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Análisis comparativo del tratamiento de
ABSTRACT
coming from the Process Plant of El Toro Mining Unit, so that they
Keywords:
RESUMEN
Palabras clave:
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Los impactos ambientales de la actividad minera
comprenden desde la etapa de exploración hasta la
indicar que, por la propia naturaleza de los diversos
procesos físicos y químicos involucrados, existe un
riesgo potencial de causar impactos negativos al medio
Uno de los métodos para la obtención del mineral
es la lixiviación para la extracción de valores oro, cuya
extracción se realiza por el regado de Pad de Lixiviación
por medio de una solución con baja concentración de
cianuro de sodio, el cual obtendrá una solución cargada
a la planta de procesos y mediante un circuito de
adsorción con carbón activado se recuperará los valores
cargada con concentraciones de cianuro para luego ser
recirculada en el proceso e impulsada por medio de
Uno de los principales problemas en el proceso de
en épocas de lluvia donde el balance de aguas muestra un
superávit debido a la exposición del Pad de Lixiviación
La solución luego del proceso de extracción del metal
de alta precipitación, también se encuentra en exceso
por lo que no debe ser expulsada al medio ambiente sin
de tratamiento para destruir la solución cianurada a
efectos de cumplir con los Límites Máximos Permisibles
por la Legislación Nacional Vigente según el Decreto
un análisis comparativo entre el peróxido de hidrógeno
cianuro en la solución Barren, técnicamente viable y a
nos permite determinar cuál es el tratamiento más
vertimiento al ambiente ya que de esta manera se
minimizará un sin número de impactos negativos
ligados a los recursos naturales del agua pues se
cumplirá los límites máximos permisibles exigidos en
manejo de los vertimientos industriales ayudará en la
interacción y complementación de la productividad
agrícola generando un ámbito sostenible entre la
Unidad Minera ya que sus cultivos no serán afectados por
los impactos negativos que podrían generar las aguas
Método
Materiales
Los insumos utilizados para las pruebas de coagulación
• Solución Barren
• Sulfato férrico (coagulante)
•
Con respecto a los equipos utilizados para las
• Multiparámetro marca YSI Plus Profesional
•
paletas
•
• Vasos de Precipitados de 900ml, 100ml
• Pipetas graduadas de 10ml
• Picetas para agua desionizadaBaguetas, perol,
espátulas, lunas de vidrio
Se utilizaron los mismos insumos y equipos, tanto para
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la prueba de ensayo con peróxido de hidrógeno, así
Los insumos utilizados para estas pruebas fueron los
• Solución Barren
•
• Sulfato de cobre pentahidratado
• Sulfato férrico
• Óxido de calcio al 5% en w/v
•
• Preservantes para análisis por ICP, CN-, SO4
• Multiparámetro marca YSI Plus Profesional
•
paletas
• Turbidímetro Hach modelo 2100Q
• Compresor de aire de 2 HP
•
• Termocupla
• Vasos de Precipitados de 2lt, 1lt, 250ml, 100ml
• Pipetas graduadas de 200ml, 10ml
• Probeta graduada de 1lt
• Pipetas para agua desionizada
•
Método
Se hizo un trabajo de investigación experimental y
observacional para evaluar las sustancias usadas en la
de investigación se inicia con la evaluación de “Pruebas
primero la turbidez y el pH para luego visualizar el
Barren in situ y en laboratorio, prueba de coagulación
Barren
Se evaluó los parámetros iniciales de la solución
Barren tanto in-situ como en laboratorio lo que permitió
conocer la calidad físico y químico de la muestra de
Cu, Hg, requieren del tratamiento activo seleccionado
permite determinar la dosis óptima del coagulante y el
pH óptimo de coagulación pues la jarra que contenga
mejores condiciones de pH, turbidez e índice Willcomb
La “Prueba de Jarras” simula a nivel de laboratorio
diferentes, lo cual afecta también a la velocidad del
aglutinamiento de las partículas, Hernández y Corredor
de los productos químicos usados en el tratamiento
proviene de una prueba de jarras realizadas inicialmente
sigue siendo una buena opción para estimar y controlar
las dosis de sustancias químicas que se usaran en el
Floculación de Willcomb para determinar cuál es el
mejor coagulante que reduce en mayor porcentaje el
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0
2
imperceptible para un observador no
entrenado
4
lentamente o no sedimenta)
pero que precipita con lentitud
8
completamente
10
el agua cristalina
Cm
Se eligió al sulfato férrico Fe2 (SO4)3 como agente
y densos que permitirían una rápida decantación, sino
hierro (Fe), y su forma estable en un intervalo de pH
de 4 a 11, siendo así este agente coagulante un buen
Se utilizaron cuatro jarras de 900 ml c/u en donde
se verterá la solución Barren en 5, 10, 15 y 20 ml
respectivamente con una solución coagulante de 1 ml
repetir la prueba al poseer un bajo índice de Willcomb (4);
así que en la segunda prueba se utilizó 10 ml de sulfato
férrico, lo que arrojó buenos resultados en la jarra N°1
con la dosis óptima, se determinó la velocidad de
de diámetro), se registró el tiempo de sedimentación
sedimentación (B), zona de inter-fase 2 o de transición
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Se usaron los datos de la prueba de sedimentación de
de la velocidad de sedimentación de las partículas
curva de Kynch, a registrar los valores de la pendiente
visión presentar la turbidez residual remanente cuando
existe mayor tiempo de sedimentación, por lo cual la
Luego de conocer la velocidad de sedimentación,
se realizó las pruebas de ensayo en el laboratorio a
de los reactivos en función a los valores previos de
utilizó este dato para el cálculo de las concentraciones de
cianuro; sin embargo, en la solución Barren o “pobre”, no
solo se encuentra el cianuro libre, sino también cianuro
con metales disociables y metales pesados como Cu, Fe,
razón, en la destrucción del cianuro con peróxido de
Reacciones de limpieza
Para el cianuro libre, se dio una oxidación catalizada
con Cu+2, el cual fue añadido en su forma de sulfato de
cobre, formándose así un complejo (tetracianocuprato)
3[Cu(CN) ] O
3Cu+12OCN+12H+
Para los complejos metal – cianuros, la velocidad
de la reacción depende de la constante de disociación
del complejo pero también puede ser estimulado
adicionando un exceso de H O
+ HO+ OH
(Me(OH)) + OCN+HO
Cu+ OH
Me(CN)
cobre, los complejos de cianuro de hierro tienen
mayor tendencia a precipitar en presencia de los iones
oxidante del HO, pero menos estables en presencia de
y 11, el cual favorece la formación de amonio durante la
Los procesos de tratamiento utilizan a metales como
del ion cúprico como catalizador oxidará al ion cianuro
libre para producir complejos cianurados de cobre y
del ferrocianuro en forma de ferrocianuro cúprico
Fe(CN)
Cu+Fe(CN)
ion cúprico (Cu+2) es un excelente catalizador que no
solo oxida al cianuro libre para producir complejos
cianurados de cobre sino también cianatos (CNO-) que
luego de hidrolizarse formarán iones de carbonato y
OCN+ H= +NH+
Sin embargo, el HO también es consumido por
otras sustancias oxidables que se encuentran en la pulpa,
como son el azufre y sus compuestos, el tiocianato, los
S+ HO
SCN-+ HO HO
Cu+ + HOCu + OH
continuos no ha sido hasta la fecha, practicado con
adecuado para encontrar la cantidad de dosis necesaria
de HO
Corporation que utiliza varias soluciones de peróxido
de hidrógeno y sulfato de cobre para la destrucción
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estequiométrica molar entre el CN- y el HO
Discontinuo (Test Batch) este tipo de reactor se adapta
Posee una serie de ventajas como su versatilidad y su
a una reacción de óxido reducción utilizando el
peróxido de hidrógeno como agente oxidante (proceso
Se utilizó el proceso INCO SO
destrucción de los cianuros presente en la solución
sus etapas de oxidación, neutralización, y precipitación,
CN (*)+ SO+O+H
OCN + HSO
Me(CN) n(**)+ SO+ O+ HO
OCN+ HSO+ Me
Me= Zn; Cu; Ni ; Cd
HSO+ Ca(OH)+ HO
Me*Ca(OH)+ Ca
pH = 7-10
Me+ Fe(CN)
(*) Libre; (**) n = 3 o 4
SO/CNwad =
débiles)
Fe(CN)
Para un mayor control y manejo del proceso INCO
SO
Como se puede apreciar en la etapa de oxidación
el proceso INCO se realiza en presencia de oxígeno y
físicos y ambientales, la sustancia reductora (SO) puede
•
•
•
•
• Tiosulfato de amonio
NaCN + NaSO+ O + H
NaOCN + NaHsO
Me(CN)Na + NaSO + O + H
NaOCN + NaHSO + Me(HSO)
NaCN + Me(CN)Na + NaSO + O +H
NaOCN + NaHSO + Me(HSO)
Debe reconocerse en este proceso lo inconveniente
generación, almacenamiento, manipulación y
agresividad química que impacta a la salud de
los trabajadores y al medio ambiente en general,
particularmente en el caso de eventuales derrames o
fue el Reactor Discontinuo (test Batch), este tipo de
Posee una serie de ventajas como su versatilidad y su
una Reacción Homogénea ya que sucede en una misma
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la solución Barren que consiste en determinar su
composición física y química básica que servirá
para evaluar, que parámetros exceden a los valores
establecidos en la normativa vigente y cuales requieren
ser removidos en el tratamiento activo seleccionado, a
con la calidad adecuada para su vertimiento al medio
los resultados de calidad física y química de la muestra
Tabla 3
Tabla 4
pH
°C
mg/L
Eléctrica uS/cm 1420
g/L
Salinidad Ppt
mV
FeSO
4 jarras 900ml c/u
200 rpm x 30"
50 rpm x 10'
Sedimentación 1 10'
Sedimentación 2 20'
pH inicial
NTU inicial
FeSO
4 jarras 900ml c/u
200 rpm x 30"
50 rpm x 10'
Sedimentación 1 10'
Sedimentación 2 20'
pH inicial
NTU inicial
Parámetro Unidad de
medida
momento
para el
promedio
pH -
TSS mg/L 50 25
mg/L 20
Total CN mg/L 1
As (t) mg/L
Cd (t) mg/L
Cr (t) mg/L
mg/L
Fe (t) mg/L 2
Pb (t) mg/L
mg/L
Zn (t) mg/L
2017
Se realizaron las pruebas de Coagulación /
Floculación, las cuales tuvieron que cumplir con unas
condiciones iniciales de operación que le permitieran
saber el estado inicial de la muestra y tomar estos valores
N°1 en donde se preparó una solución al 1% v/v de sulfato
férrico (1ml de Fe_(3 ) SO_4diluido a 100 ml de agua) y
se aplicó diferentes dosis a los 4 vasos (5, 10, 15 y 20 ml
las Tablas 7 y 8 se observa los resultados del segundo
comportamiento a los 10 minutos de sedimentación,
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1 2 3 4
NTU pH NTU pH NTU pH NTU
17
Wilcomb 4444
1 2 3 4
NTU pH NTU pH NTU pH NTU
Wilcomb 8 4 2 2
Velocidad Unidad
Velocidad de
Sedimentación cm/seg
Tabla 7
Tabla 8
Se determinó la velocidad de sedimentación de
registrando los valores de la pendiente tangente de
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realizadas para determinar las concentraciones del ion
cianuro en función a un determinado catalizador (Cu)
y en diferentes concentraciones, para ello fue necesario,
•
•
•
•
•
Tiempo
(°C)
(PSI)
CaO
CN WAD
CN tot
pH
0 0
1872 85
M3 1215 85 0
M4 1104 85 0
85 0
Como se muestra en la Tabla 10 la concentración de
15 minutos, evidenciando luego un comportamiento
al tiempo
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Como parte del estudio, se hará uso de los resultados
obtenidos de la relación de los iones de cianuro en
función al tiempo para determinar el orden de reacción,
para ello se tomó como base los datos para un porcentaje
de exceso estequiométrico de peróxido de hidrógeno
los resultados se comparó con los modelos cinéticos
referencia los resultados de cianuro total vs el tiempo
resultado que la reacción a la cual estamos evaluando
Tiempo Ln [CN Total]-
0
15
M3 30
M4 45
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•
•
•
•
•
iones de cianuro disminuye lentamente hasta completar
la hora de reacción, no habiendo una disminución
Tiempo
(°C)
(PSI)
CaO
CN WAD
CN tot
pH
0 0
85
M3 1851 85 0
M4 85 0
85 0
como referencia los resultados de cianuro total vs el
como resultado que la reacción a la cual estamos
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Tiempo Ln [CN Total]-
0
15
M3 30
M4 45
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realizadas para determinar las concentraciones del ion
cianuro en función a un determinado catalizador (Cu)
y en diferentes concentraciones, para ello fue necesario,
•
•
•
•
•
Tiempo
(°C)
(PSI)
CaO
CN WAD
CN tot
pH
1817 0 0
3081 85 40
M3 -2 85 0
M4 85 0
3111 85 0
La concentración de iones de cianuro disminuye
disminuye lentamente hasta completar la hora de
obtenidos en campo para la muestra inicial, se obtiene
como referencia los resultados de cianuro total vs el
como resultado que la reacción a la cual estamos
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Tiempo Ln [CN Total]-
0
15
M3 30
M4 45
•
•
•
•
•
inicial de iones cianuro es similar a las obtenidas de las
muestras en campo por lo que se observa más notoria
obtenidos en campo para la muestra inicial, se obtiene
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Tiempo
(°C)
(PSI)
CaO
CN WAD
CN tot
pH
1905 0 0
3134 85 40
M3 3140 85 0
M4 3152 85 0
85 0
regresión lineal es la reacción de orden cero (R2=0,5017),
estamos en evaluación para el tema de cálculos es una
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Costos operativos del proceso por m3
Tiempo
15
15
Tiempo
15
15
• De acuerdo a la normativa vigente para
según los resultados de calidad física y química
obtenidas del análisis de laboratorio (véase en la
•
de oxígeno, pH, arsénico total, cobre total y
esta muestra corresponde a la solución Barren
proveniente de la planta de proceso, por lo cual
no recibió ningún tratamiento previo por lo
que la comparación con la normativa vigente se
•
de coagulación se realizaron dos pruebas, en
la primera hubo un bajo índice de Willcomb
(4) así que se realizó una segunda prueba que
contó con mayor concentración de FeSO
(8) es mucho mejor, pues la sedimentación
iones sulfatos se observa que el pH disminuye
observó que el exceso de FeSO mantiene a la
solución con coloración pardo debido al exceso
•
ensayo con peróxido de hidrógeno se realizaron
que la concentración de iones de cianuro total
evidenciando luego un comportamiento
óxido reducción mantiene un comportamiento
concentración de iones de cianuro y el tiempo
segundo orden es el modelo cinético utilizado
en esta evaluación con peróxido de hidrógeno
lineal (R
del cianuro, que el potencial oxido reducción
sufre un leve incremento y la concentración de
oxígeno disminuye a lo largo de la reacción, lo
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•
Por otro lado, la reacción la cual se ha evaluado
para el tema de cálculos es una reacción de
orden cero (R
•
B, se observó que la concentración de iones
de las concentraciones iniciales los iones de
cianuro total; considerando las concentraciones
inicial de campo esta disminución es mucho
tiene una disminución inmediata a la presencia
cantidad considerable de óxido de calcio para
primeros 15 minutos y luego se mantiene a lo
•
tuvo una reacción destructiva de cianuro mucho
más efectivo que el peróxido de hidrógeno
mg/l con peróxido de hidrógeno dentro los
límites de estudio en un tiempo de 15 minutos,
• Si bien el costo del tratamiento por metro cúbico
que el consumo de peróxido de hidrógeno debe
de cianuro para la calidad de la muestra barren
• Las pruebas con peróxido de hidrógeno
redujeron las concentraciones de iones cianuro
arroja valores de cianuros por encima de los
hidrógeno solo reacciona con los iones cianuro
sino también con otros compuestos presentes
en la solución, principalmente los proveniente
de metales pesados tales como cobre, arsénico,
•
redujeron las concentraciones de iones cianuro
igual que con el peróxido de hidrógeno se
presentan en los primeros 15 minutos en las
concentraciones determinadas, luego de lo cual
la disminución de la concentración de cianuros
•
se observa una disminución drástica en el
potencial óxido reducción a diferencia de las
pruebas con peróxido de hidrógeno, además de
la disminución del pH inmediatamente después
de adicionar el oxígeno debido a la ocurrencia
•
cianuro en la solución; sin embargo, se observa
es mucho más rápida y efectiva a comparación
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pregrado, Universidad Nacional Mayor de San
Químicos de remoción de cianuro presente en
residuos de cianuración provenientes del proceso
de extracción de oro de veta en el departamento
Repositorio Institucional de la Universidad de
tratamiento de aguas por coagulación-
docs/separaci__n_s__lido_____l__quido_en
cierto, ambas pruebas no logran disminuir la
concentración de cianuro total esperada por
debajo del Límites Máximos Permisibles, las
pruebas ayudan a conocer el porcentaje de
destrucción del cianuro total en base a una
Los autores de este artículo
