CURSO: METALURGIA EXTRACTIVA

TEMAEL DRENAJE ACIDO DE MINA (DAM) Y EL DRENAJE ACIDO

DE ROCA (DAR) ELABORADO POR:• AGERICO PANTOJA CADILLO • LIMA –- 2013

El presente trabajo tiene como objetivo identificar diferentes tecnologías para el tratamiento del drenaje acido de las minas(DAM) y el drenaje acido de rocas(DAR) o los suelos contaminados, para el cual se hacen descripciones de tecnologías clásicas y la descripción de tecnologías innovadoras utilizadas actualmente

INTRODUCCIÓN

EL DRENAJE ACIDO DE MINA (DAM) Y EL DRENAJE ACIDO DE ROCA (DAR)

• La oxidación natural de los sulfuros contenidos en residuos mineros puede generar drenaje ácido de mina que se caracteriza por alta acidez, y contenido de metales pesados y sulfato.

• Cuando no se puede prevenir o controlar la generación de DAR se requiere recolectar y tratar para su neutralización y reducción de los metales y sólidos en suspensión a fin de cumplir con los estándares de calidad.

• Algunos de estos contaminantes pueden persistir en efluentes de la unidad minera después del cese de operaciones.

• Para mitigar el tratamiento de estos efluentes comprende procesos físicos, químicos y/o biológicos. Los métodos de tratamiento pueden ser en plantas construidas o mediante tratamientos pasivos.

• La oxidación de los sulfuros es compleja y sus efectos pueden variar enormemente entre distintos lugares y condiciones, por lo que el adecuado manejo de los drenajes ácidos de mina requiere la comprensión de los procesos que controlan las variaciones espacio- temporales de su calidad.

GENERACIÓN DEL DAR - DAM Y LA LIXIVIACIÓN DE METALES.

• Este proceso de oxidación de la pirita se produce, pero a un ritmo lento y el agua es capaz de amortiguar el ácido generado. La minería incrementa la superficie expuesta de las rocas que contienen azufre lo que permite la generación de un exceso de ácido más allá de las capacidades de las aguas.

• 2FeS2 (s) + 7O2 (aq) + 2H2O -> 2Fe 2 + 4SO4-2 + 4H + (1)

• La posterior oxidación del Fe +2 (hierro ferroso) a Fe +3 (férrico) se produce cuando el oxígeno suficiente, se disuelve en el agua o cuando el agua está expuesta al oxígeno atmosférico suficiente.

• 2Fe 2 + ½ O2 + 2H + -> 2Fe +3 + H2O (2).• Una cierta acidez que se consume en este proceso, sin embargo, el

escenario está listo para una mayor liberación de iones de hidrógeno que superan los beneficios. Hierro férrico puede precipitar como el ocre Fe(OH)3, el precipitado de color rojo-naranja que se observa en las aguas afectadas por drenaje ácido de minas), o puede reaccionar directamente con pirita de hierro para producir más hierro y la acidez.

• 2Fe +3 + 6H2O <-> 2Fe (OH) 3 (s) + 6H + (3)

• Cuando el hierro ferroso se produce como resultado de la ecuación 3 y suficiente oxígeno disuelto está presente el ciclo de las ecuaciones 2 y 3 se perpetúa.

• Una vez que las aguas son lo suficientemente ácido, las bacterias acidófilas - bacterias que prosperan en pH bajos son capaces de establecer.

• Los microorganismos pueden jugar un papel importante en la aceleración de las reacciones químicas que tienen lugar en situaciones de drenaje de la mina. Ferroxidans Thiobacillus, una bacteria, que comúnmente se hace referencia en este caso. Estas bacterias catalizan la oxidación del hierro ferroso, perpetuando las ecuaciones de 2 a 4.

• Otro microorganismo que pertenece al reino Archaea, llamado Ferroplasma Acidarmanus, se ha descubierto recientemente que también juega un papel importante en la producción de acidez en las aguas de mina (DAM). Aunque no es una fuente importante, la generación de acidez de los iones de hidrógeno en forma de precipitados de ciertos metales, se debe tenerse en cuenta al considerar las opciones de tratamiento.

•Al +3 + 3H2O -------- Al (OH) 3 + 3H + (5)

• Fe +3 + 3H2O --------Fe (OH) 3 + 3H + (ver ecuación 3) (6)

• Fe 2 + 0,25 O2 (aq) + 2,5 H2O ------------ Fe (OH) 3 + 2H + (7)

• Mn2+ 0,25O2(aq)+ 2.5H2O----------------------------Mn(OH)3+2H+ (8).•

• Otros metales se encuentran presentes comúnmente en las aguas de drenaje de la mina debido a que existen porque están presentes en las rocas, similares a la pirita. Por ejemplo, hay una gran variedad de sulfuros de otros metales que pueden liberar iones metálicos en solución, pero no puede generar acidez, las razones para esto no están claras. Entre ellas tenemos:

• Esfalerita ZnS (s) + 2O2 (aq) -> Zn +2 + SO4

-2 (09)

• Galena PbS (s) + 2O2 (aq) -> Pb +2 + SO4-2 (10)

• Millerita NIS (s) + 2O2 (aq) -> Ni 2 + SO4-2 (11)

• Greenockita CdS (s) + 2O2 (aq) -> Cd +2 + SO4-2 (12)

• Covelita CuS (s) + 2O2 (aq) -> Cu +2 + SO4-2 (13)

• Calcopirita CuFeS2 (s) + 4O2 (aq) -> Cu +2 + Fe +2 + SO4-2 (14)

LA NEUTRALIZACIÓN Y ELIMINACIÓN DE METALES• Es muy importante para ganar el control del pH del DAR debido a

los efectos del pH muchas cosas, incluyendo la solubilidad de los metales y la cinética de los procesos de oxidación y la hidrólisis.

• Además, la relación entre el pH y los procesos de extracción del metal varía entre los metales y los procesos bióticos y abióticos. Piedra caliza (carbonato cálcico), rica en calcita, aumenta el pH del agua por iones de hidrógeno que consumen y la alcalinidad a través de la adición de iones de bicarbonatos.

• CaCO3 + 2H + = Ca 2 + H2O + CO2 (15)

• CaCO3 + H2CO3 = Ca 2 + 2HCO3 (16).

PREPARACIÓN DE LECHADA DE CAL• CaO + H2O = Ca(OH)2

• Ca(OH)2 = Ca+ + 2OH-

• AIREACIÓN – OXIDACIÓN

• El ion ferroso (Fe2+) al neutralizarse da hidróxido ferroso, que es poco estable. Por eso, se aplica aireación para oxidar el hierro a férrico que es la forma más estable, según la reacción:

• Fe(OH)2 + ½ H2O + ¼ O2 = Fe(OH)3

• Los hidróxidos ferrosos no sedimentan como el hidróxido férrico porque generan un lodo

muy viscoso.Ventajas de oxidar el hierro:Estabilidad del lodo Eficiencia de tratamiento Viscosidad del lodo.

• La neutralización y precipitación de contaminantes a través de la generación de HCO3 y NH3 por la descomposición bacteriana de materia orgánica, la destrucción o la precipitación de los productos químicos en la zona anaeróbica catalizada por la actividad de las bacterias, la destrucción o la precipitación de contaminantes en la zona aeróbica catalizada por la actividad de las bacterias.

• REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN CON FORMACIÓN DE HIDRÓXIDOS• Al3+ + 3OH- = Al(OH)3

• Co2+ + 2OH- = Co(OH)2

• Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2

• Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2

• Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3

• Ni2+ + 2OH- = Ni(OH)2

• Pb2+ + 2OH- = Pb(OH)2

• Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2

FACTORES QUE FAVORECEN EL DAR

• COMPLEJA GEOLOGÍA Y MINERALOGÍA:• INFLUENCIA DEL CLIMA• MINAS ABANDONADAS

IMPACTOS DE LA MINERÍA SOBRE EL MEDIO ACUÁTICO.

• 1. "EL PROCESO DE LA MINERÍA EN SÍ MISMO"

• El sitio de la mina abandonada en Leadville, Colorado asociados con la alteración de la hidrología subterránea. Se ha señalado que, "el minero y el compartir de los recursos hídricos depende en gerenciar un interés común para evitar la entrada de agua fresca en un vacío de la mina, la pérdida en administrar los recursos del agua genera el aumento de las molestias de los mineros.

• Compresor de aire en un sitio de una mina abandonada

2. "LAS OPERACIONES DE PROCESAMIENTO DE MINERALES"

• Por ejemplo, las operaciones de lixiviación de cianuro, mercurio, oro, amalgama. Contaminado abandonado las canchas de lixiviación pueden contribuir a aguas contaminadas de la mina. Minas activas hoy en día, al menos., tienen que tener la obligación de cumplir las normas ambientales para evitar este tipo de contaminación.

3. LA DESHIDRATACIÓN, QUE SE LLEVA A CABO PARA HACER POSIBLE LA MINERÍA.

• Algunos de los problemas que pueden surgir de bombeo de agua de pozos mineros son: el agua la depresión tabla resultante de la reducción en la disponibilidad de agua para los residentes y el sistema de hyrdologic que rodea, es decir, los humedales, arroyos, lagos, hundimiento de la tierra o el colapso, y, superficiales o subterráneas contaminación del agua de la mina, si es de mala calidad y se extiende a las vías fluviales cercanas.

• Sin embargo, hoy la industria minera toma algunas medidas para reducir estos impactos a través de: los flujos de compensación, en la que se añade agua a las aguas superficiales sensibles, e incluso puede ser tratada y bombeada a lugares específicos, red local de la inyección de las aguas subterráneas, fuentes alternas de agua que puede ser proporcionados a los residentes afectados, y / o aguas que no son afectados por la operación minera en sí, pero no son de buena calidad puede ser tratada antes de descargarla.

4. LA FILTRACIÓN DE LIXIVIADOS CONTAMINADOS DE

LAS PILAS DE ROCA ESTÉRIL Y PRESAS DE RELAVES. • Por ejemplo, las pilas de roca estéril, no puede

haber tenido suficiente metal presente que la recuperación económica, sin embargo, el material de la roca podría tener suficiente pirita presente para generar acidez y movilizar a los metales.

5. LA INUNDACIÓN DE LAS EXPLOTACIONES MINERAS ABANDONADAS DESPUÉS DE LA MINERÍA QUE HA TERMINADO SUS OPERACIONES.

• Mientras que el nivel freático se encuentra oculto y la pirita es capaz de oxidar causando una acumulación de "generadores de sales ácido", cuando el nivel freático se eleva estas sales se disuelven causando un aumento en el pH y metales disueltos. Hay otros posibles peligros, como la erosión de las columnas de soporte en los túneles que conducen a la subsidencia y también, lo contrario el aumento del nivel del suelo debido a la rehidratación de los suelos, especialmente arcillas.

6. LA DESCARGA DE AGUA DE LA MINA SIN TRATAMIENTO

• Después de la inundación de funcionamiento puede dar lugar a: la contaminación de aguas superficiales, la contaminación de los acuíferos por encima, inundaciones localizadas y la sobrecarga y la obstrucción de alcantarillas.

CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

• Antes de controlar contaminantes, reducir al mínimo el consumo de agua, optimizar su recuperación y recirculación.

• Métodos de tratamiento general: • Homogenización: minimizar fluctuaciones • Neutralización: ajustar pH• Precipitación: por reacción con S. química• Coagulación y floculación: aglomeración • Clarificación: por sedimentación •

METALES TÓXICOS• El drenaje ácido de mina también disuelve metales tóxicos, tales

como Cu, Al, Cd, As, Pb y Hg de la roca del entorno.• Estos metales, en especial el hierro, pueden recubrir el fondo del río

con lamas de color anaranjado a rojo. Estos metales aún en cantidades pequeñas pueden ser tóxicos para la vida salvaje y el hombre.

• Los metales llevados por el agua pueden ir lejos, contaminando cursos de agua y agua subterránea a grandes distancias.

• Los impactos en la vida acuática pueden ir desde muerte inmediata de peces a subletal, se afecta su crecimiento, su habilidad de reproducción.

• El problema de los metales se debe a que no se destruyen en el ambiente. Se sedimentan en el fondo y persisten por largo tiempo, constituyendo una fuente de contaminación por largo tiempo para los insectos acuáticos y a los peces que se alimentan de éstos.

1. MINAS INACTIVAS

• Aislamiento de sulfuros con coberturas y sellos

• Exclusión del aire con coberturas y sellos • Inundación por taponeo de bocaminas • Deposición subacuática (permanente y

estable)• Segregación o mezcla de desmontes

generadores y neutralizantes de DAR.

2. CONTROL DE MIGRACIÓN DEL DAR:

• Canales de derivación • Cubiertas y vegetación contra infiltración • Interceptar flujos de agua subterránea • Diques y muros de contención para impedir

derrame de sedimentos contaminados.

REMEDIACIÓN DE EFLUENTES CONTAMINADOS

• TRATAMIENTO ACTIVO-ABIOTICO:

• Colección y tratamiento químico en plantas.

• Debe permitir cumplir con los LMP de la descarga.

• Es de alto costo, genera residuos secundarios, requiere supervisión y mantenimiento permanentes

TRATAMIENTO PASIVO-ABIOTICO :

• Cunetas alcalinas y drenes anóxicos de caliza, • Cascadas de aireación y pozas de sedimentación.• Caso Yanamate: laguna en lecho de roca calcárea permeable.

PRE TRATAMIENTO:Dren anóxico calcáreo aumenta alcalinidad y “buffer” H+ + CaCO3 -- Ca2+ + HCO3

REACCIÓN AEROBIA:

Precipitación de hidróxidos catalizada por bacterias Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ (pH >5)

REACCIÓN ANAEROBIA:

Precipitación de Sulfuros catalizada por bacterias sulfato- reductoras. SO4

2- + 2CH2O + 2H+ H2S + 2 H2O + 2 CO2

Zn2+ + H2S ZnS + 2 H+

• Un problema de los ALDs es que se forma una cubierta fuertemente adherida sobre la caliza que la inactiva y puede atorar el dren. Para superar este problema las concentraciones de O2 disuelto, Fe+3 y Al+3 deber ser <1 mg/L; algunos autores sugieren que Fe+3 y Al+3 pueden estar entre 1 y 5 mg/L, que son límites bajos. *Anoxic Limestone Drains (ALDs)

POSA SEDIMENTACIÓN

ROCA CALCAREA

DRENES CALCÁREOS ANOXICOS (ALDs)*

PANTANOS AERÓBICOS-BIOLOGICO Mayormente son usados para aguas

netamente alcalinas, se favorece la infiltración de oxígeno, y los metales precipitan como oxihidróxidos, hidróxidos y carbonatos.

BIORREACTORES

• Son zanjas o pozos forrados que pueden contener materiales como cantos rodados, compost, otra materia orgánica, y/o un reactivo alcalino.

• También pueden contener materiales filtrantes como los usados en el tratamiento de aguas residuales municipales, que promueven el establecimiento de microorganismos que precipitan metales.

• El término “biorreactor” puede incluir pantanos ya que utilizan reacciones biológicas para tratar aguas. La distinción entre ellas proviene de la literatura.

• Un reto de estos sistemas es lograr una condición de abandono simple.

• Cuando las aguas son ácidas debe elevarse el pH a una condición alcalina. Si Al y Fe son los principales contaminantes se usa la adición alcalina seguida de una poza aeróbica de sedimentación para precipitar los metales.

BIORREACTORES

• •

HUMEDAL ANAEROBIO

• Este sistema opera en permanente inundación, el agua fluye por gravedad a través de un substrato orgánico y otro alcalino, incrementándose el pH hasta niveles cercanos al neutro debido a la alcalinidad de los bicarbonatos que se generan en el sistema a partir de la reducción anaerobia del sulfato y la disolución de la caliza.

HUMEDAL ANAEROBIO• Principales bacterias anaerobias sulfato reductoras:

Desulfomaculum (Gram-positiva) y Desulfovibrio, que utilizan como fuente de energía para su metabolismo las reacciones que ocurren en la materia orgánica del substrato (CH2O) y el sulfato disuelto en el agua intersticial.

• La reducción biológica del sulfato (SBR) consume acidez (H+) y reduce el sulfato a sulfuro metálico insoluble como parte de la actividad metabólica de las bacterias, la precipitación de estos sulfuros remueve metales del agua dando como resultado la neutralización del medio, tal como se observa en las siguientes reacciones:

• 2 CH2O + SO4= + H+ → H2S + 2 HCO3

-

• Me2+ + H2S → MeS↓ + 2 H+

• SISTEMA DE PRODUCCIÓN SUCESIVA DE ALCALINIDAD (SAPS)

• Consiste en un estanque en cuyo interior se deposita bajo agua dos substratos, uno de material alcalino y otro de materia orgánica, que están inundados a una profundidad de entre 1 y 3 m.

• El agua fluye por gravedad, atraviesa los substratos y drena por la parte inferior mediante un conjunto de tubos perforados.

• Un SAPS puede tratar aguas con pH <4,5.• El substrato inferior es de caliza (0,5 a 1 m de espesor) y sirve para generar

alcalinidad y neutralizar el pH del influente. La capa superior es de material orgánico (0,1 a 0,5 m de espesor) y es donde se elimina el oxígeno disuelto del agua, se reduce el sulfato y se transforma el Fe3+ en Fe2+, evitándose la precipitación del hidróxido de Fe3+ sobre la capa de caliza.

TAPONEO DE MINAS SUBTERRÁNEAS• En zonas montañosas las minas subterráneas abandonadas son la principal fuente de

contaminación por DAM, donde la mayoría de éstas fueron desarrolladas con niveles creciendo de abajo hacia arriba, para tener drenaje por gravedad.

• Los problemas de DAM en minas antiguas se agravan por inadecuados pilares de separación entre minas, inadecuadas barreras en el afloramiento y la interconexión entre minas adyacentes.

• El sellado o taponeo de bocaminas puede minimizar la contaminación por DAM en minas abandonadas. El principal factor que afecta la selección, diseño y construcción de tapones de minas subterráneas es la presión hidráulica prevista que el tapón soportará cuando el tapón esté listo.

EL TAPÓN DE BOCAMINA SECA SIN DRENAJE

• Es un muro en la entrada de la mina. Tapones secos son construidos cuando hay poco o ningún drenaje o no habrá ninguna presión hidrostática. Su función es la de impedir el acceso a la mina y disminuir la producción de DAM limitando el movimiento de aire y agua a la mina profunda.

• Los tapones secos son construidos de bloques de concreto, mampostería o concreto armado, son construidas desde afuera. Son simples, de bajo costo y efectividad a largo plazo debido a la ausencia de presión hidrostática.

• EL TAPÓN DE BOCAMINA HÚMEDA

• Es un muro a través de la bocamina que permite el drenaje de agua pero impide el ingreso de aire a la mina.

• La producción de DAM puede ser inhibida al subir el nivel de agua e inunde las labores. Aunque el taponeo hermético de los niveles inferiores de las bocaminas se ha intentado para prevenir el drenaje y elevar el nivel del agua en la mina, este método ha dado lugar generalmente a la salida explosiva del agua por el tapón u otros lugares cercanos.

• La colocación de tapones de bocaminas debe por lo tanto ser cuidadosamente planeada y ejecutada

• TAPÓN HIDRÁULICO • Con barrera sirve como mampara estructural

para la contención del agua, a veces con salida de agua. En la construcción se pone lechada a presión alrededor para sellar y evitar la fuga de agua y entrada de aire. También controla la subsidencia.

LAS TÉCNICAS DE MANEJO DE AGUA

• Para controlar el DAM incluyen: Derivación del agua, coberturas de suelo, de plástico, desaguado, inundación, taponeo de bocaminas subterráneas, barreras, cortinas y muros de lechada y relleno de minas por inyección.

• Cada método es adecuado para situaciones específicas y su éxito depende de un adecuado planeamiento, diseño y construcción.

DERIVACIÓN DEL AGUA

• Es uno de los métodos más fáciles y baratos para reducir la cantidad de agua en contacto con materiales generadores de ácido.

• Se debe tener especial cuidado y planeamiento para el diseño y construcción de tapones de mina y cuando se usa técnicas de grouting para relleno de mina subterránea o barreras.

TAPONEO CON TRAMPA DE AIRE• Son instalados en bocaminas con drenaje. Construidos con bloques de

concreto, dejando hoyos o tubos para el drenaje.• Problema: - atoro del hoyo o tubo con sedimento y debris, resultando en su

colapso o fuga por el tapón.• Estudio de US Bureau of Mines: 14 tapones instalados en 1967 estaban

intactos en 1991, sólo 1 goteaba. • La calidad del agua mejora con el tiempo.• Debido al colapso de muchos sellos húmedos, sellos hidráulicos (herméticos)

están siendo construidos en muchas situaciones de sello húmedo• Este tipo de taponeo sirve como pieza de obturación y actúa como una

represa hermética de agua, capaz de resistir la máxima presión hidrostática que puede desarrollarse como resultado de la inundación de la mina. Las fracturas y fisuras de la roca circundante que podrían permitir la salida de agua alrededor del tapón, deben también ser tratadas para restringir la conducción del agua, mediante inyecciones a presión de cemento (grouting), incrementando el espesor del tapón e instalando tapones adicionales.

• TAPONEO DE BOCAMINAS• Yacimientos no trabajados no son afectados por

aire ni agua. En labores mineras éstos oxidan sulfuros y generan DAR.

• Para reducir el caudal del DAR y mejorar la calidad del agua: restringir flujo de agua a labores y del drenaje de mina.

• El taponeo de socavones encapsula el agua y elimina acceso de oxígeno al mineral, anula o reduce caudal del drenaje y reduce su carga de metales pesados.

• TRATAMIENTO DEL DAR• Neutralización para precipitar metales pesados

disueltos.• Neutralizantes: Cal, soda cáustica y caliza.• Cuando hay Fe2+: oxidar con aire o bacterias • Cuando hay 2 clases de metales: precipitar en 2 etapas:

1° pH bajo, y 2° pH alto.• Después de neutralización a pH alto: bajar pH • El reciclaje de precipitado reduce volumen de

precipitado.

Descarga de lodo

Reciclaje de lodo

Agua tratada

Agua ácida Aire Lechada de cal

Polímero

CLARIFICADORpH 4

pH 7

pH 8.5

pH 9.5

PROCESO HDS DE NEUTRALIZACION EN ETAPAS

PREVENCIÓN DE CONTAMINACIÓN DEL DRENAJE DE RELAVERAS

• Medida: controlar caudal de infiltración • Obras de drenaje externo, interno y canales de emergencia • Cobertura de tierra y vegetación:• controla erosión acuática de taludes • Reduce caudal drenaje y mejora calidad agua • Evita erosión eólica del relave • Armonía de paisaje con vegetación en relavera • Para superar las condiciones del relave, la vegetación debe:• Ser de rápido crecimiento y desarrollo • Soportar suelos pobres en nutrientes • Resistir el frío y acidez • Ser preferentemente verde permanente.• Tratamiento del agua de drenaje: • Similar al agua de mina, y • En la misma planta de tratamiento

• MITIGACIÓN DE DAR – DAM EN LAS OPERACIONES MINERAS

El tratamiento del DAR – DAM en las minas en general, requiere un ajuste de pH, oxidación o reducción (redox), condiciones y / o estabilización de los desechos, las tecnologías de tratamiento se divide en esta categoría: la tradicional e innovación.

TECNOLOGÍA TRADICIONAL O ACTIVO

• Los tratamientos tradicionales o convencionales de las aguas de mina son los que siguen el patrón de una planta de tratamiento de aguas residuales ordinarias refiere a menudo como tratamiento activo. Hay una variedad de métodos que se considera "activo", el más predominante es "ODAS" la oxidación, la dosificación con el álcali, y la sedimentación. El proceso es similar a la de las plantas tradicionales de tratamiento de aguas residuales. Otros tradicionales o "activa" los tratamientos más comunes para las plantas de tratamiento de aguas residuales incluyen: sulfidización, biosedimentation, absorción e intercambio iónico y procesos de membrana como la filtración y ósmosis inversa

• Dependiendo de la situación puede ser ventajoso para instalar un sistema de tratamiento de agua tradicional. En su mayor parte un sistema de ingeniería se puede modificar para obtener la descarga deseada independientemente de los cambios en las características del agua de entrada. Esto puede ser útil para los sitios de minería activa con frecuentes cambios en las características del agua.

• CASO 1: Russ FORBA que trabaja en la fosa del sitio de Superfund en Berkeley Montana, afirmó que tras la evaluación de las opciones que no se sentían cómodos con la fiabilidad y la eficiencia de remoción de contaminantes asociados a los tratamientos innovadores, debido a los siete millones de galones por día de flujo y las características complejas de las aguas residuales.

• Otra ventaja es que los terrenos necesarios para establecer una planta de grandes flujos es mucho menor que el espacio necesario para los sistemas comparables de tratamiento.

• Por último, las plantas tradicionales de tratamiento de aguas residuales son acompañados por una gran cantidad de experiencias e información, lo que hace la experiencia más fácil de encontrar y con un nivel de confianza superior en el rendimiento.

• Los enfoques tradicionales de tratamiento para el manejo de desechos sólidos de mina incluyen una variedad de excavación, el ajuste del paisaje, y las técnicas de estabilización. Una vez más, en la mayoría de los casos la preocupación principal es evitar la infiltración del agua de los residuos sólidos. Los desechos sólidos pueden ser contenidos en el sitio en una variedad de formas: fosas herméticas, pozos sin rayado, arcilla o tapones de plástico, etc

• CASO 2: ESTUDIO CASO LA MINA CALIFORNIA GULCH- LEADVILLE, COLORADO.

• Las dos plantas de tratamiento de agua se encuentran en la desembocadura de los túneles mineros abandonados: el Túnel del Yak y el túnel de la mina Leadville drenaje. Los túneles fueron construidos para el transporte de minerales de las minas y, a veces de drenaje de aguas subterráneas para permitir el acceso a la tierra. Las rocas en estos túneles es muy perturbado y se expone al agua y el oxígeno por lo tanto, la oxidación de la pirita y la lixiviación de los metales y es probable que los efluentes de los túneles es muy problemático.

TECNOLOGÍA INNOVADOR

• Para los metales comunes en el DAR-DAM (Zn, Pb, Cd, As, Mo, Au, Ag, por nombrar algunos) la reducción del sulfato por las bacterias por lo general la premisa detrás del diseño de tratamiento pasivo con el objetivo de inducir la precipitación de metales como sulfuros . De metales comunes para la minería del carbón (Fe, Al y Mn) los procesos aeróbicos, con o sin un agente alcalino son las aplicaciones más comúnmente aplicado. Otro juego importante en el tratamiento pasivo son agentes alcalinos, más cal, aunque la aplicación de cal para reducir la acidez, no especialmente innovadoras, algunas de las maneras de exponer las aguas ácidas a la agente alcalino son innovadores.

• Biorreactores están en algún lugar entre el PRB y humedales, el agua subterránea o de superficie y fluye a través de las reacciones naturales de trabajo para eliminar los metales. Si del subsuelo, o expuesto a la atmósfera, los biorreactores son generalmente alineadas, lleno de materiales compostados y / o agentes alcalinos, y en algunos casos incluyen la vegetación. Los humedales artificiales son muy similares a los PRB y biorreactores, a menudo alineada con estanques llenos de materia orgánica y / o agentes alcalinos y, a veces la vegetación. Materia orgánica y la vegetación permiten una oportunidad para que los metales para absorber y / o absorbido por las superficies orgánicas, esto es cierto para biorreactores y PRB también.

• Humedales anaerobios objetivo de promover el crecimiento de bacterias reductoras de sulfato y elevar el pH. Humedales aeróbicos son los más utilizados para la red de aguas alcalinas, la infiltración de oxígeno se anima y los metales se precipitan como oxihidróxidos, hidróxidos y carbonatos.

• Tanto biorreactores y los humedales casi siempre incluyen los sistemas de tendido de tubería, mientras que PRB se coloca simplemente en la trayectoria del flujo.

• A base de cal aplicaciones consideradas innovadoras, son de piedra caliza de anoxia drenajes y sistemas de producción de sucesivos alcalinidad (SAPS). Este último es muy similar en la construcción y la teoría de los humedales / biorreactores y también una mejora de la tecnología de la piedra caliza de drenaje anóxico.

LOS DRENAJES DE PIEDRA CALIZA• Piedra caliza de Drenaje Anóxicas (ALD), tratar las aguas ácidas y

potencialmente cargados de metales mediante el envío a través de una vía subterránea que está lleno de piedra caliza molida. ALD generalmente toma en una laguna de asentamiento o de los humedales para permitir que los metales una oportunidad para precipitar y asentarse. El problema con ALD es que a menudo la experiencia de blindaje - descrito como una fuerte adhesión y la pacificación completa de incrustaciones - haciendo que la piedra caliza que se inactiva y, potencialmente, causar la obstrucción del drenaje. Para instalar un eficaz ALD muchos sugieren que el oxígeno disuelto, Fe +3 y Al +3 concentraciones de ser inferior a 1 mg / L, y algunos autores han sugerido que la Fe +3 y Al +3 concentración puede ser mayor, entre 1 y 5 mg / L

HUMEDALES

• La precipitación de los metales es una reacción puramente químico y no es tan dependiente de la temperatura como la precipitación de sulfato comunes a los humedales anaerobios. El principal factor limitante para estos sistemas es precipitar metales acumulados de estos depósitos puede tener que ser removido para permitir la operación continua de los humedales. Robert Hedin ha iniciado una empresa que las dragas esta acumulación y la vende para su uso como pigmento en pinturas y tintes. Cuando las aguas son ácidas, el pH debe ser levantado y, preferiblemente, las aguas se pueden comprar a la red de condiciones alcalinas. Cuando el hierro y el aluminio son los principales contaminantes entonces además alcalina seguida de una laguna de asentamiento aeróbicos a menudo se utiliza para precipitar metales y elevar el pH. La aplicación más común de los humedales para las minas de roca dura tiene por objeto establecer bacterias reductoras de sulfato en condiciones anaeróbicas y, como resultado de las necesidades metabólicas de las bacterias, los metales se precipitan como sulfuros.

•

• BIORREACTORES• Biorreactores pasivos están llenas de zanjas o fosas que pueden

contener una variedad de materiales, por lo general una mezcla de cantos rodados, compost, materia orgánica, y / o un agente alcalino. A veces, por encima de los tanques de tierra contiene una variedad de materiales, incluyendo los descritos anteriormente y otros tipos de filtros de goteo de los materiales - común en biotratamiento de residuos municipales, tratamiento de aguas utilizado para establecer los microorganismos adecuados para precipitar metales y ajustar el Ph.Se les conoce como "biorreactores". El tipo de tanque de biorreactor se utiliza para el tratamiento de drenaje ácido de mina. Ambos son legítimos en el uso del término "bio-reactor", ya que está utilizando las reacciones biológicas para el tratamiento de las aguas. Podría decirse que el término "biorreactor" en realidad son PRB, SAPS, y los humedales.

SISTEMAS DE PRODUCCIÓN ALCALINIDAD SUCESIVOS

• Esta tecnología fue creada en la década de 1990 por Kepler y McCleary, la idea es que el drenaje desemboca en la parte superior de la célula creando una capa superior de agua que impide la infiltración de oxígeno en las capas inferiores. (también se utiliza en las presas de relaves). La capa orgánica sirve para eliminar el oxígeno disuelto en el agua, más abajo en condiciones anaeróbicas apoyar el establecimiento de bacterias reductoras de sulfato. El ambiente anaeróbico es un entorno de reducción que los cambios de Fe +3 a Fe, dos reduciendo así la probabilidad de precipitación de hidróxido de hierro, véase la ecuación 3. Ya que estas unidades fomentar la reducción de las condiciones y el establecimiento de SRB, una importante contribución al tratamiento de las aguas, estas unidades se refieren a veces como de RAPS - Sistemas de producción de alcalinidad sucesivas. Finalmente, el agua entra en la región de piedra caliza, desprovisto de oxígeno la prevención de la armadura de piedra caliza. Al salir de la mina el agua se dirige normalmente a una laguna aeróbica de asentamiento o de los humedales para permitir a los metales para formar precipitados y pulido más agua.

BARREARAS REACTIVAS PERMEABLES

• Hay cuatro medios diferentes reactivos y dos tipos de diseño. Tres de los PRB se "embudo y la puerta de" los tipos, la puerta es donde los medios de comunicación reactiva se encuentra y el embudo es de dos paredes impermeables dirigir las aguas subterráneas a la puerta. Cada puerta era consistía en un material diferente: (1) huesos carbonizados de fosfato (PO4) pastillas, la fuente de fosfato facilita la formación de compuestos insolubles de fosfato de uranilo, (2) de hierro de valencia cero (Zvi) pastillas que provocan la reducción del uranio (VI ) al menos solubles de uranio (IV), y (3) bolitas oxihidróxidos amorfos férrico (AFO) que retire de uranio por adsorción a la superficie de óxido de hierro. Los otros tres PRB seis pulgadas de diámetro, no pozos de bombeo que consta de diferentes proporciones de fosfato de carbón de hueso y espuma de pellets de óxido de hierro, el fosfato se absorberá a los pellets de hierro para permitir el acceso a la formación de compuestos de fosfato de uranilo. La hipótesis es que los pozos permitirá ponerse en contacto con las plumas más y será más adecuada para ubicaciones remota

BIOSOLIDOS• Existe una amplia evidencia para apoyar el uso de biosólidos en la

recuperación de tierras. Es un método rentable para reducir el daño potencial al medio ambiente y sus ocupantes. Es particularmente atractiva cuando las otras opciones son la eliminación y / o nivelación. La extracción es generalmente cara, sobre todo cuando los sitios son muy grandes y este método sólo se traslada el material de desecho, lo que representa un problema potencial en una nueva ubicación. Limitación sólo puede prevenir exacerbación del problema, pero no ayudará a restablecer el funcionamiento de los ecosistemas en el sitio a menos que los suelos naturales se utilizan. El uso de los suelos naturales como las tapas en los sitios de gran superficie es poco práctico, caro y deja "prestado" zonas muy perturbadas y está sujeto a una intensa erosión. Biosólidos proporcionar una solución aparentemente indefinida a los sitios contaminados por metales de interés son complejos, lo que reduce su biodisponibilidad, y la salud de la A-horizonte en el perfil del suelo se mejora. Esto permite que la vegetación de recuperarse - estabilizar y mejorar la salud del ecosistema de la zona.

FITORREMEDIACION

• La fitorremediación propone el uso de plantas para tratar o eliminar la contaminación, se define el término como "el uso de las plantas verdes y su microbiota asociada, las enmiendas del suelo y técnicas agronómicas para eliminar, contener o neutralizar contaminantes del medio ambiente. Aunque hay una amplia variedad de subcategorías en el campo de la fitorremediación sólo cuatro serán discutidos: fitoextracción / phtyomining, fitoestabilización, rhizofiltration y phytovolatilization.

• • Para más información sobre otras tecnologías, consulte Introducción a la

fitorremediación. Fitoextracción, o si fitominería metales pueden ser recuperados, se define como: "La absorción de contaminantes por las raíces de la planta y la translocación en las plantas. Esta tecnología de concentración deja una masa mucho más pequeña para ser eliminados de que se excavación del suelo o de otros medios de comunicación.

• • Hay un número limitado de plantas

• FITOEXTRACCION

• Fito-extracción requiere que las plantas "hiperacumuladoras", es decir, se captan más que el promedio de concentración de metales.

• De acuerdo con Brooks et al., Hay cerca de 300 especies que hyperaccumulate níquel, el cobalto 26, 24 de cobre, 19 de selenio, zinc 16, 11 manganeso, talio y uno de cadmio. Aunque estas cifras son alentadoras son pocas las aplicaciones de campo. Una consideración importante en la aplicación de fitoextracción, especialmente con el uso de hiperacumuladoras, es si la vegetación resultante será peligroso para la fauna local, esta posibilidad varía de un sitio a otro.

• Es bastante común en lo que respecta a los yacimientos mineros, es una práctica común para repoblar las tierras echado a perder la mina para evitar la erosión del suelo y el depósito de tierras contaminadas en los ríos y las tierras cercanas. La EPA se define como:1. La inmovilización de un contaminante en el suelo por la absorción y la acumulación por las raíces, adsorción en las raíces, o la precipitación en la zona de las raíces de las plantas.

• 2. El uso de plantas y raíces de las plantas para evitar la migración de contaminantes a través del viento y la erosión del agua, dispersión de lixiviación, y la tierra.

• RHIZOFILTRACION• consiste en la eliminación de contaminantes en solución a través de la

adsorción o precipitación en las raíces de plantas o de la absorción en las raíces, esto también puede lograrse por los microorganismos asociados a la rizosfera.

• • Esta tecnología se aplica en el agua, es decir, las plantas son las plantas ya

sea acuático o las plantas terrestres en una plataforma flotante. Los contaminantes pueden ser físicamente eliminados por la eliminación de las plantas. Algunas de las desventajas de esta tecnología incluyen la necesidad de un buen control de pH, y una clara comprensión de la especiación química y la interacción de todas las especies en el afluente. Además de esto, el control de la concentración del afluente y el caudal puede ser necesario, las plantas pueden necesitar para ser cultivadas y luego trasladadas al sitio (especialmente las plantas terrestres), la recolección periódica y la eliminación se requieren, y los resultados de laboratorio no podría lograrse en el campo.

• PHYTOVOLATIZACION• Phytovolatilization ha sido identificado como un tratamiento potencial para

los suelos contaminados de mercurio y el selenio, phytovolatilization se define como la captación y la transpiración de un contaminante por planta, con la liberación del contaminante o una modificar la forma del contaminante a la atmósfera de la planta a través de los contaminantes la absorción, metabolismo de la planta, y el transporte de plantas.

• • Este proceso es beneficioso si los contaminantes de preocupación se

transforma en formas menos tóxicas, por ejemplo, el mercurio elemental y el gas dimetil selenio. Las desventajas son la incertidumbre acerca de los metabolitos, la acumulación de plantas saludables, y la incertidumbre acerca de otros componentes en el sitio, es decir, donde hay una forma de contaminación que podría haber muchos más y hay que entender cómo van a reaccionar con las plantas también.