CAPÍTULO 7: MINIMIZANDO EL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE RESIDUOS MINEROS SULFURADOS

Conocimientos de la geología local, tipos de roca y presencia de minerales potencialmente generadores de aguas metalíferas y de bajo pH están disponible tan pronto como comiencen el reconocimiento geológico, la cartografía y el muestreo. El barrenado de exploración rápidamente incrementa la información disponible para predecir y evaluar el potencial de ARD en la operación. Toda recopilación de datos de exploración debe estar diseñada para apoyar estudios medioambientales incluyendo la predicción de ARD. A medida que la exploración progresa, también debe hacerlo la predicción de ARD y ya en la etapa en que la exploración minera se transforma en desarrollo de un proyecto minero, debería haber disponible una importante base de datos de ARD. En estudios medioambientales en general, la recopilación de datos de base de medio ambiente y predicción de ARD en particular no puede retrasarse ni fecharse posteriormente a otras evaluaciones económicas de la mineralización o el recurso mineral. La predicción de ARD, como otros factores medioambientales es parte integral de cualquier estudio de recursos minerales de la misma forma que los costes asociados a la protección del medioambiente son parte integral del análisis económico general asociado a la extracción mineral.

Este capítulo incluye medidas que pueden tomarse respecto a la mena, el estéril y los relaves para la prevención de drenaje ácido de mina (AMD) antes, durante y después del minado.

Estéril

Durante la fase de exploración es importante definir la mena correctamente para limitar a future la generación de estériles y relaves. Los sulfuros están a menudo situados en vetillas que quedan más expuestos, en comparación con otros minerales no sulfurados, a medida que el mineral o el estéril es extraído de la roca de caja. Algunas rocas pueden estar compuestas por altos contenidos de sulfuros generadores de ácido, pero también por minerales neutralizadores/tamponadores, tales como calcita. En el caso de los estériles, a menudo se efectúa una separación entre roca potencialmente generadora/formadora de ácido (potentially acid-generating rock, PAG, o potentially acid-forming rock, PAF, por sus respectivas siglas en inglés) y roca no-generadora de acido (non-acid generating rock, NAG, o non-acid forming rock, NAF, ambas también por sus siglas en inglés). Adicionalmente, las [rocas] PAG pueden ser mezcladas con un agente neutralizador/tamponador, como caliza. A medida que la caliza se disuelve en presencia de AMD, se formarán yeso e hidróxidos que ocupan mayor volumen que los minerales originarios. Esto a su vez densificará el estéril, haciéndolo menos permeable, tanto al agua, cómo al oxígeno. Durante la fase de operación, la disponibilidad de oxígeno puede también ser obstaculizada mediante la aplicación de una cubierta de suelo sobre los taludes de escombrera, o por co-deposición de estéril y relaves rellenando los huecos. El rellenado (también denominado corte y relleno) también podría ser usado para reducir la generación de AMD. El relleno de cavidades ya minadas con estéril dentro de una mina se hace principalmente para mejorar la resistencia mecánica del encajonante, aumentando así la cantidad de mineral que pudiera ser extraído. Sin embargo, tal método podría prevenir la intrusión de aire, mientras que cavidades [abiertas] serían inundadas (pues el contenido de oxígeno en agua es mucho menor comparado al del aire) y por tanto reduciría la tasa de oxidación de los sulfuros. El relleno es usado durante la fase de operación y después del cese de los procesos de minado. Se prefiere realizar el relleno usando estéril NAG o PAG fresco sin oxidar, pues de otro modo sales generadoras de ácido (resultantes de la oxidación de sulfuros) se disolverían al contacto con agua y causarían la formación de AMD.

Al cesar las operaciones de minado, estériles PAG podrían ser cubiertos con agua (recubrimiento húmedo) o con suelo (recubrimiento seco). Un recubrimiento seco consiste en una capa de suelo sellante que podría retener y almacenar agua (por ejemplo, un suelo arcilloso). La capa sellante es recubierta por una capa de protección lo bastante gruesa para impedir que, tanto sequía, cómo heladas penetren en la capa de sellado. Esto se lleva a cabo para reducir el acceso de oxígeno y agua al estéril subyacente. Un recubrimiento húmedo se podría aplicar desviando cursos de agua circundantes para inundar los estériles, o depositándolos en una corta o cavidad subterránea a ser llenada con agua. Una capa sellante podría consistir también de un geotextil. Si el estéril es NAG, se podría aplicar una capa delgada de suelo sobre la pila para evitar erosión y polvo.

Relaves

Los relaves son un material de grano fino, limoso, con un alto contenido en agua, resultante del proceso de beneficio. Éstos incluyen pequeñas cantidades de los minerales buscados, puesto que ningún proceso de beneficio es efectivo al 100%. En lo referente a depósitos de sulfuros, minerales sulfurados no deseados, que no tienen ningún valor económico (tales como pirita) están casi siempre presentes en la mena. Al pulverizar el mineral durante el proceso de molienda, la reactividad de estos minerales sulfurados aumenta. Esto, a su vez, causará la rápida formación de AMD, si no se toman medidas. La cantidad de sulfuros no deseados en los relaves podría ser reducido mediante la adición de un paso intermedio de desulfuración durante el proceso de flotación, eliminando aquellos constituyentes a ser concentrados y aislados del grueso de los desechos. Esto reduciría la cantidad de desechos de mina reactivos a ser tratados.

En cuanto a los estériles, los relaves podrían ser usados de relleno en cavidades minadas que serán llenadas con agua. El almacenamiento de relaves permanentemente saturados de agua reducirá la tasa de oxidación de sulfuros. Sin embargo, esto significaría también que las balsas mineras (TSF) deberán ser construidas para resistir más altas presiones de fluidos, o de lo contrario las balsas podrían reventar y verter los relaves en las inmediaciones. Otro método para reducir la filtración de agua en los relaves es la construcción de sistemas de barrera capilar, donde una fracción más fina de los relaves está cubierta por una más gruesa dentro de la balsa (TSF). Este sistema forzaría la formación de barreras de capilaridad, donde el agua es contenida por fuerzas de capilaridad dentro de la fracción fina, reduciendo por tanto la cantidad de oxígeno que puede descender a través de los relaves. Barreras capilares podrían ser creadas si, por ejemplo, se pueden usar hidrociclones para separar la masa de relaves en diferentes fracciones de grano antes de depositarlos.

Al cesar los procesos de minado, las balsas mineras (TSF) han de ser cubiertas/tratadas de la misma manera que las pilas de estéril (según lo descrito anteriormente).

Efluentes de mina

La mejora de los efluentes de mina consiste mayormente en minimizar el contacto agua/desecho de mina. Eso se puede hacer mediante la construcción de zanjas que desvían el agua circundante de los desechos de mina, o mediante el añadido de floculantes que acelerarán el proceso de desagüe, donde el agua es separada de los residuos sólidos. El aumento del escurrimiento de agua de los residuos de mina es también deseable, y se podría lograr depositando los desechos de mina formando embalses de forma cónica.

Mitigación de AMD (drenaje ácido de mina)

La mitigación de AMD es ejecutada a menudo por métodos basados en el tratamiento pasivo o activo del agua, generalmente para aumentar su pH y reducir la cantidad de agua y metales en el agua que abandona la mina. Generalmente es difícil y costoso parar la generación de AMD. El tratamiento pasivo incluye a menudo la construcción de lechos de calcita o barreras en las que el AMD es tratado. La calcita aumenta el pH al disolverse y puede neutralizar ácido si se encuentra en suficiente abundancia. A medida que el pH aumenta, la mayoría de los iones metálicos se depositan más fácilmente.

Un tratamiento activo de aguas significa estas son tratadas en una planta de tratamiento. Varios son los métodos de tratamiento activo, pero éstos a menudo incluyen elevar el pH del agua añadiendo caliza o soda caustica, lo que a su vez provoca que la mayoría de los metales precipiten y se depositen. Esto se puede hacer en estanques de decantación o sedimentación. En algunos casos, se añaden floculantes para acelerar el proceso. El tratamiento puede ser complementado con otros métodos, tales como sistemas de filtrado. Los métodos de tratamiento deben adaptarse al contenido real de metales y a la química del lixiviado. En muchos casos, se necesita un tratamiento secuencial para fijar metales que son solubles en diferentes condiciones (por ejemplo, pH alto/bajo, ambiente oxidante/reductor, metales adsorbidos/precipitados sobre diferentes superficies minerales). Un tratamiento secuencial podría incluir varios pasos diferentes tales como: un estadio pre-oxidativo (se añade un agente oxidante, por ejemplo, peróxido de hidrógeno u oxígeno), un paso de aumento del pH (añadiendo cal o calcita), un estadio de precipitación/adsorción (mediante el añadido de hidróxidos metálicos con propiedades químicas adecuadas y grandes áreas superficiales para que los metales de interés puedan adherirse a ellos).

Un tratamiento pasivo significa que las aguas son tratadas sin una intervención activa, llamada a veces también “solución por abandono”, usando a menudo procesos físicos, químicos o biológicos naturales. Técnicas comunes para el tratamiento pasivo de agua usan plantas que incorporan contaminantes o humedales para eliminar metales mediante procesos microbianos (por ejemplo, precipitación de sulfuros e hidróxidos metálicos).

El tratamiento pasivo es más barato que el activo, lo cual supone generalmente un coste elevado dentro de las operaciones mineras. Sin embargo, aún existen dificultades para el tratamiento de aguas ácidas mediante técnicas pasivas. La combinación de técnicas de tratamiento activas y pasivas puede ser usada para reducir costos.

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