CAPÍTULO 4: RESIDUOS MINEROS
Este capítulo cubre los diferentes tipos de residuos mineros, cómo se forman y cómo se eliminan o utilizan.
Las operaciones mineras pueden generar enormes cantidades de residuos (es decir, roca estéril y relaves) que deben gestionarse y manejarse de forma que se evite el impacto ambiental negativo. En Suecia, la industria minera representa más del 80 % de la producción total de residuos cada año. Sin embargo, no todos los residuos deben considerarse perjudiciales para el medio ambiente. Algunos de ellos incluso podrían utilizarse de forma segura en otras aplicaciones, como en materiales de construcción. Sin embargo, cuando las rocas contienen ciertos minerales en cantidad suficiente, sumado a una gestión deficiente de los residuos, pueden convertirse en un gran riesgo para el medio ambiente y la salud de las comunidades locales.
Los residuos se producen en varias etapas del proceso minero y a lo largo de toda la vida útil de la mina, desde la exploración (perforación) hasta el cierre de la mina. En una mina se generan varios tipos de residuos, pero tres destacan por su mayor volumen: roca estéril, relaves y agua de mina. En algunos casos, la mina utiliza ciertos productos químicos, como el cianuro, en la etapa de procesamiento. Estos productos químicos suelen representar un pequeño volumen del total de residuos, pero pueden suponer un gran riesgo debido a su alta toxicidad. El agua de proceso se recupera de una cuenca hidrográfica cercana (río o lago). Para minimizar el uso de agua dulce, el agua de proceso se recircula en el proceso. Los relaves se almacenan en depósitos de relaves termoeléctricos (TSF), mientras que los sólidos se separan de la fase acuosa. Posteriormente, el agua se bombea a estanques de clarificación para su posterior tratamiento y se reutiliza en el proceso. A continuación, se presenta un resumen de los tipos de residuos más importantes que emanan de los procesos mineros.
Estéril
La roca estéril es un material heterogéneo (materiales gruesos mezclados con finos) que debe eliminarse para alcanzar el mineral. Posteriormente, el mineral se extrae, se tritura y se refina mediante diversos métodos de enriquecimiento que extraen el metal o mineral deseado. La cantidad de roca estéril que debe eliminarse depende de la geometría y la ubicación del yacimiento, el método de extracción y la composición y estabilidad del lecho rocoso. La relación roca estéril/mineral se denomina relación de desmonte. Por ejemplo, una relación de desmonte de 2:1 significa que se deben extraer 2 toneladas de roca estéril para extraer 1 tonelada de mineral. Generalmente, una mina a cielo abierto tiene una mayor tasa de desmonte que una mina subterránea.
La roca estéril suele depositarse en pilas o montones cerca de la mina para minimizar el transporte.
Al estar expuesta al aire y al agua, se produce un proceso de meteorización. Esta meteorización podría contribuir a la generación de un drenaje ácido (llamado drenaje ácido de roca (DAR) o drenaje ácido de mina (DAM) en el caso de las minas) con alto contenido de metales, especialmente si hay minerales de sulfuro. Este tema se analizará con más detalle en el capítulo 5.
Un bloque grande de roca se meteoriza lentamente debido a su baja superficie de área, mientras que los fragmentos más pequeños tienen mayor superficie, lo que los hace más susceptibles a la meteorización. Algunos elementos son altamente tóxicos incluso en pequeñas concentraciones, por ejemplo, el mercurio, mientras que otros son menos tóxicos, pero representan una amenaza para la fauna acuática en concentraciones más altas, por ejemplo, el zinc y el cobre. Con frecuencia, existen diferentes tipos de roca estéril dentro de una mina, que contienen mayor o menor cantidad de minerales de sulfuro. Una forma eficaz de reducir el impacto ambiental es realizar una separación los diferentes tipos de estéril.
Al separar la roca estéril, se suelen utilizar términos como roca potencialmente generadora de ácido (PAG, o roca formadora de ácido, PAF) y roca no generadora de ácido (NAG, o roca no formadora de ácido, NAF). Esta clasificación se explica con más detalle en el capítulo 7.
Un conjunto de rocas extraídas de una pila de desmonte. Existen varios tipos de rocas y su meteorización varía entre ellas. Las rocas rojas son las más meteorizadas de la colección. Foto: Pontus Westrin.
Relaves
Los relaves son el material residual del proceso de enriquecimiento y consisten en una suspensión limosa de grano fino con un alto contenido de agua. La cantidad de relaves generados depende de la ley del mineral (proporción de minerales valiosos en el mineral). Por ejemplo, si la ley de corte del mineral es del 1 % de cobre, el 99 % del mineral total se depositaría como relaves. Los minerales de hierro generalmente tienen leyes más altas que los minerales de sulfuro o de oro, a menudo superiores al 50 % o más. Por lo tanto, generalmente se producen menos relaves en los proyectos de mineral de hierro. En las minas de oro y plata, las leyes del mineral generalmente oscilan entre gramos por tonelada.
Los relaves se bombean a menudo a través de tuberías para depositarlos en una balsa minera o instalación de almacenamiento de relaves (TSF, por sus siglas en inglës) (también llamada instalación de gestión de relaves, TMF). Las tuberías están equipadas con espitas en varios puntos alrededor de la TSF para distribuirlos uniformemente. La TSF se construye específicamente para el almacenamiento de relaves y está diseñada para adaptarse a la ubicación. Existen diferentes maneras de construir un TSF. El tipo más común de TSF se ubica en la superficie y se construye con terraplenes altos diseñados para retener los relaves y el agua. Este tipo se denomina almacenamiento en embalse convencional.
Los terraplenes de las TSF suelen construirse con roca estéril, que debe ser roca no generadora de ácido (NAG) para garantizar su estabilidad a largo plazo. En ocasiones, los terraplenes incluyen una capa de geomembrana, un tipo de revestimiento o barrera sintética de baja permeabilidad, que se utiliza principalmente para evitar que los relaves de grano fino se filtren en la roca estéril gruesa.
La composición de los relaves es similar a la del mineral. La caracterización de los relaves es importante para identificar los minerales presentes y su abundancia. Los relaves son un material de grano fino con una gran superficie, lo que a su vez aumenta la tasa de meteorización. Esto es especialmente importante cuando hay minerales de sulfuro presentes. Para evitar la oxidación de los minerales de sulfuro, los relaves pueden mantenerse bajo el agua (con niveles más bajos de oxígeno en el agua). El papel de los minerales de sulfuro en los relaves se analizará con más detalle en el capítulo 5.
Cuando los relaves se almacenan bajo el agua, se denomina deposición subacuática. Esta técnica ayuda a minimizar la oxidación de los minerales de sulfuro, principalmente, pero también influye en la forma en que los relaves se sedimentan en la TSF, lo que a su vez afecta la estabilidad a largo plazo. La deposición subaérea, es decir, la deposición fuera de o sobre el nivel de agua es más común que la subacuática.
Una instalación de almacenamiento de relaves en una mina de oro. Se observan grifos que salen de una tubería que transporta los relaves. Foto: Pontus Westrin.
Agua de mina
El agua se utiliza en muchos procesos mineros. Algunos procesos, como la molienda, utilizan grandes volúmenes de agua. En un proceso minero, el agua es un recurso valioso que a menudo se recicla y reutiliza. Finalmente, se recolecta y se libera al medio ambiente. En ocasiones, el agua debe tratarse de diferentes maneras antes de su liberación. El tratamiento del agua se puede clasificar en activo o pasivo, lo cual se analiza con más detalle en el capítulo 7.
Productos químicos utilizados en el procesamiento
La cantidad de residuos químicos provenientes de los procesos mineros es mucho menor en volumen en comparación con la de la roca estéril y los relaves, pero puede representar un alto riesgo debido a su alta toxicidad. Un producto químico común utilizado en la extracción de oro es el cianuro. El cianuro disuelve el oro en una solución acuosa.
El cianuro es altamente tóxico para las personas y el medio ambiente. Incluso dosis bajas de cianuro pueden causar daños permanentes en humanos o animales. Sin embargo, el cianuro acuoso se hidroliza fácilmente, especialmente en contacto con los rayos UV del sol. Cuando el cianuro se hidroliza, se forman formas menos tóxicas. La solución de cianuro se mantiene en un sistema cerrado durante la fase de extracción y posteriormente se hidroliza y oxida mediante una planta de destrucción de cianuro. Otros productos químicos utilizados son los xantatos (utilizados en la flotación), la cal y diversos productos de floculación.