UNIVERSIDAD NACIONAL
SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS
NEUTRALIZACION DE AGUAS ACIDAS EN MINA
PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
DOCENTE: ING. DOMINGUEZ FLORES ANTONIO ALUMNO: TAIPE ESPINOZA MANUEL ERICK
Huaraz _AGOSTO 05 _ 2016
INDICE
Contenido CAPITULO I......................................................................................................................................3 INRODUCCION............................................................................................................................... 3 CAPITULO II.....................................................................................................................................4 GENERALIDADES...........................................................................................................................4 CAPITULO III...................................................................................................................................5 NEUTRALIZ ACION CON CAL ....................................................................................................5 CAPITULO IV ................................................................................................................................. NEUTRALIZ ACION DOLO! ITA................................................................................................. CONCLUSIONES............................................................................................................................11 ANE"OS..........................................................................................................................................12
CAPITULO I
INTRODUCCION En el siguiente documento se tratara un tema muy importante para la industria minero – metalurgia lo cual son las aguas acidas de mina , pero específicamente se profundizara en el tema de un paso muy importante en el tratamiento de los drenajes ácidos de mina que es la neutralización , los métodos y los materiales que son utilizados en este proceso de neutralización.
CAPITULO II
GENERALIDADES DRENAJES ÁCIDOS. Durante la explotación de determinados yacimientos car!ón, sulfuros metálicos, "ierro, uranio y otros# quedan expuestos a la meteorización grandes cantidades de minerales sulfurosos que pueden llegar a formar drenajes ácidos. $ara que esto tenga lugar son necesarias unas condiciones aero!ias, es decir la existencia de cantidades suficientes de agua, oxígeno y simultáneamente la acción catalizadora de !acterias. %ordstrom y &lpers '(()# descri!en el proceso de oxidación de la pirita como principal responsa!le de la formación de aguas ácidas y, afirman que estas reacciones geoquímicas se aceleran en áreas mineras de!ido a que el aire entra en contacto con mayor facilidad con los sulfuros a tra*és de las la!ores de acceso y la porosidad creada en las pilas de estériles y residuos, unido a ello el cam!io de composición química y el incremento de la superficie de contacto de las partículas. +am!ién afirman que los procesos físicos, químicos y !iológicos tienen gran influencia en la generación, mo*ilidad y atenuación de la contaminación ácida de las aguas, y los factores que más afectan a la generación ácida son el *olumen, la concentración, el tamao de grano y la distri!ución de la pirita. -ousen et al. '((/ y '(()# y 0iemie1ics et al. '((2# a partir del p3 y el contenido de oxígeno y metales pesados "acen una clasificación de los drenajes de mina y lo agrupan en 4 tipos. $or tanto, los drenajes de entornos mineros pueden ser ácidos o alcalinos, pueden degradar el "á!itat acuático y cam!iar la calidad de las aguas de!ido a su toxicidad, corrosión y otros efectos producidos por la disolución de sus constituyentes. $or lo general tienen unos *alores de p3 entre 5 a (, contienen cationes y aniones en disolución de 6 ' a '77.777 mg8l# predominando ele*adas concentraciones de -9/, :e, ;n y &l, y en menor proporción
CAPITULO III NEUTRALIZACIÓN CON CAL Es el propósito de la neutralización lle*ar su *alor a p3 entre > y ).4. -i es inferior se de!e alcalinizar con %a93 ?
Ca neutralización de aguas ácidas se "ace comBnmente agregando cal, óxido de cal, óxido de magnesio@ compuestos que tienen como des*entaja la gran cantidad de lodo producido. Ca utilización de "idróxido de sodio aunque costoso es una forma química muy con*eniente para neutralización de residuos en plantas de tratamiento pequeas y cuando se quiere minimizar la cantidad de lodo. Ca ta!la '? indica la cantidad de cal a aplicar en función del p3 que contiene el agua residual en proceso de tratamiento.
CaO - mg/L
pH
64
11,27
65
11.28
122
11.54
164
11.66
271
11.69
462|
12.10
680
12.29
710
12.31
975
12.44
1027
12.47
1160
12.53
Ca neutralización de aguas alcalinas se "ace agregando comBnmente ácido sulfBrico, ácido clor"ídrico y <95 en plantas donde existe disponi!ilidad de dióxido de car!ono.
9xidación de compuestos de azufre en ácido sulfBrico
%itrificación
$roducción de ácidos orgánicos. Ca oxidación !ioquímica de ácidos orgánicos y la destrucción de sales de ácidos orgánicos aumenta el p3 en reactores !iológicos. &demás adicionar cal para neutralización puede incrementar al com!inarse con <95 la acti*idad !iológica.
Fn sinnBmero de descargas industriales ocurren en condiciones de acidez o alcalinidad que son incompati!les con las normas de descarga o con los procesos !iológicos o físico químicos posteriores. En particular, los Sistemas
biológios !e"#ie!e$ #$ %& e$t!e '() * +() * a,em-s P!o,#e$ CO.
$ara procesos !iológicos, el grado de %!e/$e#t!ali0aió$ requerido es una función de la DG9 Hdemanda !ioquímica de oxígeno# y del contenido de alcalinidad o de acidez capacidad de producción o de consumo de ácido, que es distinto del p3#.
PROCESOS T1PICOS DE NEUTRALIZACIÓN ;ezclar efluentes ácidos y alcalinos en un ecualizador y disponer de alguna capacidad de retención de cargas fuertes en ácido o álcali. -i la acti*idad industrial del caso genera desec"os tanto ácidos como alcalinos, se de!en utilizar tanto la acidez como la alcalinidad excedentes para producir un efluente neutro.
Ne#t!ali0a! -i,os e$ le2os ,e ali0a . Ca caliza se da en forma natural como piedras y tal nom!re se refiere al car!onato de calcio@ la disolución del car!onato genera alcalinidad. Cos lec"os pueden ser tanto de flujo ascendente como descendente, la tasa de carga de diseo Asin información adicional de la!oratorioA es del orden de los /I'7A5m?8minIm5#@ esta tasa está definida por las constantes de la caliza y por el tiempo de residencia típico de neutralización de caudales ácidos del tipo industrial.
-i "ay ácido sulfBrico, la concentración de ácido no de!iera exceder un 7,>J de 3 5-9/ para no formar una capa excesi*a de
3e0la ,e -i,os o$ lo,os ,e al . -e suele llamar HcalH al "idróxido de calcio, tam!ién citado como Hcal *i*aH cuando la Hcal apagadaH es el óxido de calcio#. El grado de neutralización dependerá del tipo de cal utilizada. -i "ay una fracción magnésica, la reacción de neutralización es muy rápida y llega a p3 !ajo /,5. El diseo depende de la cur*a de titulación de la cal a utilizar. Ca reacción de la cal se acelera Acomo muc"as otrasA por calor y por agitación física. En sistemas altamente reacti*os, se requieren unos diez minutos. Ca cal se utiliza en lodos al ) a '4 J. 9tros agentes neutralizantes alcalinos# típicos son el %a93, el %a 5<9? o el %3/93.
Resi,#os alali$os, tam!ién llamados básicos. -e puede utilizar cualquier ácido fuerte. $or consideraciones prácticas, la elección se limita a considerar el ácido sulfBrico en la máxima dosis tolera!le sin exceder la norma de descarga de sulfatos# y el ácido clor"ídrico para completar la neutralización#. Ca reacción es prácticamente instantánea, pero el grado de mezcla $o es i$sta$t-$eo. -i se dispone de gases de com!ustión con <9 5 en el orden del '/J, se puede !ur!ujear este gas en la solución alcalina. El <9 5 esta!lece un equili!rio con gas car!ónico, 3<9?A cuya capacidad ácida se utiliza para neutralizar la carga alcalina. Ca reacción es AnaturalmenteA más lenta que la de los ácidos fuertes en fase líquida pero suele ser de muc"o menor costo y aporta –aunque mínimamenteA al a!atimiento de la carga atmosférica de gases in*ernadero.
Sistemas Utili0a,os %a!a $e#t!ali0aió$ $ara flujos por de!ajo de unos /77 m?8día, se suele operar en modo estático discontinuo, batch#@ los sistemas estáticos pueden tener controladores automáticos o ser operados manualmente. -i el flujo excede los /77 m ?8día, la regulación de p3 se realiza en línea, mediante controladores automáticos. -i se opera en línea, es importante o!tener un !uen grado de "omogeneización de la solución. Ca agitación por aire requiere tasas de 7,? a 7,( m? de aire8minuto8m5 de tanque. Ca agitación mecánica requiere de unos 7,/ 3$8m?.
Co$t!ol a#tom-tio ,e $e#t!ali0aió$ El control de p3 es difícil. Cas razones se relacionan con •
Ca alta no A linealidad entre flujo de neutralizante y cam!io de p3 del caudal a neutralizar
•
• •
•
el p3 de un efluente industrial puede *ariar con cinéticas tan altas como ' unidad de p3 por minutoK el flujo puede duplicarse en unos pocos minutos una pequea dosis de neutralizante de!e mezclarse con una cantidad relati*amente enorme de líquido en un lapso !re*e %ormalmente, se de!e recurrir a controladores a pasos o en etapas#. $or ejemplo, lle*ar primero a un p3 en torno a 4 y después a >,4 suponiendo, por ejemplo, que se desea llegar a >,4 desde 5,7#
CAPITULO I4 NEUTRALIZACIÓN CON DOLI3ITA +ratamiento de remediación de efluentes de la industria minera con dolomita Es una solución al pro!lema de generación de aguas ácidas de los efluentes de la industria minera que pro*ienen de los procesos metalBrgicos de flotación. Este tratamiento alternati*o se constituye en un eficaz método de remediación de efluentes metalBrgicos a un !ajo costo de!ido a la a!undancia de la dolomita. Ca remediación se logra mediante las reacciones químicas espontáneas y simultáneas de neutralización, precipitación y adsorción de los iones metálicos disueltos de co!re que se producen durante la agitación de l a mezcla. Ca neutralización se produce por las propiedades fisicoquímicas de adsorción que posee la dolomita, un mineral no metálico de car!onato do!le de calcio y magnesio
car!onatadas@ se forma por la acción del agua rica en magnesio, so!re depósitos calcáreos, en donde se produce una progresi*a su!stitución del calcio por el magnesio@ a este proceso se le denomina dolomitización, y es un caso concreto de los procesos de sustitución en general o metasomatismo sustitución de una sustancia por otra#, tam!ién se forma por acti*idad "idrotermal. 5
COCLUSIONES
El propósito de una neutralización es regular el p3 de un drenaje acido asta aproximarlo lo más posi!le a 2 neutro. El material a escoger para la neutralización de un drenaje acido de mina se de!e realizar en función al costo paga!le de la mina o planta
ANE5OS
