ES2322016B2 - Procedimiento de detoxificacion del agua de lixiviacion cianurada de mina. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de detoxificación del agua de
lixiviación cianurada de mina que comprende una fase inicial de
alcalinización mediante el empleo de un reactivo básico, una
segunda fase de aireación y oxigenación, una tercera fase de
tratamiento con permanganato potásico y nitrato de plata y una fase
final de floculación y decantación.
De aplicación en sectores como el medioambiental
o en las industrias extractivas.
Description
Procedimiento de detoxificación del agua de
lixiviación cianurada de mina.
El proceso objeto de la presente invención
consiste en la descontaminación del agua residual procedente de la
lixiviación cianurada en minería. Se trata de la gestión de un
residuo contaminante que se produce en grandes cantidades a nivel
mundial en minería extractiva y de la obtención de un efluente
compatible con los criterios de aprovechamiento, protección y forma
de vida asociados al sistema receptor.
La invención tiene especial aplicación en el
campo de la detoxificación de agua cianurada, y más concretamente
en la detoxificación del agua de lixiviación cianurada proveniente
de la minería extractiva del oro.
\vskip1.000000\baselineskip
El proceso de cianuración para extraer oro de
sus menas lleva utilizándose desde que en 1898 se utilizó por
primera vez en Nueva Zelanda y África (U.S. patent 403,202). Es un
proceso muy eficiente, capaz de extraer oro cuando está presente en
pequeñas cantidades con un rendimiento del orden del 90%. La
recuperación del oro una vez disuelto es igualmente eficaz.
Las razones principales del lugar destacado que
ocupa el cianuro en el tratamiento de las menas de oro son su
disponibilidad y la fuerza y estabilidad de su complejo de cianuro
de oro.
Sin embargo, forma compuestos complejos con
otros metales, como mercurio, cinc, cobre, hierro, níquel y plomo
que en parte son causantes del consumo de cianuro en la extracción
de oro y dan lugar a la formación de aguas residuales difíciles de
tratar y a las complicaciones observadas en el análisis del cianuro
en disolución.
Ademas de cianuro y metales, las disoluciones
metalúrgicas contienen una variedad de otros compuestos de
importancia secundaria aunque presentan una elevada fitotoxicidad,
entre los que figuran tiocianatos, amoniaco, sulfato, nitrato y
cianato.
Estos compuestos aparecen o bien como productos
del proceso metalúrgico o bien como subproductos de los procesos
naturales o de tratamiento y son importantes desde el punto de
vista de la toxicidad y del tratamiento.
Este agua residual presenta compuestos
complejos, principalmente de cobre, cuyo potencial de acumulación
en los tejidos humanos y su biomagnificación en la cadena
alimentaria suscitan preocupaciones, tanto medioambientales como
sanitarias. Por otra parte, su presencia impide la reutilización
del agua en el proceso de cianuro, por lo que debe ser enviada a
detoxificación.
Distintos procesos de detoxificación se han
estudiado y actualmente se encuentran en funcionamiento en
distintas plantas de tratamiento del mundo entero. En todos ellos
se obtienen buenos resultados aunque no permiten alcanzar los
límites deseados para envío a cauce público de una manera viable
económicamente para las empresas, por lo que el agua es retenida en
balsas impermeabilizadas de contención, donde la contaminación
actual puede alcanzar picos de 100-70 ppm de
cianuro.
En estas balsas de contención el agua permanece
indefinidamente hasta conseguir la degradación natural del cianuro
y de otros compuestos y metales con el consiguiente peligro que
esto conlleva para el medioambiente por posibles fallos en las
instalaciones de contención, pues el proceso es a muy largo plazo.
Por todo ello actualmente se están estudiando medidas más
restrictivas para el agua contenida en balsa y evitar así posibles
desastres ecológicos por accidentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Los métodos de detoxificación más utilizados a
nivel mundial son:
- 1.
- H_{2}O_{2} (U.S. patent 5,246,598).
- 2.
- Ácido Caro (U.S. patent 6,090,297).
- 3.
- Ozono (U.S. patent 6,264,847).
- 4.
- Inco (U.S. patent 4,537,686).
- 5.
- Tratamientos biológicos.
- 6.
- Acidificación - Volatilización - Recuperación (AVR).
\newpage
De todos ellos, el más utilizado por obtener una
mejor detoxificación y unos costes más asequibles es el proceso
Inco que usa SO_{2}, pero que plantea problemas a nivel
industrial no consiguiendo una eficacia tan alta como la demostrada
en laboratorio, siendo necesario un tratamiento posterior para
lograr la descontaminación total.
Además, se añade el problema de no atacar a los
tiocianatos, muy importantes desde el punto de vista fitotóxico y
generar subproductos como NH_{3} y CO_{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
El objeto de la presente invención es un método
para la descontaminación del agua residual procedente de la
lixiviación cianurada en minería. Dicha agua contiene, no sólo
cantidades importantes de cianuro libre (CN^{-} y HCN), sino
también de ácidos débiles disociables (WADs), ácidos fuertes
disociables (SADs) y tiocianatos (SCN^{-}).
El proceso para la descontaminación del agua
cianurada comprende las siguientes fases:
- 1.
- Alcalinación de la solución a tratar en un tanque preferiblemente cerrado.
- 2.
- Aireación y oxigenación de la mezcla.
- 3.
- Tratamiento en el tanque con Permanganato Potásico y Nitrato de Plata.
- 4.
- Floculación y decantación.
En una realización preferida, además se añade,
en la etapa de tratamiento en el tanque, distintas cantidades de
cobre, preferentemente como CuSO_{4}, si la concentración de
dicho elemento en el efluente es inferior a 10 ppm. Su presencia
sirve de siembra para la formación del flóculo y de catalizador de
la reacción de oxidación. Las cantidades añadidas dependerán no
sólo de la concentración inicial de cobre, sino también de las del
resto de los reactivos del proceso.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describen las fases de que
consta el procedimiento de la invención:
El efluente de partida, con un pH básico es
alcalinizado en un tanque preferiblemente cerrado mediante el
empleo de un reactivo básico, en forma de lechada, y que permite
elevar el punto final de pH a valores comprendidos en el intervalo
9-13.
De este modo se consigue trabajar dentro de unas
condiciones seguras tanto para los operadores como para el
medioambiente e impidiendo la formación de subproductos no
deseados.
\vskip1.000000\baselineskip
Al mismo tiempo se somete a la solución a una
aireación, preferiblemente mediante una agitación de 500 a 1000
rpm, controlada mediante un variador, y a una inyección,
preferiblemente de aire a presión en el tanque, también
controlada.
Esto permite elevar el contenido de oxígeno en
solución favoreciendo la destrucción de los complejos cianurados
formados y, por tanto, reduciendo el consumo de los reactivos
utilizados, con el consiguiente abaratamiento del proceso.
\vskip1.000000\baselineskip
Posteriormente, la solución es tratada con
Permanganato Potásico y Nitrato de Plata, consiguiendo la
descontaminación total del efluente.
La dosificación dependerá de cada efluente a
tratar, siendo la variable más importante a tener en cuenta el
porcentaje de distintos complejos cianurados metálicos presentes.
El permanganato potásico oxida dichos compuestos y libera así el
metal para su posterior eliminación. Al mismo tiempo se añade
nitrato de plata para favorecer la eliminación de los tiocianatos
presentes que podrían ser atacados por el permanganato generando
nuevos cianuros provocando así un aumento del consumo del
oxidante.
La elevada alcalinidad permite también que los
metales pesados como el Cobre que se han desprendido de los
complejos cianurados tratados, se depositen como hidróxidos
pudiendo ser recuperados.
El tiempo de permanencia en el tanque de
tratamiento es inferior a 50 minutos, puesto que la oxidación se
produce rápidamente, favoreciendo la economía del proceso.
Las variables a tener en cuenta son tanto la
dosis de los reactivos a emplear, el tiempo de permanencia en el
reactor, la oxigenación y la velocidad de agitación del mismo que
permita una mezcla rápida de los componentes al mismo tiempo que
favorezca la formación de flóculos para su posterior
decantación.
\vskip1.000000\baselineskip
Por último, la solución tratada pasa a un lecho
de decantación o bien a una zona de circulación lenta donde los
flóculos formados son depositados, obteniéndose un efluente final
con las características necesarias para poder ser enviado a cauce
público sin peligro para el ecosistema al que es vertido.
Las ventajas del procedimiento de la invención
frente a otros métodos existentes pueden resumirse en las
siguientes:
- -
- Se hace desaparecer un residuo peligroso y muy contaminante produciendo un efluente compatible con el medioambiente, minimizando la cantidad de equipos y de tiempo a emplear.
- -
- Se utiliza un proceso metalúrgico con reactivos poco contaminantes y de fácil manejo, eliminando la formación de subproductos fuertemente tóxicos.
- -
- Se promueve la eliminación de impurezas y de metales pesados principalmente, por control de pH, mediante su precipitación como hidróxidos.
- -
- Se obtiene un efluente que puede ser reutilizado en la planta de tratamiento, con el consiguiente ahorro de agua que esto conlleva.
\vskip1.000000\baselineskip
Es necesario que se señale que el método
propuesto permite alcanzar los límites exigidos por las autoridades
de manera asequible para las empresas, dado que el proceso que aquí
se plantea resulta ser un método de fácil aplicabilidad y manejo así
como económicamente viable, permitiendo el mantenimiento de los
ríos en condiciones óptimas para, entre otras cosas, la acuicultura
de salmónidos.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos describen el invento con
fines de ilustración, sin que en ningún caso deban considerarse
como limitativos del mismo.
\vskip1.000000\baselineskip
La muestra de partida fue un volumen de 4 litros
de agua proveniente del tanque de CIL (Carbon In Leach) de la
planta de tratamiento, con un alto contenido en cobre, cianuro y
tiocianatos; 160,312 y 190 ppm, respectivamente.
En primer lugar, se alcalinizó la muestra con
lechada de cal en un reactor de agitación fuerte hasta conseguir un
pH de 12.
Posteriormente, y durante el periodo de
disolución de la lechada, se provocó un aumento del oxígeno en
solución mediante una aireación fuerte.
Al mismo tiempo se añadió el permanganato en
disolución al 2,5% y el nitrato de plata, dejándolos actuar durante
un período de tiempo de 15 minutos.
Finalmente, se dejó la muestra decantar
añadiendo 2 ml de floculante para una mayor rapidez de
deposición.
\newpage
Los resultados de los análisis obtenidos se
presentan a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Este segundo ensayo se llevó a cabo con el mismo
procedimiento y el mismo volumen de agua, pero con menor
contaminación en cianuro y cobre en la muestra; 15 y 24,1 ppm,
respectivamente, aunque manteniendo los porcentajes de tiocianatos
presentes. Los resultados se presentan a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Fue realizado en una planta piloto que consta de
un tanque de 5 m^{3} de capacidad con un agitador interior
formado por dos paletas a distintas alturas. La alimentación del
tanque se hace mediante una tolva superior que descarga a la mitad
de la altura del tanque la solución tratada inicialmente en un
reactor más pequeño que posee una gran agitación. Finalmente, el
tanque posee un rebosadero en la parte superior por donde sale el
agua una vez tratada y desde donde se han recogido muestras para su
análisis.
Dentro del tanque se ha colocado un medidor de
pH que mediante un Autómata Programable (PLC) permite controlar la
dosificación de la lechada de cal para poder mantener el pH en
valores fuertemente básicos. Las paletas de agitación están
controladas por un variador de velocidad controlado también por un
PLC.
Ademas, se le ha dotado de una tolva inferior
por donde se inyecta aire a presión, de manera controlada, para una
mejor oxigenación.
El permanganato ha sido recibido en forma de
bidones de 25 Kg en forma sólida provenientes de la empresa
proveedora y se disolvió en un tanque de 1000 litros para conseguir
una mezcla al 2,5% que permita su utilización sin tener el problema
de una posible cristalización. Adosado al tanque de permanganato se
colocó una bomba dosificadora con membranas de teflón que permitía
la dosificación del permanganato al tanque mezclador y un
dosificador de nitrato de plata.
El tiempo de residencia del agua en el tanque
antes de salir por el rebosadero es de unos 37 minutos.
Los resultados obtenidos tras su análisis, se
presentan a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (5)
1. Procedimiento de detoxificación del agua de
lixiviación cianurada de mina que comprende una fase inicial de
alcalinización mediante el empleo de un reactivo básico para elevar
el punto final de pH a valores comprendidos en el intervalo
9-13, una segunda fase de aireación y oxigenación
mediante agitación y/o inyección de aire a presión, una tercera
fase de tratamiento con permanganato potásico y nitrato de plata y
una fase final de floculación y decantación.
2. Procedimiento para la detoxificación del agua
de lixivación cianurada, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa de aireación se lleva a cabo
mediante una agitación controlada de 500 a 1000 rpm y una inyección
de aire a presión, consiguiendo así un medio enriquecido en
oxígeno.
3. Procedimiento para la detoxificación del agua
de lixiviación cianurada, según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la etapa de tratamiento de los
compuestos cianurados cuando el efluente presenta una concentración
inicial de cobre en solución inferior a 10 ppm, se emplea como
catalizador y ayudante de floculación un compuesto de dicho
elemento hasta superar la concentración anteriormente señalada.
4. Procedimiento para la detoxificación del agua
de lixiviación cianurada, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el compuesto de cobre es CuSO_{4}.
5. Procedimiento para la detoxificación del agua
de lixiviación cianurada, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el agua obtenida presenta
concentraciones de cianuro y cobre inferiores a 0,1 y 0,5 ppm,
respectivamente.
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|---|---|---|---|
| ES200802700A ES2322016B2 (es) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Procedimiento de detoxificacion del agua de lixiviacion cianurada de mina. |
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| ES200802700A ES2322016B2 (es) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Procedimiento de detoxificacion del agua de lixiviacion cianurada de mina. |
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| ES200802700A Active ES2322016B2 (es) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Procedimiento de detoxificacion del agua de lixiviacion cianurada de mina. |
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