Trabajo Final - Relaves

UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS E.P. INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO PARA RELAVES

Docente: M.Sc. Ing. IVÁN BELTRÁN CCAMA

Presentado por:           

David Nicolás Flores Calla Tupac Condori Javier Mamani Huanca Jercy Cesar Meza Betancur Jesús Mamani Mamani Zenaida yulu Aragon rocello lucero Molina Flores Katerin Fabiola Quispe Sanga Magaly Quispe Cáceres Yosep Nilda Cáceres Mullisaca Max Cañazaca Condori Nury

ASIGNATURA: TRATAMIENTO DE RELAVES Y DESECHOS MINEROS Juliaca – Perú 2016

Tratamiento de relaves y desechos mineros Diseño de sistema de tratamiento para relaves.

RESUMEN Los drenajes ácidos de antiguas explotaciones de carbón y minería metálica son una de las principales fuentes de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas en el mundo. Debido a que este problema puede persistir durante décadas e incluso cientos de años una vez finalizado el ciclo productivo, existe la necesidad de aplicar tecnologías basadas en sistemas de tratamiento pasivo de probada eficacia y de bajo coste de operación y mantenimiento respecto a los procesos de tratamiento activo. Por tanto se planteó llegar al objetivo principal de fue desarrollar un tratamiento de aguas residuales (aguas ácidas, gran cantidad de sólidos disueltos, y un alto contenido de sulfatos y metales disueltos) provenientes de la actividad minero artesanal de Inambari con métodos pasivos (compost y piedra caliza y activos) recuperando las aguas para reutilizar como aguas de riego. Los métodos de tratamiento pasivo se basan en los mismos procesos físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en los humedales naturales (wetlands), en donde se modifican las condiciones de pH de los drenajes de mina, de forma que se favorezca la formación de especies insolubles y la retención de cationes metálicos. En este trabajo se hace una revisión bibliográfica de las últimas innovaciones tecnológicas alcanzadas en el tratamiento pasivo y activo de drenajes ácidos de mina. También se estudian los resultados obtenidos en las diversas experiencias de laboratorio y de campo a nivel mundial, con el fin de dar las pautas necesarias para su dimensionamiento y una correcta elección del método de tratamiento. Palabras clave: Caliza, drenaje ácido de mina, humedales construidos, lechada, tratamientos pasivos, tratamiento activo,

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I.

INTRODUCCIÓN. Uno de los problemas más señalados por la sociedad a nivel mundial y que ocupa un lugar prominente en los programas sociales y políticos es destacar la progresiva degradación de los recursos naturales causada por la diversidad de contaminantes tóxicos orgánicos e inorgánicos, en agua, suelo y aire, procedentes de diversas actividades naturales, generando un irremediable deterioro en el ambiente. En las últimas décadas el acelerado desarrollo industrial y crecimiento de las poblaciones, han generado serios problemas de contaminación del suelo por metales pesados, provocando un incremento de su concentración en el ambiente y su migración a suelos no contaminados, que deterioran la calidad del suelo, del aire y agua El suelo se puede degradar por sustancias nocivas que se almacenan e incluso influyen negativamente su comportamiento como es la disminución del rendimiento de los cultivos con posibles cambios en su composición de sus tejidos con riesgo para la salud del consumidor. Los elementos en la cadena trófica a la contaminación por metales pesados han sido asociado a actividades industriales o mineras, fundiciones, o suelos naturalmente ricos en metales debido a afloramientos de minerales además de refinerías, aguas residuales, los procesos de gran variedad de productos como ya sea con baterías, plantas y otros como se está empleando en este proyecto la neutralización de un relave minero. Los metales pesados tienen una densidad atómica que supera los 5 a 6 g /cm-3, también se considera metal pesado si su número atómico es superior a 20.5 Los metales pesados como el Cu, Pb, Zn, Ni, Se, As, Cd, Hg, etc. y algunos reactivos químicos utilizados en las plantas de procesamiento de minerales como puede ser el mercurio , cianuro la cual estos no se degradan biológicamente ni en la naturaleza, por lo que son consideradas tóxicos para la mayor parte de organismos vivos. Después de haberse realizado investigaciones sobre el tipo de contaminación de las aguas en el Perú, se reportó que relaves mineros, drenajes ácidos y aportes de sólidos totales las cuales estas afectan a la mayoría de los recursos acuáticos, suelos y por consiguiente a los productos agrícolas. Los relaves mineros contienen los metales preciosos oro y plata y los metales básicos cobre, plomo, arsénico y zinc, siendo estos minerales los que dominan la industria minera peruana. El plomo (Pb) es un metal pesado de color azul grisáceo inodoro, insípido, su número atómico es 82 y su masa atómica es 207,2 g/mol y no tiene valor fisiológico conocido. Además el plomo es uno de los mayores contaminantes del ambiente y altamente tóxico para el hombre. Su presencia en el ambiente se debe principalmente a actividades humanas ya sea en la industria, minería, etc.

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El Pb generado de esas actividades puede permanecer como residuo por 1000 a 3000 años en suelos de clima templado, es así que los altos contenidos de Pb en el suelo pueden provocar problemas de toxicidad en plantas, animales y seres humanos. La preocupación por la contaminación ambiental ha motivado que los científicos encuentren alternativas que disminuyan o atenúen a los niveles de concentración de los elementos más tóxicos. La Agencia de Protección del Ambiente (EPA) establece que si un suelo supera el límite máximo permitidos fijados en 300 a 500 mg de Pb kg-1 debe ser remediado. Desde el punto de vista biológico, se han planteado posibles soluciones a la contaminación del ambiente, es el caso de la fitorremediación, la biorremediación bacteriana y la ingeniería genética. La fitorremediación es la captación de metales contaminantes por las raíces de las plantas y su acumulación de metales pesados en tallos y hojas ya sea esta como (el ichu, eucalipto, etc.) Las plantas seleccionadas se pueden utilizar para extraer los metales de suelo, de agua y de sedimentos, incluyendo el retiro de elementos radiactivos, y la mineralización posible de los compuestos orgánicos tóxicos. Hay diversas técnicas del fitotoremediación tales como fitodegradacion, fitovolatilización, rizodegradación, fitoestabilización, rizofiltración y fitoextracción. El éxito de la fitorremediación depende de identificar las especies vegetales que toleren el estrés, que acumulen los metales pesados y produzcan cantidades grandes de biomasa. En general las plantas que acumulan más de 1000 mg/kg del Pb, se llaman los hiperacumuladoras; Un ejemplo de tales plantas es Thlaspi rotundifolium, que puede acumular Pb hasta 8.200 mg/kg. Sin embargo, esta especie no es satisfactoria para la fitorremediación de Pb en los suelos contaminados debido a su tasa de crecimiento lenta y producción pequeña de la biomasa. Está en época de la siembra es variable y depende de las características climatológicas de cada región. Es una planta anual, con un desarrollo vigoroso en todos sus órganos, dentro de esta especie existen numerosos tipos o sub especies cultivadas como plantas ornamentales, oleaginosas y forrajeras. Este es el punto de partida del presente trabajo, enfocado en las características de contaminantes toxicológicos del arsénico la cual el objetivo principal es llegar de acuerdo a los parámetros establecidos, neutralizar el pH del agua producido por la actividad minera-metalúrgica en el Perú y el mundo Las investigación bibliográfica se centra en los informes de monitoreo de contaminantes en agua, aire y suelo y en la salud de los seres vivos ,también para evaluar la dispersión del arsénico en los cuerpos receptores y su impacto en la salud de las personas afectadas. Se introduce el concepto de FITORREMEDIACIÓN como un procedimiento alternativo para reducir o eliminar contaminantes en agua y suelos, utilizando plantas y lombrices La motivación de este trabajo es que en un futuro no muy lejano E.P.I.S.A.

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se llegue a aplicar ya sea por diferentes tipos de métodos y poder así prevenir la contaminación ambiental que esta se llega a dar día a día. El objetivo principal fue desarrollar un tratamiento de aguas residuales (aguas ácidas, gran cantidad de sólidos disueltos, y un alto contenido de sulfatos y metales disueltos) provenientes de la actividad minero artesanal de Inambari con métodos pasivos (compost y piedra caliza y activos) recuperando las aguas para reutilizar como aguas de riego. II.

ANTECEDENTES En Chile, la minería en el país adquiere relevancia económica desde la llegada de los españoles. Es particularmente importante la explotación del cobre cuyo desarrollo ya en los años 1840 a 1880 determinó que la producción chilena de cobre alcanzara el 50% de la producción mundial. En la actualidad la minería es la principal receptora de inversión extranjera y representa alrededor de los 40% de las exportaciones del país. Geográficamente ésta se concentra en las provincias poco pobladas del norte, en zonas desérticas y con napas de aguas subterráneas profundas y donde las actividades agrícolas y forestales son escasas. En Colombia, la minería en Colombia también se remonta al siglo XVI, cuando la región era la más importante abastecedora de oro del mercado Europeo. Posteriormente, el país fue reconocido por ser uno de los mayores exportadores de esmeraldas en el mundo y recientemente empezó a ocupar lugares importantes en el mercado mundial de los productos mineros con su producción de petróleo, oro, carbón y níquel, fuera de los agregados naturales usados para la industria de la construcción. Las prácticas tradicionales mineras en el país le han prestado poca o nula atención al control de la contaminación, por ejemplo las aguas de la mina eran vertidas sin tratamiento en el lugar más próximo posible a la bocamina que conduce a un cauce natural, sólo en algunos casos, poco usuales, las aguas con excesivos niveles de sólidos suspendidos eran tratadas en “Pozos de Sedimentación” para reducir la carga de sólidos antes de su vertimiento en el cauce natural. En Bolivia, en 1993 la Secretaria Nacional del Medio Ambiente (SENMA) realizó una Evaluación Ambiental (EA) de los sectores minero e industrial cuyo resultado fue el diagnóstico global de las condiciones ambientales del sector minero que presenta un resumen de las tendencias ambientales de la minería boliviana durante la década 1980-90. En aquella oportunidad se señaló que las operaciones mineras cerradas eran generalmente abandonadas sin ningún tipo de limpieza o recuperación de suelos, lo que dio como resultado el drenaje ácido y otros problemas asociados sin soluciones previsibles aún.

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III. JUSTIFICACIÓN En el país existe una gran cantidad de sitios con diversas características, contaminados por metales pesados y residuos provenientes de la industria minera. Hasta la fecha los trabajos realizados para la recuperación y remediación de estos sitios, han sido sumamente escasos, razón por la cual es de gran importancia que instituciones de investigación evalúen y desarrollen alternativas tecnológicas, acordes a las condiciones específicas de cada sitio, que permitan su remediación a través de la remoción y/o estabilización de los contaminantes inorgánicos. La muestra de agua que optamos está ubicada en santa rosa tras cruzar el rio Inambari, rumbo a colorado. Se escogió porque es una zona minera que por la cual hay minerías ilegales a cielo abierto, Las descargas de aguas ácidas, provoca efectos negativos en los ecosistemas de la zona. el tratamiento y clarificación de estas aguas es una demanda de las comunidades de la zona .La importancia respecto a la temática, es el tratamiento de aguas, aplicando métodos activos y pasivos, La importancia respecto a la temática, es el tratamiento de aguas, aplicando métodos activos y pasivos, este último con el uso de compost y piedra caliza es una técnica nueva que complementado con el uso de la técnica de osmosis inversa (método activo), de tipo artesanal, se quiere implementar en el Ingenio. Para aminorar el grado de contaminación del río Inambari y de los ecosistemas en la zona: Tecnológico: con la muestra optada, realizado tenemos, el uso de piedra caliza (método pasivo) para aguas ácidas que se origina en la explotación de minerales, este tipo de tratamiento se puede aplicar en la pequeña minería. Económico: el tratamiento mixto (activo y pasivo) resulta más económico (con relación al tratamiento netamente activo), se hace discurrir el agua ácida para cada mezcla de sustratos. Social: desde el punto de vista social, la mitigación de aguas ácidas, cuida el entorno en el que viven las comunidades, no degradando los suelos, no generando enfermedades y por consiguiente favoreciendo el desarrollo sostenible (considerando sostenible, como el uso de recursos abióticos y bióticos limitados) de la zona. Ambiental: la mitigación de aguas ácidas por las técnicas de compost y membranas semipermeables (tipo artesanal) es un procedimiento que en forma pasiva y activa respectivamente, nivela el pH del agua y reduce los metales disueltos, hasta alcanzar los límites máximos permisibles que fija el sector correspondiente, cuyo producto del tratamiento no contaminan los afluentes que confluyen al río inambari, y ecosistemas de la región.

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IV. MARCO TEÓRICO 4.1 Tratamiento de aguas ácidas, características generales 4.1.1 Precipitación de hidróxidos; casi todos los metales ecotóxicos son susceptibles de formar sólidos hidróxidos (p.ej. Fe(OH)3, Zn(OH)2, etc.). Reacciones típicas de precipitación de hidróxidos son las siguientes: Fe3+ + 3 H2O → Fe(OH)3 + 3 H+

(a)

Zn2+ + 2 H2O → Zn(OH)2 + 2 H+

(b)

Se nota que ambas reacciones producen acidez, par la liberación de tres protones (H+) por cada mol de metal hidrolizado (Fe3+) y dos protones (H+) por cada mol de metal hidrolizado (Zn2+). 9Esta acidez precisa neutralización en el proceso de tratamiento completo, y generalmente esta demanda para agentes neutralizantes es mucho más grande que la demanda ejercida por el pH ambiente del agua en su punta de salida. Aunque la precipitación de hidróxidos se practica para remover los metales ecotóxicos en solución, los hidróxidos mismos tienen propiedades muy favorables a la sorción de otros contaminantes. Por ejemplo, el arsénico por co-precipitación con (y sorción en) Fe(OH)3. Entonces el tratamiento total que se realiza por precipitación de hidróxidos tiene ventajas añadidas, además de los de la precipitación misma. 4.1.2 Reducción bacteriana de sulfatos y precipitación de sólidos sulfuros; aguas ácidas de mina contienen concentraciones muy altas de sulfato (S042-). Existen varios géneros de bacterias que catalizan la reducción de sulfatos a sulfuros. Si bien la reacción de este tipo es compleja y se pueden ejemplificar de la siguiente manera: S042- + CH2O + H+ → HS- + 2H2O + 2C02

(c)

Dónde: CH2O; representa una fuente de carbono. Una vez que existen iones de HS- en solución, los metales divalentes podrían reaccionar y precipitarse como minerales sulfurosos, según: HS- + M2+ → MS + H+

(d)

Dónde: M2+; representa Fe2+, Zn2+, Cd2+, etc. Por el consumo de un protón en la reacción (c), y su liberación en la reacción (d) se puede conjeturar que el proceso de reducción bacteriana de sulfatos no alterará el pH del agua. 10Sin embargo, siempre se ve un aumento considerable de pH por medio de estas reacciones, la cantidad de S042que se reduce, es siempre mucho más que la cantidad de MS que se precipita. Además, el CO2 liberado en (c) se convierte en HCO3- (fuente importante de alcalinidad) una vez que el pH sobrepasa 4.5. Es importante tener en cuenta que los minerales sulfurosos formados por estas reacciones son

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estables sola mente en condiciones reducidas, y por eso es más aconsejable usar reducción bacteriana cuando se sabe que se mantendrán estas condiciones indefinidamente.

4.2 Corrientes de pensamiento y teorías vinculadas directamente al tema propuesto Mencionar las corrientes de pensamiento y teorías vinculadas al presente proyecto de investigación, sería enumerar toda una lista, el cuál no es el objetivo del presente acápite. Sin embargo mencionaremos los más importantes y aplicables en la actualidad para el tratado de aguas ácidas de minas. 4.2.1 Método activo. Se enfoca las principales técnicas, para el tratamiento de aguas ácidas, destacamos la técnica de osmosis inversa, el requisito principal para el uso de esta técnica, es la menor concentración de sulfatos en relación a los metales pesados en aguas de minas (criterio que se está considerando para el presente proyecto de investigación). La Figura 1 presenta la lógica selección de los procesos activos más utilizados para el tratamiento de aguas ácidas.

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4.2.2 Método pasivo. Para aguas de mina ha evolucionado desde hace 16 años, inicialmente en los Estados Unidos. Existen muchos ejemplos de la mala aplicación de humedales aeróbicos para aguas ácidas de minas (Bannister, 1997). Humedales aeróbicos son inapropiados para el tratamiento de aguas aún ácidas, porque los procesos estimulados en humedales aeróbicos resultan en la hidrólisis del hierro, un proceso que libera ácido protónico (ecuación (a)). Sin embargo, una vez que se ha corregido la acidez de una agua de mina por otro tipo de sistema pasivo, se puede usar un humedal aeróbico como paso final, para remover los últimos mg/l de hierro. También, tecnologías pasivas para otras variedades de aguas de mina están ya experimentando avances rápidos en el contexto del proyecto de investigación "PIRAMID" (Comisión Europea, 50 Programa Marco). El tratamiento para aguas de minas para el proyecto de investigación, nos enfocamos en las técnicas de unidades RAPS y humedal de abono, como base para la propuesta de una nueva técnica pasiva (compost elaborado con material local, junto a áridos alcalinos, en este caso calcita) de tratado de aguas de minas. La Figura 2 presenta la lógica selección entre las variables opciones.

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4.2.3. Otros enfoques. La literatura contiene muchas sugerencias sobre la posible aplicación en tratamiento de procesos de adsorción, procesos electroquímicos, etc. Aunque factibles técnicamente, y a pesar de sus ventajas en la recuperación de metales específicos que podrían ser rentables, hasta la fecha no existen aplicaciones de estos métodos a escala real. Eso es primariamente porque los costos de construcción y operación de estos métodos son todavía demasiado altos en el contexto de los precios de los metales en el mercado internacional. 4.3. Importancia de tratamiento de relaves mineros. Los residuos mineros masivos contienen minerales, químicos peligrosos, metales pesados y desperdicios acumulados de la minería en toda su vida útil. La descarga e infiltración de drenaje o de material podría contaminar los recursos hídricos superficiales y subterráneos, afectando la salud de las personas, destruyendo el medio ambiente y los recursos que provee. Los residuos mineros masivos pueden perder la cohesión que los sostiene y colapsar sobre los pueblos y ciudades, destruyendo el medio ambiente y los recursos que provee. La erosión por viento de los residuos mineros masivos lleva sus contenidos como polvo en suspensión afectando la salud de las personas y medio ambiente. 4.4. Elección del tipo de remediación Aunque la remediación ambiental en industrias es relativamente nueva, existen diferentes métodos de remediación, sin embargo, no todos los métodos son efectivos para todas las industrias y, por lo tanto, se deben realizar estudios de la remediación adecuada para cada caso. En el caso de la minería, principalmente en la remediación de Residuos Mineros Masivos, cada caso será aislado y estudiado por sí sólo. La decisión en cada caso estará determinada por las siguientes condiciones: 

Condiciones particulares del lugar



Condiciones particulares del relave (compactación, humedad, etc.)



Condiciones particulares del clima local



Disponibilidad de suelos



Uso posterior para el sitio



Eficiencia del método (corto o largo plazo)



El costo (obra y mantención)



Estado del riesgo o peligro inminente

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

Nivel freático, sismos, rebalse de cubeta.



Otros impactos o beneficios asociados.

Sea cual sea el método elegido para la remediación de los Residuos Mineros Masivos, ésta debe ser acompañada de controles de acceso, estabilización previa por colapso y controles hidrológicos. 4.5. Tratamiento utilizado en la neutralización de relaves. 4.5.1. Compost wetlands anaeróbicos. Puede realizarse de igual manera que un wetlands aeróbico, pero más profundo, donde el flujo cambia de horizontal a vertical, en este caso se agrega compost o materia orgánica mezclada con piedra caliza en la parte más baja. La piedra caliza y la ausencia de oxigeno reducirá la oxidación del fierro y permitirá alcalinizar aún más el agua acida. La remediación se realizará por medio de bacterias que removerán el oxígeno y el sulfato del agua. 4.5.2. Canales abiertos de piedra caliza. Son pozos o canales de piedra caliza por donde fluye el agua proveniente del relave. Estos canales disminuyen la acidez del agua, proporcionando la entrada de microorganismo reductores y descomponedores. Este sistema se debe mantener cambiando la piedra caliza la cual reacciona y precipita los metales sobre ella perdiendo efectividad. 4.5.3. Drenaje anóxico de piedra caliza. Son canales o pozos de piedra caliza enterrados por donde fluye el agua proveniente del relave. Al encontrarse en ausencia de oxígeno los metales no precipitan y se pueden mantener por mucho tiempo las piedras calizas disminuyendo la acidez del agua. 4.5.4. Reactores de flujo vertical. Es un tanque en donde fluye el agua primero por piedra caliza despues por compost como barreras separadas. En el compost se realizan las reacciones químicas y en la piedra caliza se precipitan metales y se reduce la acidez.

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V.

MATERIALES Y MÉTODOS a) MATERIALES: Los materiales utilizados en nuestros métodos experimentales son: Método pasivo:  Base de vidrio para el canal de remediación.  Arcilla roja  Arcila negra  Arcilla gris  Piedra caliza  Valdes  Mangueras transparentes  Caños (grifos)  Recipiente de plástico rectangular. Método activo:  Baldes  Llave de paso  Motor de culer.  Agitador.  Mangueras trasparentes  Pistola de silicona  Lechada de cal (cal viva, cal hidratada y cal molida mezclado con agua)  Peachimetro  Balanza analítica  Frascos para muestra.  Agua Lombrifiltro    

Lombrices Tierra negra Grava Malla milimetrada

b) MÉTODOS. Canal abierto de arcilla y piedra caliza: Es un canal elaborado con arcilla de tres colores (roja, negra y gris) y piedra caliza por donde fluye el agua proveniente del relave. Estos canales disminuyen la acidez del agua, proporcionando la entrada de microorganismos reductores y descomponedores. Este sistema se debe mantener cambiando la piedra caliza la cual reacciona y precipita los metales sobre ella perdiendo efectividad. Sistema de tanque de agitación: Este método consiste en la elaboración de un sistema en el cual se mezcla el relave con la lechada de cal, mediante la agitación lo cual evita la formación de hidróxido que retardan la captura de metales. E.P.I.S.A.

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c) METODOLOGÍA Para la recolección de datos y la aplicación de proponer dos etapas, que son las siguientes: Cualitativas: realizar observaciones in situ, entrevistas, encuestas, estudios de caso, reuniones con responsables y trabajadores del campamento minero, pobladores de las comunidades aledañas, autoridades ambientales, municipales y otros. Cuantitativas: utilizar la teledetección y el uso de imágenes satelitales para cuantificar el área de influencia, se utilizará equipos de medición de caudales (para definir el volumen de aguas de minas a ser tratada), análisis de muestras de agua en laboratorios certificados (proporcionará datos físicos y químicos del agua contaminada), servirá para realizar el respectivo tratado de aguas. Se realizará diferentes combinaciones de compost para ver el más adecuado para el tratado de aguas ácidas de minas. Esta actividad implica además el uso de residuos urbanos y residuos de explotaciones agrícolas y ganaderas. Pruebas de laboratorio y ejecución en el campo del tratamiento pasivo y activo. Proponer estrategias de comunicación y difusión de resultados de la investigación: Para la comunicación y difusión de los diferentes resultados obtenidos en la presente investigación se realizaran diversas actividades con los beneficiarios, como también con las diferentes instituciones afines o interesadas en la actual investigación, siendo estos dos grupos de difusión e impacto del presente trabajo de investigación.

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VI. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El presente proyecto de investigación “diseño sistema de tratamiento para relaves activo-pasivo”, tiene como alternativas: 6.1. Descripción del diseño. La solución para la mitigación de las aguas ácidas de minas de Inambari, para el presente proyecto de investigación comprende el diseño que es de la siguiente manera: Una vez diseñado y construido el diagrama de flujo el agua ácida proveniente de la mina informal de Inambari:

Figura 3. Perfil esquemático de tratado de aguas de minas

Primero a la poza 1 de sedimentación, si bien esta primera etapa no esta contemplada en el trabajo de laboratorio, es para disminuir los sólidos totales disueltos antes de ingresar a la siguiente poza de tratamiento.

Posteriormente el efluente ingresan a la poza 2, que consiste en un sistema reductor y productor de alcalinidad (el sistema reductor consiste en una capa de sustrato espeso, compost, que tiene la finalidad de reducir el sulfato a sulfuros y poder precipitar una vez combinado con los metales pesados que son insolubles, esto sucede principalmente en la capa inferior del compost donde ausencia de oxígeno y cuando existe abundante materia orgánica y sulfato, a su E.P.I.S.A.

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vez el bicarbonato (HCO3-) reacciona a su vez con cationes metálicos y forma carbonatos metálicos que también precipitan, también sucede una serie de procesos de oxidación principalmente en la parte superior de la poza, formando óxidos e hidróxidos, el hierro ferroso que está en disolución, forma óxido férrico e hidróxidos, insoluble que precipitan con lo que disminuye cationes del agua; por otra parte, el sistema productor de alcalinidad consiste en neutralizar el pH ácido de la agua de mina, mediante una capa de áridos alcalinos, calcita.).

Flujograma de cada proceso en el tratamiento

Inicio Lechada

Inicio ingreso

Pre tratamiento

c

Trat. pasivo

Alm. directo

Lombri filtro Terminador

Ret M.P.

Compost/caliza

6.2. Viabilidad de las propuestas La elevada acidez de las aguas de minas, concentraciones altas de metales pesados ecotóxicos y sólidos totales disueltos en los cauces de los ríos del sector Huanuni Alantañita Karavi son contaminantes; sin embargo, en el proceso de tratamiento, se separan disminuirá estas concentraciones elevadas y la rebaja de la acidez, y así eliminar una de las fuentes principales de contaminación en el sector de estudio. La parte económica de la propuesta involucra el cálculo de gastos a partir de la implementación del sistema de tratamiento y la determinación de los ingresos económicos por la utilización de las aguas tratadas para sistemas de riego en el sector e incrementar sus rendimientos en los cultivos como la superficie a ser sembrada; análisis de flujo y sensibilidad y otros.

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6.3. Aplicación de la propuesta La aplicabilidad de la propuesta del proyecto de investigación, se sustenta en la técnica de recuperación (accesible a diferentes niveles de formación académica) y económicamente factible a la realidad de la región. Se sustenta en un conjunto de teorías y acumulación de conocimientos generados en los últimos 20 años, en el tema de recuperación de aguas ácidas de minas. La investigación es de tipo científico, cuantitativo a nivel experimental. 6.4. Relevancia social El proyecto de investigación tiene un enfoque participativo que se refleja en uno de sus objetivos específicos, el de transmitir conocimientos, dirigida a la reflexión y comprensión de la realidad n cuánto a la contaminación de aguas por actividades mineras. La relevancia social tiene la finalidad de contribuir a la generación de propuestas, de políticas frente a las diferentes problemáticas ambientales, promoviendo

la

disminución

de

las

asimetrías

sociales

(mediante el incremento de agua para actividades agropecuarias) y la inequidad existentes, logrando una mayor integración social mediante la concientización de problemas de contaminación ambiental. 6.5. Sustentabilidad de las propuestas Tecnológico: en la zona de estudio, es una tecnología nueva de tratamiento, el uso de compost (método pasivo) para aguas ácidas que se origina en la explotación de minerales, este tipo de tratamiento se puede aplicar en la pequeña minería. Respecto de la técnica de osmosis inversa se complementa al método pasivo (compost), rebajando la salinidad de aguas ácidas tratadas con la utilización de membranas semipermeables producidos a partir de ganado ovino. Económico: el tratamiento mixto (activo y pasivo) resulta más económico (con relación al tratamiento netamente activo). El uso de membranas orgánicas artesanales (osmosis inversa) complementa el tratado de aguas ácidas reduciendo la salinidad hasta límites permisibles de uso de agua Clase B. Se sustenta en cuánto se usa material local, accesible a la zona en estudio (relativamente más económico con relación a sistema de tratamiento tradicionales). Social: desde el punto de vista social, la mitigación de aguas ácidas, cuida el entorno en el que viven las comunidades, no degradando los suelos, no generando enfermedades y por consiguiente favoreciendo el desarrollo sostenible en la zona. Ambiental: la mitigación de aguas ácidas por las técnicas de compost y membranas semipermeables (tipo artesanal) es un procedimiento que en forma pasiva y activa respectivamente, nivela el pH del agua y reduce los metales disueltos, hasta alcanzar los límites

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máximos permisibles que fija el sector correspondiente, cuyo producto del tratamiento no contaminan los afluentes al río Huanuni, flora y la fauna de los ecosistemas de la región. Fundamentalmente se hará incidencia en las políticas públicas de la autoridad ambiental prefectural y municipal

6.6. Disposición y utilización del agua ya tratada. Los resultados esperados del tratamiento de aguas ácidas de minas y que los parámetros físicos y químicos sean los exigidos a los límites permisibles para una clase de agua “B” según la normativa actual. El trabajo contribuye a dar una solución para la mitigación de las aguas ácidas de minas de las actividades mineras artesanales informales, para el presente proyecto de investigación comprende dos etapas de estudio:

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

Investigación en laboratorio (prueba estática)



Implementación en el terreno

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VII. CONCLUSIONES

Asimismo se concluye que el trabajo permitirá establecer indicadores de eficiencia ambiental para generar políticas públicas de remediación ambiental por la autoridad ambiental competente cuyo éxito del trabajo permitiría implementar tratamientos de bajo costo y de alta eficiencia, pudiendo replicarse en otras operaciones mineras. De esta manera se estaría evitando la generación de impactos ambientales negativos y procurando una convivencia pacífica entre mineros y pobladores.

También los resultados obtenidos muestran como una alternativa eficiente la aplicación de las tratamientos pasivos (utilizando la piedra caliza y compost) y tratamientos activos (lechada de cal). Aplicando el tratamiento activo se redujo el pH de 10 a 9 de y con el segundo tratamiento del tratamiento pasivo se redujo de 9 a 8 de pH y finalmente el tratamiento por biofiltros neutralizo el relave, el efluente cumple con los criterios ambientales con una eficiencia de neutralización a un pH de 7 teniendo un satisfactorio resultado.

De acuerdo a la teoría la cal tiene propiedades básicas que nos permitieron neutralizar el agua de mina. En tanto que para el tratamiento pasivo se uso humus y piedra caliza, teniendo en cuenta que la prieda caliza tiene propiedades de reaccionar con las aguas acidas de mina y las lombrices (roja californiana ) tienen una gran capacidad de adsorción de metales pesados (arsénico).

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VIII. RECOMENDACIONES

Como resultado del análisis de tratamiento de aguas de mina que permite llegar a las conclusiones señales, que se plantean las siguientes recomendaciones: 

Se recomienda optar por este tipo de tratamiento pasivo. Ya que en nuestra región de puno podemos encontrar todo los materiales que se utilizan en este tratamiento pasivo como están la arcilla, cal, piedra caliza, tierra negra, lombrices.



Obtener el canal trapezoidal con dimensiones para un buen caudal antes calculado.



Se recomienda determinar el grado de acidez (PH) y temperatura del agua de mina para poder neutralizar con la lechada de cal.



Asumiendo la simultanea actuación de múltiples elementos se debe de analizar de los siguientes actuantes que van ser utilizados y empleados para el agua de relave de (puerto Maldonado) con fines de optar buenos resultados.



Es recomendable el desarrollo de investigaciones que permita esclarecer los mecanismos de descontaminación que involucran la piedra caliza, cal tierra negra



Se recomienda monitorear en cada proceso y tiempo que transcurre el agua y obtener el resultado que se está realizando el tratamiento de agua de mina.



Se recomienda este tipo de tratamiento para las empresas minera por la facilidad y costo reducido, es fácil de realizarlo. Y así se puede mitigar o prevenir de los suelos contaminados con los metales pesados

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IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Aduvire. 2000. Prevención de la formación y tratamiento por métodos pasivos de aguas ácidas. Bannister, A.F. 1997. Lagoon and reed-bed treatment of colliery shale tip water at Dodworth, South Yorkshire. In Younger (editor) Minewater Treatment Using Wetlands. pp. 105-122. Cohen, R.R.H. & Staub, M. W. 1992. Technical manual for the design and operation of a passive mine drainage treatment system. Colorado School of Mines, 1992. 69pp. Hamilton, Q.U.I., Lamb, H.M., Hallett, C. & Proctor, JA. 1999. Passive treatment systems for the remediation of acid mine drainage at Wheal Jane, Cornwall. Journal of the Chartered Institution of Water and Environmental Management, 13, pp 93-103. Hedin, R.S., Nairn, R.W. & Kleinmann, R.L.P. 1994. Passive treatment of polluted coal mine drainage. Bureau of Mines Information Circular 9389, 35pp. Kepler, DA. & McCleary, E.C. 1994. Successive Alkalinity Producing Systems (SAPS) for the Treatment of Acidic Mine Drainage. Vol. 1: Mine Drainage. pp 195-204. Ley 1333, 1992. Medio Ambiente. D.S. 24176, Reg. Materia de Contaminación Hídrica, 1995. Montoya J. C. et. al (2005) Gestión Ambiental del Departamento de Oruro. Editorial Latinas. Oruro, Bolivia. 264 pp. Nordstom D.K. y Alfers C.M. (1999). Geochemistry of acid mine water. Pérez L., 2008. Fertilidad de suelos y Fertilizantes. (documento inédito), Cap. 10. pp. 186 - 199. Rose, P.D., Boshoff, GA., Van Hille, L.C.M., Dunn, K.M. & Duncan, J.R. 1998. An integrated algal sulphate reducing high rate ponding process for the treatment of acid mine drainage wastewaters. Biodegradation, 9, pp 247-257. Smit, J.P. 1999. The treatment of polluted mine water. In Proceedings of the Congress of the International Mine Water Association, Sevilla Spain, 13-17, 1999. Volume II, pp 467-471. Ulrich, M. 1999. Non-metallic carbonous minerals in the passive treatment of mining wastewater in Slovenia. Chemical Engineering and Processing, 38, pp. 249-258. Younger, P.L., Banwart, SA. & Hedin, R.S. 2002. Mine Water: Hydrology, Pollution, Remediation. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. (ISBN 1-4020-0137-1). 464pp. E.P.I.S.A.

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ANEXO TRATAMIENTO ACTIVO

Figura.1 Estructuración de 2 tanques (lechada de cal y muestra del relave) Figura 2. Sistema de mezclado

Figura 3. Mezcla de lechada de cal y muestra de relave. Figura 4. Muestra obtenida

Figura 5. Resultado

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TRATAMIENTO PASIVO

Figura 6. Sistema de Canal (arcilla roja,negra,gris y caliza), Figura 7 Escurrimiento de la mezcla obtenida(tratamiento activo).

Figura 8. Muestra obtenida

Figura 9 Resultado

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TRATAMIENTO DE BIORREMEDIACIÓN

Figura 10. Para este tratamiento utilizaremos dos métodos el uso de lombrices rojas (Eisenia foetida) (izquierda) y el otro método será el uso de compost (derecha).

Figura 11. Equipo de trabajo

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