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generadora de DM (botaderos, depósitos de relave,
residuos derivados del proceso de lixiviación, rajos
y minas subterráneas), con el agua natural, oxígeno
atmosférico y/o microorganismos. Esta interacción
puede desencadenar procesos de oxidación química
y/o biológica del material, y/o la lixiviación de elementos
asociados (metales, metaloides y/o aniones).
Los residuos mineros, derivados de la explotación y
posterior procesamiento del mineral, y el material
expuesto en rajos y minas subterráneas, contienen
cantidades variables de sulfuros. De todos ellos,
el más relevante en la formación de DM es la pirita
(FeS 2
), que es el sulfuro más abundante y el que
produce la mayor cantidad de acidez (Dold, 2003). Sin
embargo, existen otros sulfuros que pueden participar
en el proceso de generación de DM, cuya presencia
en las fuentes potencialmente generadoras
dependerá de la mineralogía del yacimiento. Algunos
de estos sulfuros son la calcopirita (CuFeS 2
), arsenopirita
(FeAsS), esfalerita o blenda (ZnS) y galena
(PbS), entre otros.
Las reacciones de generación de acidez, como producto
de la oxidación de sulfuros, y las reacciones
de consumo (o de neutralización) son los principales
procesos involucrados en la generación de DM. La
combinación de la generación de acidez y las reacciones
de neutralización van a determinar, en general,
el desarrollo de los distintos tipos de DM (DMA, DMN,
DMAL y DMS).
2.1.1 Reacciones de generación de acidez
Para entender el proceso de oxidación de sulfuros,
con la consecuente generación de acidez, es común
que en la literatura se presente la evolución de la oxidación
de la pirita (FeS 2
), dada la relevancia de este
mineral en la formación del DM.
En este contexto, la oxidación de la pirita (FeS 2
), se
divide en tres etapas en función del pH, de acuerdo
al modelo presentado por Broughton y Robertson
(1992), como se observa en la Figura 2. El tiempo de
duración de cada una de estas etapas puede variar de
días hasta cientos de años, en función de los factores
involucrados.
La Etapa 1 corresponde a la oxidación química de la
pirita (FeS 2
), biótica o abióticamente, con el oxígeno
(O 2
) como oxidante principal, con la consecuente
liberación de protones (H + ) y sulfatos al medio
(Reacción 1). El O 2
disuelto en el agua también puede
actuar como agente oxidante, sin embargo, dado
que la solubilidad del O 2
en el agua es limitada, el O 2
atmosférico se considera el principal responsable de
Reacciones en Etapa 1 y 2
FeS 2
+ 7/2 O 2
+ H 2
O → Fe 2+ + 2 SO 4
2–
+ 2 H +
Fe 2+ + 1/4 O 2
+ H + → Fe 3+ + 1/2 H 2
O
Fe 3+ + 3 H 2
O ←→ Fe (OH) 3
↓ + 3H +
Fe 3+ + 2 H 2
O ←→ Fe OOH↓ + 3H +
Reacciones en Etapa 3
Fe 2+ + 1/4 O 2
+ H + → Fe 3+ + 1/2 H 2
O
FeS 2
+ 14 Fe 3+ + 8 H 2
O → 15 Fe 2+ + 2 SO 4
2-
+ 16 H +
Figura 2. Etapas en la generación, de DMA, según la oxidación de la pirita (FeS 2
).
Fuente: Modificada de Broughton L. and Robertson A., 1992; Acuerdo Marco Producción Limpia, 2002.
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