Viabilidad técnica del proceso de vitrificación como alternativa al manejo de relaves mineros

Abstract

RESUMEN: El crecimiento exponencial de la población conlleva a una alta demanda de productos y servicios, para la satisfacción de esta demanda se requiere de un suministro constante de minerales, produciendo como efecto secundario, un conjunto de subproductos residuales de diferentes tipos, dentro de estos, los relaves o colas que son acumulados en depósitos de tipo presa y se convierten en pasivos ambientales mineros. En Colombia la minería de oro ha reportado un incremento de hasta un 260% en la producción de oro en un periodo de tiempo de 4 años, y en consecuencia un incremento proporcional en la generación de relaves, estos relaves representan un riesgo potencial de contaminación al medio ambiente y afectaciones a la salud humana debido a que las estructuras de contención presentan riesgo de colapso, y potencial para la formación de drenajes ácidos que pueden resultar en la lixiviación de elementos nocivos como metales pesados. Por lo anterior, se destaca la necesidad de generar alternativas al manejo de los residuos sólidos mineros, y se presenta la vitrificación como una práctica que podría ser viable al manejo y aprovechamiento como materia prima para la producción de un material vítreo con valor agregado y que adicionalmente tiene la capacidad de neutralizar los contaminantes que estén presentes en los relaves dentro de la matriz del vidrio. Para lograr el objetivo de este estudio se tomaron tres muestras representativas de un depósito de relaves en estado de abandono de una mina ubicada en el municipio de Segovia, (Antioquia), se planteó una metodología que parte de la caracterización física y química de los relaves por análisis granulométrico, espectrometría de absorción atómica y fluorescencia de rayos x, para así determinar los contaminantes a neutralizar, el potencial como materia prima y la formulación con fundentes necesaria para el proceso de vitrificación. Para el proceso de vitrificación se formularon tres composiciones potenciales utilizando relaves, fritas fundentes y nitrato de potasio (KNO3), el proceso de fundición se llevó a cabo bajo la asesoría de Sumicol, empresa del Grupo Corona. Los resultados del proceso de fundición indicaron que los relaves tienen bajo potencial para ser utilizados como materia prima en la vitrificación, pues tiene altos contenidos de óxido de silicio (SiO2) y alúmina (Al2O3) que son óxidos formadores de red vítrea, pero tienen un punto de fusión muy elevado y presentan alta viscosidad, lo que dificultad su trabajabilidad y demanda una gran cantidad de fundentes lo que hace inviable el tratamiento técnica y económicamente.

ABSTRACT: The exponential growth of population entails a high demand of products and services, to satisfy this demand it requires a continual supply of minerlas, generating as secondary effect a lot of residual subproducts of all sort of kinds, such as tailings that are acumulated on TSF and they all end up as mining enviromental liabilities. In Colombia gold mining has reported a production increase up to 260% on a time frame of 4 years, consequently a proportional augmentation on tailing generation, speaking of these they play a potential risk of enviroment contamination and human health affectations due to the colapse risk of the containment structures and the potential acumulation of acid drains that can end up leaching harmful elements as heavy metals. Because of this the need to generate alternative methods for the manage of mining solid waste stands out, the vitrification presents itself like a practice that could be viable handling and taking advantage of it as a raw material to the production of a vitreus material with added value, futher it is capable of neutralize the pollutants present on the tailings inside the glass matrix. To achieve this goal three representative samples were taken from a tailing storage facilitie in state of abandonment of a mine located at the municipality if Segovia, (Antioquia), a methodology was proposed it goes from the physical and chemical characterization of the tailings by granulometric analysis, atomic absorption spectrometry and x-ray fluorescence, owing to determine the pollutants to neutralize, the potential as a raw material and plenty flux formulation to the process of vitrification. Acording to this process were formulated three potential compositions using tailings, melting frits and KNO3, the casting process was accompained by the advisory of Sumicol, enterprise of the Grupo Corona. The results of the casting process indicated the tailings have low performance to be utilized as raw material on the vitrification, it has high content of SiO2 and Al2O3 vitreus network forming oxids but they have a very high melting point and present goo, which hinders its workability and demands a huge quantity of fluxes what makes it nonviable on tecnic and economic terms.