proyecto
Investigación y Diseño de un Sistema de Tratamiento Pasivo de Drenaje Ácido de Minas Optimizado para las Condiciones Climáticas y Geográficas Chilenas
Registro en:
16COTE-60128
2016-60128-INNOVA_PRODUCCION
Autor
Marcos Fabián Maldonado Vargas
Sacyr Chile S. A
Valoriza Chile Spa
Institución
Resumen
Este Proyecto Tiene como Objetivo Investigar y Diseñar a Escala de Laboratorio un Nuevo Sistema de Tratamiento Pasivo de Agua Ácida Capaz de Descontaminar Flujos de Agua con Caudales y Concentraciones de Contaminantes Muy Variables Alcanzando al Menos una Calidad Mínima que Permita su Uso para Riego Según Norma Nch 1333. Complementariamente al Objetivo Principal con el Desarrollo de este Proyecto se Pretende:?hacer Más Competitivas las Explotaciones Mineras del País Muchas de las Cuales Ven Peligrar su Viabilidad por los Gastos Asociados que Les Supone el Tener que Descontaminar los Lixiviados que Producen. ?incrementar la Capacidad Científico-técnica de los Participantes en este Proyecto para su Aplicación a la Mejora de la Calidad de Aguas Ácidas mediante el Desarrollo de un Know-how sobre Sistemas de Tratamiento de este Tipo de Aguas. ?favorecer la Internacionalización de los Participantes del Proyecto y Generar Calidad de Vida y Empleo en Poblaciones Cercanas a los Puntos a Analizar Dentro de Obras Mineras a Través de los Desarrollos de este Proyecto. ?en Fases Posteriores No Incluidas en el Alcance de este Proyecto Demostrar la Validez de Esta Tecnología por Medio de la Construcción de una Aplicación Piloto de Tratamiento Pasivo a Gran Escala. Los Objetivos Específicos que se Van a Llevar a Cabo para Lograr el Objetivo General del Proyecto Son:?realizar un Estudio de la Técnica Actual con el Fin de Definir los Requisitos Técnicos e Investigar las Tecnologías de Tratamiento de Aguas Ácidas de Mina Empleadas para Delimitar Cuál es el Estado del Conocimiento en el Tema que Nos Ocupa. ?realizar un Levantamiento de las Condiciones Climáticas e Hidráulicas y los Rangos que Caracterizan el Amd con el Fin de Generar el Escenario Climático de Aplicación a la Zona de Estudio. ?validar en Laboratorio el Funcionamiento Hidrológico y Químico de un Sistema de Tratamiento Pasivo mediante Columnas de Laboratorio con Diferentes Tipos y Proporciones de Material Reactivo por la que se Hará Pasar una Solución con Caudal y Composición Química Semejantes al Drenaje Ácido de la Zona Seleccionada para Generar los Parámetros Operacionales en el Diseño de Tratamiento Pasivo. ?elaborar el Diseño Básico y Detallado del Sistema de Tratamiento Prototipo con el Fin de Posteriormente Poderlo Escalar en una Planta Piloto en Condiciones Reales. ?analizar y Concluir con los Resultados del Proyecto para Estudiar la Viabilidad Técnica de la Solución Investigada y Diseñada. Identificar Posibles Iniciativas en I+d+i Potenciales de Financiamiento Público. El Drenaje Ácido es el Escurrimiento de Soluciones Ácidas Sulfatadas Frecuentemente con un Contenido Significativo de Metales Disueltos Resultado de la Oxidación Química y Biológica de Minerales Sulfurados y de la Lixiviación de Metales Pesados Asociados. Las Reacciones de Oxidación Ocurren en Forma Natural y se Aceleran por el Aumento de Exposición de la Roca al Oxígeno y al Agua y por la Acción Catalizadora de Algunas Bacterias. Por Tanto Podemos Definir el Drenaje Ácido de Minas (amd) como el Fenómeno de Generación de Aguas Ácidas Asociado a la Explotación de Yacimientos Minerales. Este Proyecto Tiene como Objetivo Investigar y Diseñar a Escala de Laboratorio un Nuevo Sistema de Tratamiento Pasivo de Agua Ácida Capaz de Descontaminar Flujos de Agua con Caudales y Concentraciones de Contaminantes Muy Variables Alcanzando al Menos una Calidad Mínima que Permita su Uso para Riego Según Norma Nch 1333. El Agua Ácida Generada en las Faenas Mineras Acompañada Generalmente de Metales Pesados Disueltos ha Provocado Históricamente en el Mundo Casos de Acidificación de Suelos Ríos y Lagos y con ello un sin Número de Efectos Ecológicos. La Preocupación Fundamental en Cuanto al Drenaje Ácido se Debe a su Potencial Impacto Adverso sobre la Flora y Fauna del Medio Ambiente Receptor y Además a los Posibles Riesgos Indirectos para la Salud Humana. Es Importante Destacar que Si los Metales se Encuentran en el Agua Generalmente Son Asimilados por los Organismos Vivos se Acumulan en los Sedimentos y de Esta Manera Pueden Ingresar en la Cadena Alimenticia. El Agua Ácida Puede Producir También Efectos sobre la Operación Minera:?el Alto Contenido de Sulfatos en las Aguas Ácidas Puede Deteriorar la Calidad del Agua de Mina Limitando su Uso en el Proceso Creando Problemas de Corrosión en las Instalaciones y Equipos de Faenas Mineras. ?dificultar Procesos de Revegetación y Estabilización de los Residuos Mineros ya que la Generación de Ácido Obstaculiza el Establecimiento de una Capa Vegetal. En este Contexto se Hace Fundamental Investigar Nuevas Metodologías de Tratamiento de Aguas Ácidas que Permitan Conseguir la Mejora de la Calidad y la Recuperación Progresiva de las Cuencas Afectadas por los Drenajes Ácidos de Minería. A lo Largo de Chile hay una Gran Variabilidad de Climas y Condiciones Geológicas. Sin Embargo Existen una Serie de Factores Geológicos Hidrológicos y Mineros Comunes que Influyen en la Generación Transporte y Efectos del Drenaje Ácido al Llegar al Medioambiente Receptor. Las Principales Condiciones para que se Genere Drenaje Ácido Son: Presencia de Minerales Sulfurados Agua Oxígeno y Bacterias Catalizadoras de las Reacciones de Oxidación. De Estas Cuatro Condiciones la Primera es la Más Variable ya que Depende del Tipo de Yacimiento y su Ubicación Geográfica y las Otras Tres Generalmente Siempre Están Presentes. La Gran Mayoría de los Yacimientos de Cobre Actualmente en Explotación en Chile Son Pórfidos Cupríferos. Las Menas de Estos Yacimientos Pueden Consistir en Roca Fracturada Atravesada por Numerosas Guías de Sulfuros Especialmente Calcopirita o en Grandes Masas de Roca que Contienen Diseminación de Sulfuros. El Fenómeno del Drenaje Ácido Suele Presentar Características Similares en Todos los Lugares donde se Presenta Pero Tanto las Condiciones que Favorecen su Generación como las Características y Particularidades de Cada Faena Minera Son por lo General Disímiles e Influyen sobre el Fenómeno y Directamente en la Naturaleza de la Cinética de las Reacciones de Generación de Ácido. Por lo Tanto el Potencial y Naturaleza del Drenaje Ácido de Mina Será Específico del Sitio y en Función del Tipo de Yacimiento del Mineral. Generalmente el Drenaje Ácido Está Caracterizado por Ph bajo (valores de Ph entre 5 y 1. 5), Asociado a una Acidez Creciente en el Tiempo y una Alcalinidad Decreciente y por Concentraciones Elevadas de Sólidos Disueltos Totales (sdt), de Sulfato (2. 000 Mg/l) de Hierro y Otros Metales. En Algunas Circunstancias donde Existen Minerales No Sulfurados Pero Solubles o en Presencia de Algunos Reactivos Específicos como el Cianuro Pueden Encontrarse Niveles Elevados de Metales Disueltos en Efluentes No Acídicos. La Dinámica del Drenaje Ácido en el Medioambiente es Compleja y se Puede Entender como Parte de los Ciclos Biogeoquímicos. En Yacimientos y Depósitos de Residuos Mineros como Tranques de Relaves y Botaderos de Estériles en que Pueden Existir Contenidos Variables de Sulfuros Metálicos Ocurren una Gama de Procesos Fisicoquímicos y Biológicos (naturales y Antropogénicos) que Potencialmente Pueden Influir en la Generación el Transporte y los Efectos del Drenaje Ácido en el Medio Ambiente. Las Tecnologías de Tratamiento Pueden Ser de Tipo Convencional No Convencional Y/o Emergente Dependiendo del Nivel de Maduración que Posee la Tecnología y se Clasifican en Dos Grandes Grupos los Tratamientos Activos y los Tratamientos Pasivos Optando en este Proyecto por Estos Últimos Debido a su Menor Coste. ?los Tratamientos Pasivos se Caracterizan por No Requerir el Uso de Insumos Químicos Ni Energía para Operar Utilizando Fuentes de Energía Disponibles en la Naturaleza como por Ejemplo la Gravedad a Través del Gradiente Topográfico o la Energía Metabólica Microbiana. Esto Tiene un Impacto Positivo sobre los Costos Operacionales. Los Procesos que se Dan en Estos Tratamientos Pueden Ser de Tipo Físico Químico o Biológico Pudiéndose Combinar Siendo el Más Común el Uso Conjunto de Procesos Biológicos y Químicos. Los Tratamientos Pasivos Suelen Ser Menos Efectivos en Término de Eficiencia de Remoción y También se Consideran Más Lentos que los Activos. Es por ello que se Hace Necesario Asegurar la Mejor Distribución del Efluente Dentro del Sistema para Maximizar el Tiempo de Contacto entre Éste y los Componentes del Propio Tratamiento. ?los Tratamientos Activos se Caracterizan por Ser Procesos que Necesitan de Energía Externa para su Funcionamiento Además de un Aporte Constante de Reactivos y el Uso de Mano de Obra lo que Implica Mayores Costos Operacionales que en los Sistemas de Tratamiento de Tipo Pasivo. Además este Tipo de Tratamientos Normalmente Llevan Asociado la Generación de Residuos (lodos) que Necesitan de una Gestión Posterior para su Manejo y Disposición Final. En General la Inversión de Capital es Alta y los Costos del Proceso Son Mayores lo que Supone una Dificultad para una Aplicación durante un Periodo de Tiempo Prolongado. Sin Embargo las Eficiencias y Rangos de Operación Son Superiores a las Obtenidas con Tratamientos Pasivos. Para la Realización de este Proyecto el Grupo Sacyr (representado por Sacyr Chile y Valoriza Chile) Contratará al Amtc (centro Avanzado de Tecnología para la Minería Advanced Mining Technology Center) Perteneciente a la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. El Amtc es el Principal Centro de Investigación en Chile en Tecnología Aplicada a la Minería y Corporación de Fomento de la Producción