GuÃa MetodolÃ³gica sobre Drenaje Acido en la Industria Minera

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Guía Metodológica sobre Drenaje Acido en la Industria MineraEl tipo de alteración es un factor geológicoterciario, ya que la velocidad de la generación deácido es una función del área superficial de lossulfuros expuestos para la oxidación. Además elproceso de oxidación puede estar limitado a lasuperficie del comprimido, al granulado fino, lasacumulaciones deterioradas, comparado con lasacumulaciones compuestas de materiales gruesos,donde la acción del viento (gradientes de presióndel aire) y la circulación del aire impulsadoexotérmicamente permitirá la oxidación por todala acumulación.Las características físicas del material tales comoporosidad del lecho, tamaño de la partícula,dureza y resistencia de sulfuros a la meteorizacióndeterminan el flujo de oxígeno y el flujo deagua (velocidades de percolación) a través deacumulaciones de residuos, las cualesposteriormente, determinan la velocidad deoxidación y la velocidad de generación del lixiviado.• Precipitación de sulfuros secundarios en unazona de reducción, que usualmente coincidecon la columna de agua.Los sulfuros secundarios incluyen usualmentecovelina (CuS) y calcocita (Cu2S). Estosreemplazan los sulfuros primarios de Fe, Zn yPb.Este proceso disminuye el potencial de acidez(PA) del yacimiento, a través de la substituciónde los sulfuros con el potencial más alto degeneración de drenaje ácido.3.b. Mineralogía de los productos de alteración:La meteorización de los yacimientos de sulfuros,a través de los procesos de interacción con lasaguas subterráneas, las aguas superficiales y laatmósfera, produce un rango amplio de mineralessecundarios, tales como óxidos, sulfatos,carbonatos y arsenatos.La alteración supérgena es común en losyacimientos de pórfidos de Chile y afectafuertemente las características geo-químicas detales yacimientos.Los procesos de enriquecimiento supérgenoinvolucran:• Oxidación profunda del yacimiento• Lixiviación de productos de oxidación por lazona no saturadaLos minerales secundarios, usualmenteencapsulan los sulfuros primarios. En base a sussolubilidades (relativo al sulfuro primario), puedenaumentar o disminuir las tasas de migración delos contaminantes del yacimiento. Es así quese tiene una funcionalidad entre la relaciónexistente entre la reactividad del mineralsecundario/primario y el grado de solubilidad delmineral:1) Reactividad del mineral secundario/primario 1 Alta solubilidad del mineralPbS + 2O2 PbSO4 (anglesita) Mayor movilización de Pb2) Reactividad del mineral secundario/primario 1 Baja solubilidadFeAsS + 3,5 O2 + 3H2O SO4 + 2H+ + FeAsO4 .2H2O (escorodita) Encapsulación24
Guía Metodológica sobre Drenaje Acido en la Industria MineraControlando las condiciones de pH/Eh, se puedecontrolar la producción de minerales secundarios.3.c. Comportamiento electroquímico de lossulfuros: En los yacimientos que contienenvarias especies de sulfuros, se forman celdaselectroquímicas de protección/corrosión galvánica(protección catódica/disolución anódica), queafectan las tasas relativas de oxidación de lasespecies químicas contenidas en las fasesinvolucradas.Una fase de potencial eléctrico alto forma uncátodo, mientras que una fase de potencialeléctrico más bajo forma un ánodo.El resultado es la oxidación del ánodo y lareducción del cátodo. Por lo tanto, el procesogalvánico aumenta la oxidación del ánodo ydisminuye la meteorización del cátodo.FACTORES MINEROSLos factores mineros, pueden influir también enla cantidad de ácido que se va a generar, en lacantidad de ácido que se va a neutralizar y en lavelocidad de transporte del drenaje ácido. Lacalidad de las aguas de minas y/o lixiviadosde desechos está controlada por factoresantropogénicos, incluyendo los métodos debeneficio de minerales.Es muy importante identificar todas y cada unade las fuentes potenciales de drenaje ácido demina, tanto en el diseño como en la operación decada faena minera, y comprender las diferenciasen los factores físicos y químicos del drenaje ácido,para cada una de las fuentes identificadas.1. Factores mineros primarios1.a. Ubicación del yacimiento: La altura donde seencuentre la mina a tajo abierto, la laborsubterránea, el relave o el botadero de desmonte;influye directamente en la disponibilidad yconcentración de oxígeno; en la temperaturaatmosférica y del agua; en la velocidad de oxidaciónbacteriana, y por consiguiente en la velocidad deoxidación de los sulfuros.La presión atmosférica influye directamente enla presión parcial del oxígeno en la atmósfera yen el gradiente disponible como fuerza impulsoradel aire hacia el interior de un botadero. Ademásla presión atmosférica y la temperatura varían conla altura donde esté ubicada la fuente, (a ›altura‹T° ‹ [O2]) y por lo tanto afectan a la actividadbiológica de las bacterias catalizadoras de laoxidación de sulfuros y del ión ferroso. Lascinéticas de las reacciones químicas son siemprefunción de la temperatura y la concentración(bacterias, O2, CO2, N, P, SO4, Fe +2 , Fe +3 ) y suvelocidad depende de mecanismos de transporteasociados a gradientes de momentum,temperatura y concentraciones, además de lageometría, la distribución, la superficie de contactoy la fase o fases donde ocurren las reacciones ylos mecanismos de transporte (sólido, líquido,gas).Respecto a la temperatura, es lógico pensar queexiste un flujo calórico entre el ambiente y elmaterial, el cual aumenta o disminuye según lavelocidad del viento y según la temperatura delaire (por mecanismo de convección). Estatransferencia de calor hará que la temperaturasuperficial e interna del material varíe. Losgradientes de temperatura, tanto ambientales,como resultado de las reacciones exotérmicas deoxidación, también pueden promover el flujo deaire.En cuanto a la entrada de aire (aporte de oxígeno)en un botadero de desmontes, éste ingresa desdela cima, los lados y a lo largo de la base, y fluyelibremente a través de las rutas de flujo advectivas.En un botadero o desmonte no saturado, laoxidación rápida puede generar temperaturaselevadas y convección térmica, asimismo puedendesarrollarse efectos de chimenea a través de éste.25
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