REINGENIERÍA REINGENIERÍA EN EL TRAT TRATAMIENTO DE RELAVES RELAVES PARA PARA SU INTEGRACIÓN AL ECOSISTEMA AUTOR: AUTOR: MANUEL MANUEL RODRIGUEZ RODRIGUEZ SALAS, SALAS, FANNY FANNY RODRIGU RODRIGUEZ EZ HUA HUAY TAN, MÁXIMO MÁXIMO CISNE CISNEROS ROS TEJE TEJEIRA, IRA, PERCY PERCY TALLEDO ALLEDO CASTIL CASTILLLO TELEFONO: 998822!" #$%&': $%()#'*+-.%/01$%&'3$ 4%$13/01$%&'3$ 4%$13 /01$%&'3$
Los relaves es uno de los principales residuos sólidos producidos en la actividad minera en el proceso de beneficiación de minerales. Es una mezcla de roca finamente molida, metales pesados (zinc, cobre, fierro, cadmio, manganeso, plomo, etc.), metaloides, reactivos de flotación y agua. Es un desecho toxico para el medio ambiente, que se manifiestan por las alteraciones en los ecosistemas; inhibición de , , , . degradación de la calidad de vida (salud, aire puro, agua limpia, recreación, disfrute de la naturaleza, etc.), muerte masiva y, en casos extremos, la desaparición de especies animales y vegetales; generación y propagación de enfermedades, siendo un gran riesgo para la salud humana
Segú Segúnn las las regu regula laci cion ones es esti estipu pula lada dass en lo loss Estu Estudi dios os de Impa Impact ctoo Ambiental y los Programas de Adecuación y Manejo Ambiental (PAMA) para la protección ambiental en las actividades mineras y metalúrgicas (DS No. 016-93-EM) y su modificación (DS No. 05993-EM).” y la Ley 28271 modificada por la Ley 28526, que Regula los Pasivos Ambientales de la Actividad Actividad Minera”, Minera”, y el “Reglamento de Pasivos Ambientales de la Actividad Minera” aprobado por DS Nº 059-2005-EM, modificado por DS Nº 003-2009-EM. Los relaves deben ser embancados en depósitos artificiales y estabilizados indefinidamente indefinidamente de forma física y química. A nivel internacional, existen diversos métodos físico-químicos de estabilización de los relaves los que permitirían cumplir con estas nuev nu evas as regu regula laci cion ones es.. Sin Sin emba embarrgo go,, esto estoss méto método doss son son cost costos osos os,, inadecuados y muchas veces restringen el uso posterior del área.
Entre las tecnologías emergentes con mejor relación costoefectividad, ambientalmente más adecuadas y que permiten mayores posibilidades de uso posterior del sustrato tanto en el corto como en el largo plazo se encuentra la rehabilitación ecológica in situ con el empleo de especies vegetales fitotolerantes, metalófitas excluyentes de un sustrato rico en metales. Otro aspecto que resulta imprescindible de esta tecnología es instaurar la funcionalidad biológica de estos residuos mineros , en numerosas reacciones de oxidación, hidrólisis y degradación de la materia orgánica, que a su vez presenta un claro reflejo de los ciclos naturales del carbono, nitrógeno, fósforo y otros elementos, estableciendo con ello las condiciones idóneas para el desarrollo de una cubierta vegetal autosustentable.
Perú hasta el año 2006 reporto 176 minas metálicas legales y un número indeterminado de informales en operación y 850 pasivos ambientales mineros sin ningún tipo de tratamiento con un número inactivos en un intento de mantener a éstos fuera de los arroyos y ríos; dichas presas han tenido un éxito relativo. Predomina la tecnología de disposición de relaves anterior a 1940.
Como la descarga descontrolada de grandes cantidades de relaves directamente a los ríos, lagos, playas del mar o al medio ambiente, es practicada en algunas operaciones. Sin embargo, en la mayoría de las minas se han construido presas de relaves en un intento de mantener a éstos fuera de los arro os ríos; dichas presas han tenido un éxito relativo. Por lo menos 8 ríos principales en el Perú están afectados por altos niveles de cianuro y/o metales como cobre, plomo, zinc, cadmio, arsénico, níquel, y mercurio, etc.
TABLACHACA
EL 25 DE JUNIO DEL 2010 SE ROMPE EL DIQUE DE LOS RELAVES DE LA MINA CAUDALOSA CHICA, EN EL DISTRITO DE HUACHOCOLPA, EN LA PROVINCIA DE HUANCAVELICA,
El inadecuado conocimiento y la falta de estudios básicos e integrales adecuados a la realidad peruana para el tratamiento de los relaves, genera riesgos y contaminación del ecosistema; con las consecuencias : Ambientales Políticas Económicas Sociales.
Siendo el objetivo de esta investigación establecer un modelo para el tratamiento de los relaves con la finalidad de minimizar los riesgos de contaminación del de forma: Inocua Sostenible Solucionar el problema existente.
MÉTODO Muestra. Está conformada por el relave polimetálico con la finalidad de analizarlo y evaluar el comportamiento ambiental . Se determino el pH del relave y de los lixiviados con el potenciómetro. La digestión y extracción del contenido metales pesados del relave y de lixiviados se realizo con ácido nítrico en horno microondas Milestone 1200 (método U.S. EPA 3052). La determinación del contenido de metales del relave y lixiviados expresados en mg/l, se realizo con un espectrofotómetro de absorción atómica marca Termo Scientific iCE 3000 con muestras duplicadas, blanco y material de referencia según los estándares ASTM (1993a, 1993b). En la elaboración de las figuras los datos son expresados en porcentaje para facilitar la interpretación.
Flujograma
Relave Análisis: pH, contenido de Fe, Cd, Pb, Zn, Mn, Cu.
Comportamiento Ambiental: pH y lixiviación de Fe, Cd, Pb, Zn, Mn, Cu.
Diseño de tratamientos Tratamiento 1
Tratamiento 2 comportamiento ambiental
Tratamiento 3
Evaluacion de los tratamientos Se sembró plantas como indicador ( primera evaluación a los 7 días, ultima a los 6 meses), se evaluó vida o muerte, crecimiento
El mejor tratamiento se analizo y se realizo una prueba mejorando el tratamiento y se realizo prueba de germinación
Se evalua el tratamiento mejorado y se establece el modelo
Figura 1. Contenido de Metales del Relave Plomo
Cadmio
Cobre
Manganeso
Fierro
Zic
Zn Fe
50.54% 1064.04mg
43.99% 926.28mg
0.12% 2.29mg
Pb
Cd 0.22% 4.65mg
Cu 0.61% 12.86mg
Mn 4.52% 95.25mg
Metales del Relave
C(1#(&- -# M#1%'#. 25"67! $' 3( H 7!
Cuadro 1. Comportamiento Ambiental del Relave.
Contenido total Lixiviados 1 2 3 5 6 7 8 9 10 Total
Cu mg/l 12.86 12.59 0.129 0.040 . 0.024 0.011 0.010
Mn mg/l 95.25 84.67 3.61 3.15 . 1.04 0.767 0.534
Zn mg/l 1064.04 1004.04 31.42 9.93 . 5.08 3.18 2.29
Fe mg/l 926.28 722.68 63.53 74.3 . 18.1 11.8 8.54
Cd mg/l 4.65 4.45 0.171 0.010 . <0.010 0 0
Pb mg/l 2.29 1.41 0.839 0.034 < . 0 0 0
12.82
94.71
1061.75
917.75
4.65
2.29
LDM
0.010
0.013
0.011
0.038
0.010
0.025
LDM: Límite máximo detención
pH del Lixiviado 3.7 4.0 4.7 . 5.3 5.4 5.8 6.4 6.6 6.7
contenido del lixiviados relave mg/l mg/l 2105.37 1829.84 275.53 99.7 175.83 87.46 88.37 . . 24.25 38.52 15.76 22.76 11.37 11.39
2093.98
11.39
Figura 2. Comportamiento Ambiental del Relave pH de lixiviados
% acumulativo de lixiviados
pH
lixiviado 98.91%
98.17% 97.01%
95.80% 91.64%
6.7
6.6
6.4
5.8 5.4
5.3 4.9
4.7
86.91%
99.45% 2093.98mg
4.0 3.7
1
2
3
4
5
C(1#(&- -# M#1%'#. 25"67! $'
6
7
8
9
10
Figura 3. Comportamiento Ambiental del Relave
pH de lixiviado
% de lixiviado de cobre
% de lixiviado de manganeso
% de lixiviado de fierro
% de lixiviado de cadmio
% de lixiviado de plomo
Pb 98.20% 61.80%
99.59%
99.37%
.
95.70% 84.87%
98.42%
78.70% 97.31%
94.50%
99.21%
98.90%
98.40%
Fe
4.7
99.08%(917.75mg)
2
99.43%(94.71mg) 99.73% 12.82mg
4
5
6
pH
Cu
6.7
6.6
6.4
5.8
Pb Cd Fe Zn Mn Cu
3
Zn Mn
99.78%(1061.75mg)
4.0
3.7
1
95.98%
92.68%
89.40%
Cd
100%(2.29mg) 100%(4.65mg) 99.91% 98.15% 96.88% 94.92% 99.56% 99.27% 98.79% 99.87% 98.06% 96.97% 99.65% 99.57% 99.38% 5.4 5.3 4.9
99.69%
% de lixiviado de zinc
7
2.29 mg 4.65 mg 926.28 mg 1064.04 mg 95.25 mg 12.86 mg
8
9
10
Figura 4. Comportamiento Ambiental del Relave
14.00%
102.00%
13.09% 275.53mg
99.45%100.00% 2093.98mg
98.91%
12.00%
98.17%
98.00%
lixiviado
97.01% 96.00%
95.80%
10.00%
94.00%
8.36% 8.00% 92.00%
91.64%
90.00% 6.00% 88.00%
86.91% 1829.84mg
4.00%
4.20% 86.00%
2.99% 84.00%
relave 2.00%
1.83% % de metales en relave
82.00%
1.09%
0.55% 11.39mg
% acumulado de lixiviado 0.00%
80.00%
1
2
3
4
5
6
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7
Cuadro 2. Comportamiento Ambiental del Relave Pre-acondicionado. Lixiviados
Cu mg/l 12.86
Mn mg/l 95.25
1 2
0.108 0.052
Relave + acondicionador A 4.760 2.130 0.088 0.147 1.674 0.685 0.100 0.043
Total
0.205
1 2 3 Total
0.048 0.046 0.031 0.125
LDM
0.010
Tratamiento
2
LDM: Límite máximo detención
Zn mg/l 1064.04
Fe mg/l 926.28
Cd mg/l 4.65
7.477 3.173 0.261 0.222 Relave +acondicionador A y B 2.467 1.378 0.080 0.102 1.428 0.693 0.059 0.044 0.882 0.373 0.138 0.028 4.777 2.444 0.277 0.174 0.013
0.011
0.038
0.010
Lixiviado mg/l
pH del lixiviado
0 0
7.233 2.554
4.4 4.6
0
11.338
0 0 0 0
4.075 2.270 1.452 7.797
Pb mg/l 2.29
0.025
5.7 5.8 5.9
Figura 5. Comportamiento Ambiental del Relave Pre-acondicionado
pH 4.4 0.34% 7.233mg
Relave ; A
pH 4.6 0.19% 4.075mg
0.12% 2.554mg
pH 4.9
pH 5.7 pH 5.8
Relave + A y B
0.073% 1.55mg
0.11% 2.27mg
0.069% 1.452mg
pH 5.9 1
2
C(1#(&- -# M#1%'#. 25"67! $'
3
Figura 6. Comportamiento Ambiental Comparativo Lixiviado de relave pH 3.7
lixiviado pre-acondicionado pH 4.4
lixiviado pre-acondicionado pH 5.7
86.91% 1829.84mg)
o t n e i m a t a r t n i s e v a l e r
A n o c o d a n o i c i d n 0.34% o c 7.23mg A
B y A n o c o d a n o i c i d n 0.19% o 4.075mg c A
C(1#(&-1 -# M#1%'#. 25"67! $'
Figura 7. Comportamiento Ambiental Comparativo 98.40% 12.59mg
95.70% 4.45mg
94.50% 1004.04mg
89.40% 84.67mg
Pb Cd Fe Zn Mn Cu
78.70% 722.68mg
2.29 mg 4.65 mg 926.28 mg 1064.04 mg 95.25 mg 12.86 mg
61.80% 1.41mg
o t n e i m a t a r t n i s e 4.90% v 4.76mg a l 2.59% e r 2.46mg
1
Mn
B y A n o c o d a n 3.16% o i c0.147mg i d 2.19% n o 0.102mg c A
2
Cd
A n o c o d a n o i c 0.83% i d 0.108mg n0.37% o 0.048mg c A
3
Cu
0.20% 2.13mg 0.12% 1.378mg
4
Zn
0.009% 0.088mg 0.008% 0.08mg
5
Fe
0%
6
Pb
0%
Figura 8. Variacion de la Acidez del Relave en Proceso de Acondicionado
1: relave 2: 1+ acondicionador A 3: 2+ acondicionador B 4: 3+ acondicionador C 5: 4+ acondicionador D 6: relave acondicionado
pH de relave en proceso de acondicionado
pH de lixiviado
7.3
7.4
7.4
7.3
7.2
7.2
relave
7.4 7.4
3.7 5.7 3.7
1
lixiviado
4.4
2
3
4
5
6
Cuadro 3. Evaluaci ón del Relave Acondicionado con plantas de tara ( Caesalpinia spinosa), huarango,
faique ( Acacia macracantha) y molle (Schinus molle).
Resultados
Tratamiento 1
Tratamiento 2
Tratamiento 3
Relave sin tratar
Indicador
Acacia, molle, tara
Acacia, molle, tara
Acacia, molle, tara
Planta de Acacia
Primera evaluación a los 7 días
Con vida sin signos de toxicidad
Con vida sin signos de toxicidad
Con vida sin signos de toxicidad
Necrosis radicular muerte
Acacia:
Acacia:
Talla inicial: 29 cm Talla final:78 cm, creció 63.3% más que T1
Talla inicial: 25 cm Talla final:66 cm, creció 36.3% más que T1
Ultima evaluación a los 6 meses, el tratamiento 2 con mejor resultado
Acacia:
Talla inicial: 24 cm Talla final:54 cm
Se evaluó el desarrollo radicular del tratamiento 2 y hizo una prueba mejorando el tratamiento T2, las planta sembrada y germinadas crecieron y desarrollaron con más rapidez que todos los tratamientos Prueba de Germinación con semillas de tara
No se hizo
22 semillas sembradas germinaron 10 (45.45%)
No se hizo
No se hizo
Foto 6. Plantas de Acacia macracantha a los 3 meses
Foto 9. Germinación de tara ( caesalpinia spinosa)
CONCLUSIONES.
1. Los resultados del comportamiento ambiental del relave demuestran la relación directa entre el pH ácido del relave versus la solubilidad y lixiviación de los metales pesados. Siendo el cadmio y plomo los metales que se solubilizan y lixivian con más facilidad del relave 2. En el proceso de acondicionado del relave se estabiliza químicamente al relave y se mejora las cualidades físicas, químicas y biológicas para el crecimiento y desarrollo de las plantas de tara ( Caesalpinia spinosa), huaran o fai ue Acacia macracantha molle Schinus molle . 3. Con la secuencia de eventos de acondicionado del relave desarrollado en la investigación contribuirá a resolver el problema de la disposición de este pasivo ambiental, disminuyendo los riesgos de contaminación y su integración de forma inocua al ecosistema.
