ANTECEDENTES

En la actualidad, en nuestro país existen muchos efluentes Minero -

metalúrgicos provenientes de operaciones de beneficio metalúrgico del

proceso de Flotación de Minerales Sulfurados y de Lixiviación de

minerales oxidados que poseen concentraciones de metales pesados

superiores al de los Niveles Máximos Permisibles para Efluentes

Líquidos para las Actividades Minero- Metalúrgicas según la Resolución

Ministerial Nº 011-96-EM/VMM, lo cual representa un problema,

puesto que ello indica que los Tratamientos de Remediación de las

plantas concentradoras Flotación y de Lixiviación de minerales

empleados por las compañías mineras del Sector Minero Formal e

Informal no son efectivos, puesto que estos efluentes con

concentraciones de cobre superiores al de los límites máximos

permisibles, son enviados a presas de relave, que una vez dispuesto el

relave en la presa de relave se sedimenta y el efluente líquido filtra y se

vierte de manera directa a ríos y lagunas, lo cual ya ocasiona una

contaminación ambiental.

En el Perú, no existen antecedentes de Tratamientos de Remediación

de Efluentes Metalúrgicos con presencia de iones de metales pesados

de cobre, basado en el empleo de la dolomita. Es por ello, que se

pretende investigar la aplicación de un nuevo método de remediación

de efluentes metalúrgicos basado en el empleo de la dolomita calcinada

y sin calcinar; con la finalidad de abatir el cobre presente en los

efluentes metalúrgicos provenientes de procesos metalúrgicos de

flotación y de lixiviación, cuyos vertimentos sin tratamiento previo,

afectan de manera directa a cuerpos de agua originando la

contaminación del agua de los ríos.

PROBLEMA AMBIENTAL

Actualmente, ha existido un incesante aumento de la actividad minero

artesanal en varias regiones del país. A los bolsones de mineros

artesanales, plenamente identificados y que trabajan desde hace un

buen tiempo1 en zonas como las del Sur Medio (Ica y Arequipa), Madre

de Dios, algunas provincias de Puno y La Libertad, se le han sumado

otros grupos: en el norte del país se ha identificado una intensa

actividad en el distrito de Cachachi, provincia de Cajabamba, en la

región Cajamarca y en Piura en los distritos de Paimas, Las Lomas,

Suyo.

A la base de la expansión de esta actividad están por supuesto la falta

de alternativas económicas para amplios sectores de la población que

ven en esta actividad una alternativa de subsistencia y los años de

sequía vividos en algunas regiones que terminaron por afectar las

actividades agrícolas tradicionales. Lo cierto es que el crecimiento

explosivo, viene provocando conflictos entre mineros y agricultores en

varias zonas, donde ya se han registrado enfrentamientos violentos. Los

pobladores denuncian problemas de contaminación a las principales

fuentes de agua, riesgo que se acrecienta en épocas de lluvias, el uso

sin control de diversos insumos químicos que provocan graves impactos

en el medio ambiente. A ello se le suma problemas sociales como el

trabajo infantil, labores caracterizadas por el alto riesgo, hechos de

violencia, entre otros aspectos.

Como ejemplo, de Minería Artesanal que trata minerales polimetálicos

de cobre, se tiene a MOQUEGUA, que se caracteriza por la existencia

de yacimientos de Polimetálicos de Cobre y Plata en los distritos de

Pacocha e Ichuña, producto de dicha actividad minera se produce la

contaminación de aguas de los ríos por sólidos en suspensión.

Como se sabe, al promulgarse a comienzos del año 2002, la Ley Nº

27651-

“LEY DE FORMALIZACIÓN Y PROMOCIÓN DE LA PEQUEÑA MINERÍA

Y

MINERÍA ARTESANAL”- (y posteriormente su respectivo reglamento -

D.S. 013-2002-E.M) se ha creado el marco jurídico adecuado para el

reconocimiento oficial de la Minería Artesanal e incluso las condiciones

básicas para la integración de la Minería Artesanal en el sector de la

economía formal Cabe resaltar que la Ley Nº 27651-“LEY DE

FORMALIZACIÓN Y PROMOCIÓN DE LA PEQUEÑA MINERÍA Y

MINERÍA ARTESANAl” y la Ley Nº 27446 - “LEY DEL SISTEMA

NACIONAL DE IMPACTO AMBIENTAL”, señalan desde el punto de

vista del Medio Ambiente que para pequeños mineros y mineros

artesanales solo serán exigibles la Declaración de Impacto Ambiental y

Estudios de Impacto Ambiental Semi-detallados suscritos por un

profesional competente. Asimismo, se menciona que ya sea a través de

títulos o de contratos, se exiga de los mineros el cumplimiento de

obligaciones para la vigencia de sus derechos, así como el cumplimento

permanente de compromisos ambientales para la vigencia de sus

permisos de operación.

La Ley General del Ambiente, Art. VII del Título Preliminar de la Ley Nº

28611, señala que el aspecto ambiental puede constituirse en un medio

eficaz con la finalidad de prevenir los procesos de degradación

ambiental, más aún si tomamos en cuenta el alto peligro de daño

ambiental que esta actividad de beneficio metalúrgico provoca. Todo

ello toma especial importancia debido a la vigencia del principio

precautorio en materia ambiental en nuestro ordenamiento jurídico.

En ese sentido, lo que busca este trabajo de investigación es contribuir

con un pleno concimiento de la aplicación de un Tratamiento de

Remediación de Efluentes Metalúrgico para reducir metales pesados y

disminuir con el grado de contaminación que generan las actividades

minero-metalúrgicas de carácter artesanal, de tal modo que les permita

emplear Tecnologías de Limpieza adecuadas para el tratamiento de sus

efluentes metalúrgicos.

TIPO DE ACTIVIDAD MINERA EN ANCASH

Una parte importante de la actividad minera se encuentra representada

por la llamada pequeña y microminería de polimetálicos, esto es, minas

y plantas que extraen y procesan decenas de toneladas por día hasta

100 a 200 ton/día.

Por otro lado, una porción también trascendente de actividad minera es

la llamada minería aurífera de oro libre, en concentraciones

generalmente bajas, donde el volumen del tratamiento y la docilidad de

los minerales conducen a que sea posible implementar métodos

económicos de recuperación.

Finalmente, otra característica la constituye la explotación y beneficio

de carbón tipo antracita, donde las minas prácticamente operan en una

modalidad intermitente.

Habría que adicionar la potencial explotación de no metálicos,

especialmente minerales que son utilizados en el procesamiento de los

metálicos, tales como las calizas para la producción de cal.

PROBLEMÁTICA DE LOS DRENAJES ÁCIDOS DE MINAS

Los drenajes ácidos de minas son aguas con altos índices de acidez y

carga de metales en disolución. Estos drenajes ácidos de minas son el

resultado de la reacción del agua, tanto superficial como subterránea,

con minerales sulfurados. El ácido es generado en las instalaciones

mineras cuando los sulfuros metálicos minerales son oxidados. Los

sulfuros minerales están presentes en el interior de las rocas asociados

con diferentes metales. En forma natural, la oxidación de estos

minerales y la formación de ácido sulfúrico corresponden a procesos de

oxidación de los metales.

Los procesos de extracción asociados a la actividad minera incrementa

el grado de estas reacciones químicas ácidos de minas han afectado

entre 8.000 y 16.000 km de riberas de ríos con metales como el cadmio,

cobre, cinc y arsénico en ese país. Se cree que los drenajes ácidos de

minas son los causantes de la mayor contaminación ambiental entre los

años 40 y 80. Los problemas ambientales asociados al drenaje ácido son

variados y dependen del componente del medio ambiente en que se

emplacen pero, en general, perduran en el largo plazo. Entre los

efectos específicos de la acidificación de los cursos de agua se

encuentran la interrupción del crecimiento y reproducción de fauna y

flora acuática, daño a los ecosistemas (cadenas tróficas, comunidades,

otros), en algunos casos contaminación de las fuentes de agua potable,

y efectos corrosivos en las bases de los puentes.

FORMAS DE CONTROL

Una de las mejores defensas contra el drenaje ácido es prevenir que el

material que puede generarlo entre en contacto con el aire y el agua,

porque una vez que la reacción comienza es casi imposible detenerla y

continuará por varias décadas.

El control de la generación de ácido se puede hacer a través de la

remoción de uno o más de los componentes esenciales: azufre, aire,

agua. Algunas formas de control son:

Separación de los desechos y mezcla. Se trata de mezclar la roca

generadora de ácido con otro tipo de roca, cuya composición sea

neutralizadora, creando un pH neutro.

Aditivos base. Material alcalino, tales como caliza, cal, ceniza de

soda pueden ser agregados a la roca sulfurosa con el fin de

amortiguar las reacciones productoras de ácido.

Cubrimientos. Tierra, arcilla y coberturas sintéticas pueden ser

puestas sobre la roca generadora de ácido, con el fin de

minimizar la infiltración de agua y aire.

Bactericidas. La introducción de ciertos químicos que reducen la

bacteria (Thiobacillus ferrooxidans) que cataliza las reacciones de

la generación de ácido ha resultado bastante efectiva.

La bacteria Thiobacillus ferrooxidans se emplea en procesos de

lixiviación bacteriana, también conocida como biolixiviación de

minerales, un proceso natural de disolución que resulta de la acción de

un grupo de bacterias con habilidad de oxidar minerales sulfurados,

permitiendo la liberación de los valores metálicos contenidos en ellos.

En términos más globales se puede señalar que la biolixiviación es una

tecnología que emplea bacterias específicas para lixiviar o extraer un

metal de valor como uranio, cobre, zinc, níquel y cobalto presente en un

concentrado de mineral. El producto final de este proceso es una

solución ácida que contiene el metal en su forma soluble.

FUENTES DE GENERACIÓN DE EFLUENTES PROVENIENTE DE

LAS UNIDADES MINERAS

RELAVES

Las plantas concentradoras han producido relaves, los cuales han sido

enviados a las

Canchas preparadas para este fin, clasificándolos en gruesos y finos.

DRENAJE DE MINAS

El agua ácida que emana de las bocaminas es la principal fuente de

contaminación del agua. El agua de lluvia que se infiltra al interior de la

mina a través de tajos abiertos y chimeneas que han llegado a

comunicarse con la superficie y a lo largo de las fracturas tensionales

abiertas que han sido rellenadas con soluciones mineralizantes, se

acidifican y resultan aguas ácidas con valores de pH próximos a 2.5 a

3.0 y valores de conductividad mayores de 10,000 us/cm. Los efluentes

de drenaje de las minas son descargados a los tributarios y de éstos al

río Mosna.

EFLUENTES LIQUIDOS DE LAS PLANTAS CONCENTRADORAS

Los efluentes de las plantas concentradoras, están constituidos

principalmente por los reboses de los espesadores y cochas de los

concentrados de plomo y zinc, etc., estos reboses por proceder de agua

de concentrados, todavía tienen sólidos en suspensión y elementos

contaminantes del río Mosna.

EFLUENTES LIQUIDOS DE LAS CANCHAS DE RELAVES

Los efluentes de las canchas de relaves, son enviados de la planta

concentradora en

Forma de pulpa, a los depósitos de relaves. Estas partículas son

decantadas y el agua clara, es enviada a los ríos constituyendo un

efluente de las canchas de relaves que tienen metales pesados en

suspensión y que se encuentran sobre los límites permisibles para un

Agua de Clase III.

EFLUENTES LÍQUIDOS DE FLOTACIÓN

Los Efluentes Líquidos que se producen en el proceso metalúrgico, son

los que provienen de las plantas de beneficio, donde se emplean los

métodos de flotación ó como también en el proceso de lixiviación usado

en los yacimientos cuando minerales se encuentran diseminados en la

explotación.

Los metales presentes en los efluentes de mina son : los metales

pesados que se encuentran disueltos y que en su mayoría son tóxicos, el

lodo suspendido mezclado con metales tóxicos, los reactivos que se

usan en la etapa de flotación y lixiviación. Los efluentes son llevados

hacia las canchas de relaves para luego ser depositados, en algunos

casos son tratados para luego ser vertidos en el curso del río.

Las aguas salientes del proceso también contienen cianuro de sodio,

sulfato de cobre, sulfato de zinc, espumantes, entre otros, la utilización

de éstas sustancias, es durante el proceso de flotación para absorber

los minerales y que no queden libres en el proceso, su uso en exceso

puede permitir que las aguas contengan estos elementos dañinos para

el ambiente, los tratamientos para éstos efluentes resultantes de la

flotación pueden ser tratados con lechada de cal para elevar su pH y

precipitar algunos metales que existieran en la solución.

Cabe resaltar que la primera consideración relacionada a los efluentes

líquidos y su calidad, es el contenido de sólidos muy finos en

suspensión, el cual es usualmente medido como sólidos totales en

suspensión (TSS) ó menos frecuentemente como unidades de turbidez.

Por otro lado, los floculantes (polímeros sintéticos), coagulantes (Fe, Al

y sales) y reactivos químicos para ajustar el pH (cal) pueden ayudar a la

reducción de las partículas suspendidas.

La filtración a través de filtros de arena que pueden utilizar las arenas

de relaves cicloneados como medio filtrante han sido también sugeridas

como un medio para reducir las partículas ultra-finas en suspensión.

MÉTODOS DE TRATAMIENTO DE ACIDEZ DE EFLUENTES

MINERO – METALÚRGICOS

MÉTODOS ACTIVOS, que precisan de una operación continuada,

como sucede en una planta química de tratamiento de aguas ácidas. El

tratamiento de aguas de mina utilizando métodos químicos mediante la

adición de sustancias alcalinas, tiene un coste elevado sobre todo

cuando se trata de grandes volúmenes. Además requiere un control y

mantenimiento de las instalaciones de aireación y mezclado, así como

de un almacenamiento adecuado de los lodos con carga metálica.

Se puede afirmar que la mayoría de Sistemas de Tratamiento Activo

para la generación de acidez están basados en la precipitación de

hidróxidos, que se realiza en un proceso de tres pasos:

- Oxidación (para convertir Fe+2 en Fe+3).

- Dosis con álcalis, especialmente Ca(OH)2, pero también con Na(OH)2,

NaHCO3 y otras sustancias.

- Sedimentación.

Es en ese sentido, que el objetivo principal de los métodos de

tratamiento de las aguas ácidas, es la supresión de la acidez, la

precipitación de los metales pesados y la eliminación de sustancias

contaminantes como: sólidos en suspensión, arseniatos, antimoniatos y

otros.

Se puede observar que muestran los métodos de tratamiento activo de

efluentes metalúrgicos constituyen tecnologías técnicamente y

económicamente factibles. Asimismo, cabe resaltar que con el

desarrollo del trabajo de investigación se daría solución a la reducción

de la concentración de iones de metales pesados como por ejemplo el

cobre , que es un metal pesado generador de acidez, el cual está

disuelto en los efluentes provenientes de operaciones y procesos

metalúrgicos, puesto que la técnica de remediación de efluentes

metalúrgicos con énfasis en el abatimiento de cobre y otros iones con

dolomita, es eficaz y eficiente en cuanto a la solución de esta

problemática ambiental generada por las propiedades fisicoquímicas

que posee la dolomita, las cuales son neutralización de las aguas

ácidas, adsorción de metal pesado en solución y sedimentación de metal

pesado en suspensión.

TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE LOS EFLUENTES LÍQUIDOS

DE LA INDUSTRIA MINERO-METALÚRGICA.

Cuando se quiere aplicar un método de tratamiento para las aguas

industriales se tienen diferentes alternativas como la decantación,

reducción, oxidación, neutralización, dilución, etc. Sin embargo; es

necesario hacer un estudio profundo de la química y bacteriología para

efectuar un bosquejo de los métodos generales que se pueden aplicar

como la neutralización de ácidos y bases, rompimiento de emulsiones,

destrucción bioquímica, extracción por medio de solventes, y otros.

TRATAMIENTOS DE DESCONTAMINACIÓN DE EFLUENTES

METALÚRGICOS.

TRATAMIENTOS PRIMARIOS.

Se incluyen en este grupo aquellos procesos ó conjunto de procesos que

tienen como misión la separación por medios físicos de partículas en

suspensión que existan en el agua a tratar. Se Suelen incluir procesos

como:

La Decantación, Homogenización, Cribado ó Filtrado, Coagulación,

Floculación, Precipitación y Neutralización.

TRATAMIENTOS SECUNDARIOS.

Fundamentalmente consisten en procesos biológicos empleados para

degradar la materia orgánica biodegradable. Pueden agruparse en dos

grandes grupos:

Los Procesos Aerobios y Anaerobios.

TRATAMIENTOS TERCIARIOS.

Tradicionalmente se han considerado los tratamientos terciarios como

procesos de afino para sustraer los contaminantes que no han podido

ser eliminados en las fases de tratamiento anteriores. Además, los

tratamientos terciarios a utilizar dependían mucho del uso posterior

que iba a hacer del agua ya depurada. Sin embargo, en la actualidad,

esto ya no se realiza de la misma manera y los tratamiento terciarios se

han generalizado y, en le caso de las aguas con contaminantes

industriales, muchas veces es el único que se realiza ya que se trata,

normalmente, de eliminar contaminantes muy específicos.

Se suelen incluir procesos como: Adsorción, Intercambio Iónico,

Ultrafiltración, Procesos con Membranas.

De modo general, cabe resaltar que actualmente se da solución a la

Problemática de Efluentes Metalúrgicos y Aguas Ácidas de Mina,

mediante la aplicación combinada de los Tratamientos Primarios y

Terciarios, que son los Métodos Activos.

METODOS DE TRATAMIENTO EN GENERAL

Homogenización: minimizar fluctuaciones

Neutralización: ajustar pH

Precipitación: por reacción con S. química

Coagulación y floculación: aglomeración

Clarificación: por sedimentación

TRATAMIENTO DEL DAR

Neutralización para precipitar metales pesados disueltos:

Neutralizantes: Cal, soda cáustica y caliza.

Cuando hay Fe2+: oxidar con aireo bacterias

Cuando hay 2 clases de metales: precipitaren 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.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL TRATAMIENTO DE AGUA DE MINA

AGUA CRUDA

NEUTRALIZACIÓN

PRECIPITACIÓN

OXIDACIÓN

CAL

AIRE

FLOCULANTE

RIO

PROCESO DE NEUTRALIZACIÓN EN ETAPAS

PRECIPITACIÓN

AGUA DECANTADA

RIO

pH = 4

AIREAGUA ÁCIDA

LECHADA DE CAL

POLIMERO

TRATAMIENTO DE REMEDIACIÓN DE EFLUENTES MINERO -

METALÚRGICOS CON ÉNFASIS EN EL ABATIMIENTO DE

COBRE CON DOLOMITA

FUNDAMENTO.

Este Tratamiento de Remediación Se Basa en la Precipitación Química y

Adsorción en el Tratamiento de Efluentes de Drenajes conteniendo

metales disueltos, debido a que a pesar de la eficacia que muestran los

métodos de tratamiento de efluentes metalúrgicos y de drenaje ácido de

mina, mencionados anteriormente, se puede afirmar que éstas

tecnologías si bien son técnicamente factibles, no lo son tanto factibles

en el aspecto económico; es por ello, que con el desarrollo del proyecto

de la tesis se daría solución a la generación de aguas ácidas

provenientes de labores mineras, así como a los efluentes provenientes

pH = 7

AGUA TRATADA

RECICLAJE DE LODO

DESCARGA DE LODO

CLARIFICADOR

pH = 8.5

pH = 9.5

de operaciones y procesos metalúrgicos, puesto que la técnica de

remediación de efluentes metalúrgicos con énfasis en el abatimiento de

cobre y otros iones con dolomita, es eficaz y eficiente en cuanto a la

solución de esta problemática ambiental generada por las propiedades

fisicoquímicas que posee la dolomita, las cuales son neutralización de

las aguas ácidas, adsorción de metal pesado en solución y

sedimentación de metal pesado en suspensión.

Mediante la presente trabajo de investigación, se propone el estudio de

la Remediación Ambiental de los pasivos ambientales, principalmente

de los denominados efluentes metalúrgicos, cuyos vertimientos sin

tratamiento previo, impactan negativamente de manera directa,

principalmente la calidad de agua de la cuenca de los ríos, cuyo

ecosistema se ha convertido en un lugar sin indicio de vida acuática,

siendo el consumo de esta agua nocivo para los seres vivos.

FUNDAMENTOS DE LAS TECNOLOGIAS

El agua de mina (AMD) es mezclado con una lechada de cal/lodo

en un tanque de mezcla rápida (RTM), para llevar el pH de la

lechada combinada a 9.5 a 9.8.

Luego se dispone en un reactor de cal (R3) con un rango de

tiempo de retención de 30 a 90 minutos típicamente. Se inyecta

aire en el reactor de cal para la oxidación ferrosa.

En el Tanque de Floculación (FT) se mezcla a los precipitados del

efluente con polímeros para la formación del flóculo.

Una parte del lodo del clarificador es reciclado al tanque de

mezcla de cal/lodo. La proporción de lodo reciclado es

típicamente entre 10 a 30 kg de sólidos reciclados por cada kg de

sólidos formados en el proceso. Esto significa que en cualquier

momento, al menos 90 % de los sólidos en el reactor de cal son de

lodo reciclado.

La adición de cal es controlada para conservar el pH en el punto

de referencia deseado (9.5), medido o en el RMT o el LR.

INVENTARIO DE EFLUENTES MINEROS EN ANCASH

N° Ubicación Origen Situación EF-01 Quebrada

Tayash Drenaje de Mina Labores

operativas de Mina Pucarrajo

EF-02 Quebrada Tucush

Drenaje de Mina de río Colca

Mina Contonga, socavones y canchas de relave

EF-03 Quebrada Shashal

Drenaje de Mina Socavones y cancha de relaves de Mina Katanga

EF-04 Quebrada Rangracancha

Drenaje de Mina Socavones de Mina Manto

EF-05 Quebrada Callapo

Drenaje de Mina Socavones de Mina Chincho

EF-06 Río Rurichinchay Drenaje de Mina Socavones y canchas de relave de Esparta

EF-07 Río Colca Drenaje de agua Aguas termales de Carhuac

EF-08 Quebrada Tucush

Drenaje de Mina Socavones de Mina Siquiaycocha

DRENAJES NATURALES-Olleros-La pampa-Pallasca-Aguas Termales Chancos-Aguas Termales “ La Pampa”-Aguas Termales Tablachaca

INVENTARIO DE PLANTAS CONCENTRADORAS INACTIVAS

NOMBRE COORDENADAS

UTM

DISTRITO

PROVINCIA

CAPACIDAD

TMDPlanta

Concentradora

Esparta

0251835

8963019

Huàntar Huari 100

PlantaConcetrador

aContonga

0271766

8949277

San Marcos Huari 600

PlantaConcentrado

raKatanga

0257480

8972300

Cajay Huari 70

BIBLIOGRAFIA

Dr. Anani Ali, Consultant Industrial of the Centre for Investment

Studies (CIS)

in Amman, Jordan, “ Applications of Dolomite”, Octubre de 1984.

Lovera D., “Evaluación Integral de Operaciones y Procesos

Metalúrgicos

con Tecnología Limpia para la Pequeña Minería II”, 2005

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Industrias

Extractivas Minero-Metalúrgica y Petrolera”, Diciembre 2006.

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Tumialán, P. H. “Compendio de Yacimientos Minerales del Perú”.

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Ministerio De Energía y Minas, Dirección General de Asuntos

Ambientales ( 1997). Guía para el Cierre y abandono de Minas.

Ministerio De Energía y Minas, Dirección General de Asuntos

Ambientales. Guía para el manejo de relaves de minas y

concentrados.

Volumen VII-Subsector Minería.

Aduvire, O. y Aduvire, H. 2005. Aguas ácidas de Mina, Revista

GEOPRES

141. Madrid (España). 52-62

ANEXOS

PASIVO: PLANTA CONCENTRADORA ALIANZA, RELAVERA TICAPAMPA(TICAPAMPA, RECUAY)

PASIVO: PUSHAQUILCA BOCAMINA ZONA ALTA, BOTADERO DE DESMONTE YLABORES SUBTERRÁNEAS, (PAMPAS, PALLASCA)