la empresa Nalco Chelmicals, etc.
Hay una variedad de etapas de tratamiento aparte de la sedimentación, neutralización, aireación y floculación; pero, casi no se utiliza en la mayoría de las operaciones de recursos minerales. Una excepción son aquellas industrias que producen aguas residuales con constituyentes considerados como tóxicos. Para aquellas industrias, las concentraciones en la descarga tienen que ser controladas mas estrictamente. La R. M 011.96.EM/VMM señala cuales son, los parámetros regulados y que se encuentran especificados en los anexos 1y 2. Las aguas residuales que contienen mat4erial suspendido que no pueden ser llevados a menos de 50 mg/I por sedimentación y coagulación, también deben sujetarse a un tratamiento posterior.
Entre los métodos de tratamiento de aguas residuales tenemos:
Control del Ph, neutralización y precipitación de elemento.
sedimentación, floculación o coagulación
Espesamiento/filtración.
Disposición de residuos sólidos.
Las aguas de mina y las de algunos procesos metalúrgicos contienen cierta acidez, lo que facilita la disolución de elementos químico, convirtiéndose en problemas de contaminación.
Dentro de las principales tecnologías de neutralización de la acidez y remoción
de los metales pesados se tienen:
Precipitación con lechada de cal
Adsorción con carbón.
Intercambio ionico
Osmosis reversible
Electrodialisis.
Ozonizacion.
Ingeniería de pantanos.
La segunda, tercera y cuarta tecnología son mas bien costosas y también generan otros EFLUENTES que requieren ser tratados. La Electrodialisis y la Ozonizacion son métodos relativamente nuevos que están siendo probados y que aparentemente resultaran costosos. La tecnología de ingeniería de pantanos consiste en almacenar grandes cantidades de lodos, pero, es sensible a las altas concentraciones de metales pesados.
La precipitación de metales pesados con cal, es bastante conocida y es la menos costosa.
Se aplica especialmente para soluciones para soluciones de agua de mina ácidas usándose como neutralizante, primero, caliza si el agua es muy ácida y luego lechada de cal. Esta tecnología garantiza precipitar en forma de hidróxidos a los elementos zinc, plomo, fierro, cobre, manganeso, níquel, entre otros. Con pequeñas modificaciones precipita sostenidamente elementos altamente perjudiciales como cromo, cadmio, selenio, y las que se exigen para el agua potable, aunque este no es el caso para la mayor parte de los problemas minero. metalúrgicos.
Las principales reacciones químicas que caracterizan al proceso de neutralización se presentan en las ecuaciones químicas siguientes:
M2 + SO2- + Ca+2 + 2 (OH)- - 2 (H2 O) à M (OH)2 +Ca SO4*2(H2O)
2(M)-3 + 3(SO4)2- +3(Ca)2- +6(OH)- +6(OH)- +6H2Oà 2M(OH)3 +3CaSO24*2(H2O)
la reacción de oxidación del hierro ferroso a hierro férrico es representada por las siguiente ecuación química:
4Fe2+8(OH)-+O2+2(H2O)à
4Fe3+ + 12(OH)-
Esta oxidación es para formar compuesto mas estables y no permitir la redisolucion que ocasiona también la redisolucion de otros elementos pesados perjudicando la calidad del efluente liquido tratado.
El costo efectivo de este tratamiento varia de US$0.50/m siendo el precio de la cal el determinante en el costo total, pues es un reactivo realmente costoso.
Un factor importante es el porcentaje de sólidos con que sedimentan los lodos en el proceso de neutralización y ello depende del tipo de sulfato de calcio formado con una o mas moléculas de agua lo cual dependerá de los parámetros del procesos y de la concentración de los iones sulfato presentes en el EFLUENTES tratado; estos precipitaran como compuestos tipo “gypsum” .
Para el proceso de neutralización de EFLUENTES líquidos ácidos utilizando lechada de cal, existen tres métodos:
El primero es conocido como el proceso de neutralización simple. El cual es el tratamiento en la forma mas simple de neutralización con lechada de cal (adición de cal EFLUENTES, agitación y sedimentación dentro de una poza de relaves). caracteriza principalmente por:
. Mínima inversión
. Bajo costo de operación.
. Produce lodos sedimentados con 2.4 a 5 0% de sólidos, ocupando grandes volúmenes en la poza de decantación.
. la estabilidad de los lodos decantados es cuestionable a largo plazo.
El segundo método conocido como el proceso de los lodos de baja densidad (low density, LDS ), utiliza en el proceso de neutralización , además de cal y agitación, la inyección de aire para la oxidación del hierro ferroso a hierro y los lodos son sedimentados en un clarificador. Se distingue por:
. Una moderada inversión.
. Costo de operación también moderados.
- produce lodos sedimentarios con 5-10% de sólidos
- genera buena calidad de agua
- los lodos generados tienen una buena estabilidad química y física.
el tercer método es llamado de lodos de alta densidad el cual se caracteriza por el uso durante la neutralización con cal de air para la oxidación del Fe ferroso a Fe férrico y la recicurlacion parcial de los lodos sedimentados en un clarificador en la etapa de neutralización destacándose por este método por :
-mas bajos costos de operación en el largo plazo
-el vol q ocupan los sólidos decantados es alrededor del 1% al 5% del vol q ocupan los otros dos métodos
-se genera una mejor calidad de agua
-los lodos producidos son superiores en cuanto a la estabilidad química y física llegando a tener entre 25-30% de sólidos en clarificados y aprox el 50% en la poza de almacenamiento.
Con algunas modific el método de los lodos de alta d LAD se logra la remoción del Ar y otros elementos pesados como adicionando sales ferrosas y cal pp el Ar con hidrixido arseno ferrosos del tipo espinela logrando alcazar l agua TT los standares del agua potables as aplica en minas de Au .
Los TT biológicos Para controlar ,el drenaje ácido son muy variados basados en diferentes grupo es de microorganismo celulas animales o vegetales que amanera d pequeños reactores trabajando a presión y temperatura normales, para nosotros, catalizan las reacciones que no podrían darse en estas condiciones.
Las siguientes biotecnologias son las mas desarrolladas:
. Bioxidacion de aguas ácidas.
. Reducción de sulfatos (sistemas activos y pasivos )
. Acumulación de iones metálicos.
Las biotecnologias usadas para control de la industria minera se encuentran en diferentes estados de desarrollo, con algunas operaciones comerciales. Los procesos que han sido aplicados en escala industrial incluyen :eliminación de cianuro a nivel de planta y pilas; reducción activa de sulfato (en planta) para control de aguas subterráneas; uso de “wetlads” o pantanales o sistemas de oxidación biológicas para control de aguas ácidas de iones metálicos.
Protocolo
Al igual que en el caso de contaminación de agua el ministerio de Energía y Minas ha elaborado un PROTOCOLO DE CALIDAD DE AIRE Y EMISIONES, SUB SECTOR MINERIA” a cargo de la dirección General de Asuntos Ambientales.
El ministerio manifiesta que las pautas que se describen a lo largo del texto deben asistir a las Empresas Minero- Metalúrgicas en el establecimiento de sus programas de Monitoreo de la Calidad del Aire, EMISIONES Gaseosas y Mediciones Metereologicas. Los tipos de instrumento a emplearse, su uso y calibración, frecuencia de registro, análisis de datos, así como la forma de presentación de los reportes al Ministerio de Energía y Minas son considerados.
“ La correcta aplicación de estos procedimientos deben conducir a la obtención de información confiable y que, además pueden ser comparada entre las distintas Empresas Minero . Metalúrgicas. Así mismo, estas ultimas podrán conocer detalladamente el nivel de contribución a la contaminación que ejerce en cada una de sus áreas de influencia.
Un diagnostico adecuado de la polución ambiental, ayudara a tomar las medidas correctivas que puedan implementarse de inmediato y en un plazo mas largo”.
Aspecto Legal.- El Reglamento de Bienestar y Seguridad Minera de la Ley General de Minería, establece unos estándares, principalmente para trabajos en minas subterráneas y para plantas concentradoras. Se presentan a continuación pero solo como referencia, porque el MEM ya preparo lo que corresponde a su Sector, bajo la R.M. N° 315.96EM/VMM, que transcribimos mas adelante.
ESTANDARES DEL REGLAMENTO DE BIENESTAR Y SEGURIDAD MINERA
sust contaminante /contenido en volumen %
Oxigeno, min. 19.5
Anhídrido carbónico, max 0.5
Metano, max 0.5
Monoxido de carbono, max 0.005
Hidrogeno sulfurado, max 0.002
Gases nitrosos, max 0.0005
Anhídrido sulfuroso, max 0-0005
Aldehidos, max . 0-0005
Hidrogeno, max 0-5
También, el instituto de salud ocupacional a través de su división de contaminación atmosférica, estableció los estándares que se muestran mas abajo . siempre como referencia.
ESTANDARES PARA CONTAMINANTES ATMOSFERICOS
a) Mater Particul stándar Unidad Partícula suspensión 75 ugr/M3
Partículas sedimentable 1.45 Mg/cm2/mes
Indice de suciedad 0. 0 1 COH
Plomo y compuestos 3.0 ugr/m3
Arsénico 3.0 ugr/m3
B
. Gases
Dióxido de azufre 0.06ppm 160 ugr/m3
Óxidos de nitrógeno 0.053ppm 100
Hidrógenos sulfurado 0.006ppm 8
Amoniaco y sales 0.29ppm 200
Ozono otros oxidante 0.063ppm 125
Hidrocarburos 0.040 ppm 125
Adehidos 0.20ppm 335
Monoxido de carbono 30ppm 33mg/m3
NIVELES MAXIMO PERMISIBLES DE ELEMENTOS Y COMPUESTO PRESENTES EN EMISIONES
GASEOSAS PROVENIENTES DE LAS UNIDADES MINERO. METALURGICAS
La resolución Ministerial N°315.96.EM/VMM establece los niveles máximos permisibles correspondientes a los elementos y compuestos presentes en las emisiones gaseosas, así como a las partículas y elementos metálicos arrastrados por estas, provenientes de las unidades
Dióxido y trióxido de S o ácidos sulfúricos : causa asma bronquitis deterioro del pulmón y irritación de sentidos
SO2 en partículas mortalidad , bronquitis , enfermedades cardiovasculares ,enfisema
Materias en partículas : reducción de la luz solar incidente
Oxidantes: irritación de ojos y vías respiratorias asma y problemas en el pulmón
Monoxido de carbono ; dificulta el transporte de O2
PLOMO: saturnismo
Cd :enfermedad cardiovascular
Sulfuro de H : irritacion de sentidos y mortalidad a exposiciones excesivas
PRODUCCIÓN DE ANHIDRIDO SULFUROSO
La Oroya (de Doe Run Peru SRL) 330,000 TM/año
Ilo (de Southeern Peru Limited) 710,000 TM/ año
Esto constituye una gigantesca fuente de contaminación en cada lugar. Empero , ambas empresas fundidoras se han comprometido en su PAMA llevar la producción de SO2 hasta limites que no sean peligrosos para la salud ni para la flora del lugar, convirtiendose el anhidrido sulfuroso en ácido sulfurico.
Afortunadamente existe tecnología probada y de buen rendimiento para la conversión de SO2 en ácido sulfúrico, se adjunta un flow sheet del método de contacto que se usa en una planta electrolitica de zinc, en la cual la fuente de SO2 proviene de un tostador TLR.
Si bien es cierto que la producción de ácido sulfúrico puede acabar con la contaminación de anhídrido sulfuroso en ambas ciudades de la Oroya e Ilo, es pertinente ahondar en el problema, pues en el fondo, el hecho de fabricar ácido sulfúrico no acaba necesariamente con el problema total, pues el ácido sulfúrico debe comercializarse casi inmediatamente a su producción, pues no es un compuesto que pueda guardarse permanentemente en ninguna forma, dada su peligrosidad como corrosivo de todo elemento inorgánico y orgánico que se ponga en contacto con el; o sea, que es otro contaminante y, aun, potencialmente peor, que el SO2 que le dio origen.
La venta no es fácil. Hoy por hoy, gran parte de las fundiciones del mundo tienen una sobreproducción de ácido, a tal punto que se ha convertido en el insumo de mas bajo precio en el mercado mundial, desde hace muchos años. Hace unos quince años en Lima el ácido costaba unos $70 por TM y ahora se puede conseguir por $40/TM en este momento no se puede instalar una fundición de regular capacidad si no se sabe que se uso se le va a dar al ácido a ser producido.
La cantidad potencial de ácido sulfúrico a producirce en el Perú al
termino del plazo de PAMA ( año 2006) seria:
- Fundición de la Oroya 500,000 TM/ año
- Fundición de Ilo 1060,00 TM/ año
- Refinería de Zinc – Cajamarquilla 1910.000 TM/ año
A esto habría que agregar el ácido que se puede producir de instalarse otras fundiciones, especialmente de cobre, como la Granja, Cerro Verde, Quellaveco, Michiquillay, etc.
Todo el SO2 que se produce al presente es por tratamiento pirometalurgico de concentrados sulfurados. Una respuesta alternativa para evitar la producción de SO2 podría ser el tratamiento hidrometalurgico para los mismos concentrados; sin embargo; hasta el momento no hay una sola planta en el mundo que se use un proceso de este tipo. La investigación que se ha conducido económicamente viables. Con la excepción de un proceso de biotecnologia el cual esta mostrando muchas posibilidades . por lo menos ya hay algunas pequeñas plantas que tratan mineral sulfurado conteniendo
Usos del ácido sulfúrico :
procesos industriales
fabricación de productos quimicos
lixiviación de minerales oxidados de cobre
producción de sulfato de amonio es un fertilizante
producción de acidos fosforico para fertilizantes y para superfosfato y fosfatodiamonico
De cc de pirita que tostaba en un horno de fluidizacion el SO2 resultante se reducia con pretroleo. ligero y el S gaseoso se recuperaba como S elemental en un proceso de catalizacion condensacion.
El principio de proceso para el S fue luego combinado con alto contenido de SO2 que se obtuvo con el flash smelting y otros hornos al usarse O2 (60-80%) de SO2 de modo que ahora se puede recuperar el S elemental mas bajo precio en lugar de H2SO4 .
Se detallan a continuación las operaciones correspondientes a plantas metalúrgicas que operan en el Perú y que de una manera u otra, producen residuos sólidos, líquidos y gaseosos, según sea el caso.
Una especificación especial para dichos efluentes liquido o gaseosos y de los residuos producto de las diferentes operaciones, es casi ocioso al presente, por cuanto, por ley (D.S. 016-93-EM del 28 de abril de 1993) se reglamento que las plantas metalúrgicas quedan obligadas a disponer sus operaciones de tal forma que los efluentes contaminantes sean eliminados o disminuida la contaminación al ambiente en tal forma que los parámetros especificados no sobrepasen los limites máximos permisibles.
Como quiera que se otorga un plazo de por lo menos 5 años para terminar con la polución en plantas metalúrgicas diversas y 10 años en las plantas con fundición (según el PAMA) no queda mas alternativa que esperar que cada planta una reingeniería del proceso usado o instale los equipos que sean necesarios para terminar con la contaminación que actualmente producen o llevarla , a lo mas, al NMP.
LISTEN THE DOORS
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