El desarrollo de las actividades mineras en Perú está sujeto a mayores exigencias ambientales en cuanto a la calidad de los efluentes mineros, lo cual se expresa en menores niveles de Límites Máximos Permisibles (LMP). Actualmente, la principal tecnología implementada en el Perú para el tratamiento de estos efluentes se basa en el uso abundante de cal y funciona bajo el principio de precipitación de hidróxidos metálicos por variaciones de pH. Sin embargo, este mecanismo presenta varias debilidades, tales como la gran cantidad de cal necesaria, la cuantiosa generación de lodos que deben ser almacenados, la baja eficiencia termodinámica del proceso general, y finalmente la capacidad real de cumplir con los niveles de LMP exigidos por la normatividad peruana. Frente a este desafío, ARCADIS ha desarrollado nuevas tecnologías para la reducción de concentración de metales pesados (Fe2+, Fe3+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, MoO42-, AsO33-, AsO43-, etc.), la remoción de sólidos ultrafinos y otros compuestos solubles (SO42-, Cl-, Ca2+, etc.) presentes en los efluentes mineros. Entre las tecnologías que se desarrollaron con este fin se encuentran la de “Recirculación y Reducción en la Fuente mediante Optimización de Procesos,” así como la “Precipitación con Sulfuros seguida de Flotación por Aire Disuelto (FAD).” Por Kathia Tabra y Giulliana Tiravanti, ARCADIS

El desarrollo de las actividades mineras en Perú está sujeto a mayores exigencias ambientales en cuanto a la calidad de los efluentes mineros, lo cual se expresa en menores niveles de Límites Máximos Permisibles (LMP). Actualmente, la principal tecnología implementada en el Perú para el tratamiento de estos efluentes se basa en el uso abundante de cal y funciona bajo el principio de precipitación de hidróxidos metálicos por variaciones de pH. Sin embargo, este mecanismo presenta varias debilidades, tales como la gran cantidad de cal necesaria, la cuantiosa generación de lodos que deben ser almacenados, la baja eficiencia termodinámica del proceso general, y finalmente la capacidad real de cumplir con los niveles de LMP exigidos por la normatividad peruana. Frente a este desafío, ARCADIS ha desarrollado nuevas tecnologías para la reducción de concentración de metales pesados (Fe2+, Fe3+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, MoO42-, AsO33-, AsO43-, etc.), la remoción de sólidos ultrafinos y otros compuestos solubles (SO42-, Cl-, Ca2+, etc.) presentes en los efluentes mineros. Entre las tecnologías que se desarrollaron con este fin se encuentran la de “Recirculación y Reducción en la Fuente mediante Optimización de Procesos,” así como la “Precipitación con Sulfuros seguida de Flotación por Aire Disuelto (FAD).”

La alternativa de “Recirculación y Reducción en la Fuente” tiene por objetivo optimizar el proceso de manejo de agua en todo el circuito para reducir el caudal del efluente a ser tratado y de esta manera reducir la capacidad y tamaño requerido en la planta de tratamiento, así como controlar la calidad del efluente. Esto se puede lograr mediante la confección de  un modelo detallado del sistema en el que se describa el comportamiento de flujos másicos e iónicos con una herramienta desarrollada en  Matlab-Simulink®. Esta herramienta permite modelar con probada precisión todas las unidades del sistema en estado estacionario, para luego ensayar cambios y modificaciones en el sistema (variaciones en la calidad del agua, separación y unión de flujos, alteraciones en la dosificación o reemplazo de reactivos), análisis del efecto de la calidad del agua por recirculación o re-uso dentro del proceso, e incluso permite estimar el OPEX y el CAPEX de los procesos alternativos.

Este enfoque ya ha sido aplicado en varios proyectos mineros con exitosos resultados. Uno de estos casos consistió en realizar un estudio del manejo de aguas de una faena de producción de cobre con el objetivo de reducir el sulfato disuelto en el efluente del mineroducto. Finalmente se logró una reducción considerable de la concentración de sulfatos (de 2000 a 300 mg/l) mediante el lavado de la pulpa con agua de mejor calidad y redistribución de los flujos de agua dentro del mismo proceso sin necesidad de enviar el agua a tratamiento de efluentes. Además, permitió la reducción del CAPEX requerido en la planta de tratamiento y mejoró la calidad del agua gracias a la generación de efluentes con bajas concentraciones de sodio y sólidos disueltos, reduciendo su conductividad y dureza.

En la “Precipitación con Sulfuros seguida de Flotación por Aire Disuelto (FAD),” el efluente se somete a una primera etapa de homogenización de pH y precipitación-coagulación de sulfuros metálicos que ocurre gracias a la elevada reactividad de los sulfuros (reactivos usados) con los iones de metales pesados disueltos en el efluente, así como por la baja solubilidad de los sulfuros metálicos formados en un amplio rango de pH. Una vez que se han formado los coágulos, se procede a una segunda etapa en la que ocurre una separación física de los precipitados-coágulos contenidos en el efluente y consiste en la flotación de dichas partículas con microburbujas (más pequeñas que las usadas en flotación de concentrados) generadas en un proceso violento de compresión-descompresión de agua, esta etapa se denomina Flotación por Aire Disuelto (FAD). Las ventajas de esta tecnología sobre la precipitación por cal van desde la obtención de menores valores de contaminantes en el efluente final, la generación de productos de alta concentración de metales de valor lo que abre la posibilidad de comercializarlos y contribuye a reducir los costos operativos finales. Además, requiere de menor tiempo de residencia en el reactor e instalaciones de menor área, y menos elementos de control. Nuestra tecnología FAD ha sido probada con resultados exitosos, como por ejemplo la planta de tratamiento de efluentes en la minera Collahuasi, Los Pelambres, Esperanza y Refinería Ventanas (Chile). En todos los casos se logró la precipitación de casi todos los metales bivalentes y se alcanzó concentraciones finales menores que las que estipulan los límites establecidos por regulación local.

Para más información ARCADIS visite www.arcadis.pe.

E-mail: info@arcadis.pe.

Este artículo fue preparado por Giulliana Tiravanti, Líder de Proyectos de Efluentes Mineros, Arcadis Perú. Con la colaboración de Carlos Morillo, Jefe de Proyectos, Área de manejo de Aguas, Arcadis Chile; Omar Gaete, Jefe de Proyectos, Área de manejo de Aguas, Arcadis Chile, y Kathia Tabra, Líder de Proyectos de Efluentes Mineros, Arcadis Perú.

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