PROLOGOINTRODUCCION 1. CAPITULO I NOCIONES Y DEFICIONES1.1. IMPACTO DE LA MINERIA SOBRE EL MEDIO AMBIENTE1.1.1. IMPACTO SOBRE EL SUELO1.1.2. TRATAMIENTO DE LOS SUELOS CONTAMINADOS CON RESIDUOS MINEROSa. Fitorremediaciónb. Fitoextracciónc. Plantas hiperacumuladorasd. Investigaciones sobre la fitorremediación1.1.3. TECNOLOGÍA DEL TRATAMIENTO: CONSTRUIR HUMEDALESa. Tipos de humedales construidos1.1.4. LOS PROCESOS DE RETIROa. El retiro del metalb. Proceso microbiano- mediadosc. Filtración1.1.5. LA SELECCIÓN DE LA VEGETACIÓN1.1.6. IMPACTO SOBRE EL AIRE:a. Clases de contaminantesb. Patrón de calidad del airec. Estimativa de la emisión de contaminación en el aired. Dispersión de contaminantes del aire2. CAPITULO II2.1. IMPACTO SOBRE EL AGUA- AGUAS ACIDAS DE MINA2.1.1. Definición2.1.2. Formación 2.1.3. Característica principal de las aguas acidas2.1.4. DesarrolloEtapa IEtapa IIEtapa III2.1.5. Reacciones por encima del nivel freático2.1.6. Reacciones por debajo del nivel freático2.1.7. Procesos que afectan al transporte de los contaminantes en el sueloa. Procesos mecánicos b. Procesos químicos3. CAPITULO III: TECNICAS DE REMEDIACION DE AGUAS ACIDAS3.1. La Cal 3.2. Neutralización3.3. Procesos Típicos de Neutralización3.4. Sistemas Utilizados para Neutralización3.5. Control Automático de NeutralizaciónANEXO

CONCLUSIONESBIBLIOGRAFÍA

PROLOGO

El presente trabajo tiene como objetivo fundamental de dar a conocer el proceso de neutralización de efluentes con (cal viva), comotratamiento para las aguas ácidas generadas por las operaciones en mina, con lo cual se espera asegurar un efluente que cumpla con los límites máximos permitidos LMP de la R.S. No 011-96-EM/VMM, y cumplir también con el compromiso ambiental del PAMA.El trabajo consiste básicamente en describir el proceso de neutralización de aguas ácidas de mina, que por su caudal y característica del agua ácida son tratadas en un sistema de neutralización, con adición de cal y reciclo de lodos. La adición de cal a los lodos contribuye al proceso de neutralización, convirtiendo los lodos en un material denso, granular, libre de drenaje con viscosidad relativamente baja.La generación de lodos densos asegura que el sistema genere un alto inventario de lodo que contribuye a la co-precipitación de metales para producir un efluente bajo en concentración de metales.Este tratamiento de efluentes es uno de los más económicos debido a su bajo costo y la simplicidad de su uso, en cuanto se refiere a mitigación de drenajes acidas de minas (DAM). Esta técnica nos va a permitir analizar y solucionar problemas relacionados directamente con el campo de la minería.Al elaborar el presente trabajo, también ponemos de conocimiento de los compañeros las relaciones socio-ambientales de las empresas mineras que en las décadas del ochenta no se aplicaban mucho sobre estas relaciones y recién en las décadas del noventa se empiezan a aplicar las relaciones sociales y ambientas con más fuerza por la influencia internacional.Las ventajas para la elaboración del presente trabajo fueron las diversas fuentes de información obtenidas y recopiladas del internet. La desventaja que se presentó, fue que no se cuenta con la bibliografía relacionada al tema en nuestra facultad. No queremos dejar de agradecer infinitamente el apoyo de nuestros padres, que ellos con sacrificio, nos brindan la ayuda económica y el impulso moral para seguir adelante y lograr nuestros objetivos y metas.

Los Alumnos

INTRODUCCION

La industria de explotación minera es una de las actividades más problemáticas en nuestro país y en todo el mundo.La extracción minera y su proceso son fuente de muchos contaminantes que están dispuestos en el ambiente, de ahí la contaminación del agua, el suelo y el aire. La exposición de los minerales sulfurosos al aire, agua, procesos microbianos y oxidación

produce drenaje ácido de mina, caracterizado por su alta acidez y alta cantidad de metales pesados disueltos. Cuando esta agua contaminada alcanza los cuerpos del agua, las alteraciones del ecosistema de hecho ocurrirán. La flora y la fauna pueden ser afectadas y los recursos hídricos pueden tornarse dañinos para el consumo humano o los propósitos agrícolas e industriales. La infiltración del drenaje ácido de la mina también puede contaminar suelos y el agua subterránea.Las operaciones mineras causan impacto en el ambiente por la formación de aguas ácidas en el interior de la mina, en las canchas de desmontes y las canchas de relave.Los métodos de tratamiento activo se basan en los mismos principios físicos, químicos y biológicos que tienen lugar en los fangos naturales (wetlands), en donde se mitigan las aguas contaminadas, consiguiendo la eliminación de metales y la neutralización del pH de los efluentes.El presente trabajo, se divide en dos capítulos, los cuales están correlacionados para lograr un buen entendimiento y buena compresión del tema.En el capitulo I, podemos encontrar todo el marco teórico relacionado a los Drenajes Ácidos, haciendo una descripción acerca de su definición, formación, características, etc. En el capitulo II, desarrollamos la teoría de la Neutralización de Efluentes con CaO, los procesos típicos de neutralización, los sistemas utilizado para la neutralización, control automático de la neutralización, etc.El trabajo se sintetiza al final con un número determinado de conclusiones.El método de investigación es Analítico-Sintético, la técnica de investigación empleada en la elaboración del trabajo es la descriptiva, pues se ha descrito los diferentes parámetros del trabajoEl procedimiento seguido es el digital, pues toda la compilación de información, la hicimos tipeando.En lo relacionado a bibliografías consultadas, la mayoría de información fue obtenida del internet.En los alcances prácticos, podemos mencionar, que el presente trabajo está orientado principalmente a estudiantes de ingeniería de minas y ramas afines.

Los Alumnos

CAPITULO I

1.1. IMPACTO DE LA MINERIA SOBRE EL MEDIO AMBIENTELa minería es una actividad a corto plazo pero con efectos a largo plazo. A nadie puede (debe) caberle duda que cuando se realiza en zonas de bosque constituye un factor de depredación de los mismos. Se calcula que, conjuntamente con la exploración de petróleo, amenaza el 38% de las últimas extensiones de bosques primarios el mundo. 

1.1.1. IMPACTO SOBRE EL SUELO

Los metales pesados contribuyen fuertemente a la contaminación ambiental, la cantidad de metales disponibles en el suelo está en función del pH, el contenido de arcillas,

contenido de materia orgánica, la capacidad de intercambio iónico y otras propiedades que las hacen únicas en términos de manejo de la contaminación. Además son definidos como elementos con propiedades metálicas (conductibilidad, ductilidad, etc.), número atómico mayor de 20, y cuya densidad es mayor a los 5 g cm3. Se consideran metales pesados el plomo cadmio, cromo, mercurio, zinc, cobre, plata y arsénico, constituyen un grupo de gran importancia, ya que algunos son esenciales para las células, pero en altas concentraciones pueden resultar tóxicos para los seres vivos, tales como humanos, organismos del suelo, plantas y animalesEstos contaminantes pueden alcanzar niveles de concentración que provocan efectos negativos en las propiedades físicas, químicas y biológicas como: reducción del contenido de materia orgánica, disminución de nutrientes, variación del pH generando suelos ácidos, amplias fluctuaciones en la temperatura, efectos adversos en el número, diversidad y actividad en los microorganismos de la rizósfera , dificultan el crecimiento de una cubierta vegetal protectora favoreciendo la aridez, erosión del suelo, y la dispersión de los contaminantes hacia zonas y acuíferos adyacentes y como consecuencia aumenta la vulnerabilidad de la planta al ataque por insectos, plagas y enfermedades, afectando su desarrollo.Las principales fuentes de metales pesados son actividades naturales, como desgastes de cerros, volcanes, que constituyen una fuente relevante de los metales pesados en el suelo, así como también actividades antropogénicas como la industria minera que está catalogada como una de las actividades industriales más generadora de metales pesados.En el suelo, los metales pesados, están presentes como iones libres, compuestos metálicos solubles, compuestos insolubles como óxidos, carbonatos e hidróxidos.Dentro de los metales pesados hay dos grupos: Oligoelementos o micronutrientes: son los requeridos en pequeñas cantidades o cantidades traza por plantas y animales y son necesarios para que los organismos completen su ciclo vital. Pasado cierto umbral se vuelven tóxicos. Como el As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Fe, Se y Zn. Metales pesados sin función biológica conocida: cuya presencia en determinadas cantidades en seres vivos lleva apareja disfunciones en el funcionamiento de sus organismos. Resultan altamente tóxicos y presentan la propiedad de acumularse en los organismos vivos, el Cd, Hg, Pb, Sb, Bi, Sn, Tl.Cuando el contenido de metales pesados en el suelo alcanzan niveles que rebasan los límites máximos permitidos causan efectos inmediatos como inhibición del crecimiento normal y el desarrollo de las plantas, y un disturbio funcional en otros componentes del ambiente así como la disminución de las poblaciones microbianas del suelo, el término que se usa o se emplea es polución de suelos .En el suelo, los metales pesados están presentes como iones libres, compuestos metálicos solubles, compuestos insolubles como óxidos, carbonatos e hidróxidos. Su acción directa sobre los seres vivos ocurre a través del bloqueo de las actividades biológicas, es decir, la inactivación enzimática por la formación de enlaces entre el metal y los grupos –SH (sulfhidrilos) de las proteínas, causando daños irreversibles en los diferentes organismos. La contaminación en suelos por metales pesados ocurre cuando

estos son irrigados con aguas procedentes de desechos de minas, aguas residuales contaminadas de parques industriales y filtraciones de presas de jales.El pH es un factor esencial, para que la mayoría de los metales tiendan a estar más disponibles en un pH ácido, excepto As, Mo, Se y Cr, los cuales tienden a estar más disponibles a pH alcalino es una variable importante para definir la movilidad del catión, debido a que en medios con pH moderadamente alto se produce la precipitación como hidróxidos. En medios muy alcalinos, pueden nuevamente pasar a la solución como hidroxicomplejos. La adsorción de los metales pesados está fuertemente condicionada por el pH del suelo y por tanto, también su biodisponibilidad de sus compuestos.La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos metales, como es el Cu, que pueden quedar en forma no disponible por las plantas, motivo por el cual, algunas plantas crecidas en suelos ricos en materia orgánica, presentan carencia de elementos como el Cu, Pb y Zn, eso no significa que los suelos no estén contaminados ya que las poblaciones microbianas se reducen notablemente. La textura favorece la entrada e infiltración de la contaminación de metales pesados en el suelo, por ejemplo la arcilla tiende a adsorber a los metales pesados, que quedan retenidos en sus posiciones de cambio, por el contrario los suelos arenosos carecen de capacidad de fijación de los metales pesados, los cuales pasan rápidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos.

1.1.2. TRATAMIENTO DE LOS SUELOS CONTAMINADOS POR RESIDUOS MINEROSa. Fitorremediación.-El concepto de usar plantas para limpiar suelos contaminados no es nuevo, desde hace 300 años las plantas fueron propuestas para el uso en el tratamiento de aguas residuales. En Rusia en los años sesentas se realizaron investigaciones utilizando plantas para recuperar suelos contaminados con radionucleótidos. Existen reportes sobre el empleo de plantas acuáticas en aguas contaminadas con plomo, cobre, cadmio, hierro y mercurio. La remediación de la acumulación de metales pesados en suelos utilizando plantas es también ampliamente reconocida.La fitorremediación es el uso de plantas para recuperar suelos contaminados, es una tecnología in situ no destructiva y de bajo costo y está basada en la estimulación de microorganismos degradadores. Consiste en el uso de plantas, sus microorganismos o enzimas asociadas, así como de la aplicación de técnicas agronómicas para degradar, retener o reducir a niveles inofensivos los contaminantes ambientales a través de procesos que logran recuperar la matriz o estabilizar al contaminante. Dentro de las técnicas de restauración de suelos afectados por la contaminación, la fitorremediación ha adquirido auge por ser un procedimiento pasivo, estéticamente agradable, útil para remediar simultáneamente una gran variedad de contaminantes.En estudios recientes se ha demostrado que la fitorremediación es una solución prometedora para la limpieza de sitios contaminados por una variedad de metales, aunque también tiene una serie de limitaciones, además, es un proceso de descontaminación que involucra el empleo de plantas que pueden remover, transferir, estabilizar, descomponer y/o degradar contaminantes de suelo, sedimentos y agua, como solventes, plaguicidas, hidrocarburos poliaromáticos, metales pesados, explosivos, elementos radiactivos, fertilizantes, para hacerlos más biodisponibles para la planta.

La fitorremediación aplicada a suelos contaminados con elementos o compuestos inorgánicos, incluye, básicamente, tres mecanismos: la fitoextracción o fitoacumulación, la fitoestabilización y la fitovolatilización (Ver figura 1). Esquema general de la descontaminación de iones metálicos en un proceso natural de fitorremediación b. Fitoextracción.-La fitoextracción debe considerarse como una tecnología de largo plazo, que puede requerir de varios ciclos de cultivo para reducir la concentración de los contaminantes a niveles aceptables. El tiempo requerido depende de la concentración y tipo de contaminante(s), de la duración del periodo de crecimiento y de la eficiencia de remoción de la especie utilizada y puede tomar entre uno y 20 años.Esta técnica se encuentra todavía en su etapa inicial de investigación y de desarrollo, el número de pruebas de campo realizadas hasta la fecha es no obstante pequeña, y está surgiendo como un método de rehabilitación atractivo debido a su simplicidad además su costo es relativamente bajo. Entre las metodologías de limpieza para suelos contaminados por metales pesados, la técnica de fitoextracción a través de los tejidos de las plantas, presenta ventajas ecológicas y económicas. Esta opción de limpieza depende principalmente, de las condiciones del suelo y de la planta acumuladora. Para mejorar el proceso de fitoextracción, la indisponibilidad del contaminante hacia las raíces puede facilitarse a través de la adición de agentes acidificantes, de fertilizantes o quelantes.c. Plantas hiperacumuladoras.-Todas las plantas poseen un potencial para absorber una amplia variedad de metales del suelo pero la mayor parte de las plantas tienden solamente a absorber los que son esenciales para su supervivencia y desarrollo. Existe una notable excepción de esta regla de un pequeño grupo de plantas que pueden tolerar, absorber y translocar altos niveles de ciertos metales, estas plantas reciben el nombre de Hiperacumuladoras.Una definición propone que si una planta contiene más de 0.1% de Ni, Co, Cu, Cr y Pb o 1% del Zn en sus hojas sobre una base del peso seco, ésta puede ser llamada una “Hiperacumuladoras”, independientemente de la concentración del metal en el suelo.Las primeras plantas Hiperacumuladoras caracterizadas son miembros de las familias Brasssicaceae y Fabaceae. El gran interés despertado por las plantas hiperacumuladoras, especialmente para destoxicar un ambiente contaminado, obliga también a resolver otros problemas relativos a otras disciplinas, hace hincapié en ello y destaca que, cuando se intensifique la investigación conjunta de diversos campos como botánica, fisiología vegetal, agronomía, química y genética, probablemente se inicie un brillante futuro para la fitorremediación. El entorno de las plantas hiperacumuladoras revela la necesidad de impulsar mayores conocimientos multidisciplinarios que aumenten la rentabilidad y eficacia de dichas plantas: sus aplicaciones son interesantes en muchas áreas, y particularmente importantes en la protección del ambiente (Ver Cuadro 01 ).Cuadro 2. Número de plantas Hiperacumuladoras de metales en el mundo.

d. Investigaciones sobre la fitorremediación.-Los pastos son el género más adecuado para la fitorremediación de formas orgánicas e inorgánicas de metales, por su hábitat de crecimiento y adaptabilidad a una variedad de condiciones edáficas y climáticas. Se ha reportado por ejemplo tolerancia al plomo y se le ha propuesto como especie

fitoremediadora de ambientes contaminados con este metal. La especie Thlaspi caurulencens en suelos contaminados con zinc y cadmio logra eliminar más de 8 mg/Kg de cadmio y 200 mg/Kg de zinc, representado estos valores el 43 y 7 % de estos metales en un suelo agrícola, respectivamente. El girasol (Helianthus annuus L.) es la especie que absorbe los metales pesados en mayor cantidad acumulándose más en sus raíces que en sus brotes si se cosecha la biomasa entera de la planta, por lo que se considera una planta hiperacumuladora favorable en la fitoextracción de Cd, Zn, Pb y elementos radiactivos.1.1.3. TECNOLOGÍA DEL TRATAMIENTO: CONSTRUIR HUMEDALESEl término “humedales construidos” se refiere a un área diseñada y construida para contener la planta de humedales a través de la cual, las aguas residuales pasan para ser tratadas.El propósito de los humedales construidos para tratamiento es permitir que ocurra la reacción química y biológica natural en el sistema de tratamiento, y no en el cuerpo de recepción de agua. Las plantas y los microorganismos desempeñan un papel importante. Las plantas proporcionan un área superficial para microbios y para transportar el oxígeno produciendo una zona de oxidación en la rizósfera donde adicionalmente existen poblaciones microbianas. Este complejo de vegetación y microbios tiene una alta eficiencia en modificar nutrientes, metales y otros compuestos.Esta tecnología se está volviendo atractiva para tratamiento de drenaje de mina puesto que él ofrece mayores ventajas sobre el sistema de tratamiento convencional (como método de tratamiento químico). El uso de químicos y energía están virtualmente eliminados. Sin embargo después del tratamiento, el agua puede requerir un tratamiento químico adicional, de tal modo que se ahorra dinero.Debido a sus características cómodas, los humedales construidos están siendo utilizados en muchos países alrededor del mundo mejorando la calidad del agua del drenaje ácido de mina:

VENTAJAS: Relativamente económicos para construir y operar  Fáciles de mantener Eficaces y confiables para el tratamiento de aguas residuales Relativamente tolerantes a los cambios en las tarifas de cargamento hidráulicas y biológicas Puede proporcionar beneficios ecológicos. Reconocidos como una buena alternativa de tratamiento por muchos reguladores y grupos ambientales.

DESVENTAJAS Requisitos de área a ser usada relativamente grandes Criterios de diseño y operación actual imprecisos Complejidad biológica e hidrológica Diferencias en funcionamiento con el cambio de las estaciones Posibles problemas con olor y mosquitos

a. Los tipos de humedales construidosHay dos tipos básicos de humedales construidos clasificados por régimen hidrológico. Los sistemas de aguas superficiales y los sistemas de aguas subterráneas. Ambos tipos son excavaciones bajas, alineadas para prevenir la infiltración y llenadas de grava o de la piedra. La grava o la piedra soporta las raíces de la planta y proporciona superficies en las cuales los microorganismos crecen. Las plantas y los microbios están implicados en el proceso del tratamiento de aguas residuales. Muchos humedales construidos consisten en dos o tres células en series. Las plantas que son usadas en el humedal varían de entrada a salida con las plantas cercanas a la entrada que son arraigadas y capaz de manejar grandes cantidades de aguas residuales; plantas arraigadas más profundas están situadas cerca del extremo del enchufe.Varias encuestas indican que tanto los humedales superficiales y como los subterráneos se pueden utilizar con eficacia en el tratamiento de DAM.La mayoría de sistemas de lámina de cama utilizados para tratamiento aeróbico de DAM son operados bajo condiciones de flujo superficial, mientras que el flujo subterráneo es recomendado para régimen anaeróbico para promover el proceso de reducción de sulfato. Sistemas de humedales superficiales para flujo libre de agua.-Este sistema consiste en canales donde el nivel del agua está sobre la superficie de la tierra y la vegetación se arraiga y emerge hacia la superficie. Las bajas velocidades y la presencia de plantas proporciona las condiciones propicias para la sedimentación y la filtración. Biofilms en superficies de la planta transforman a los agentes contaminadores en formas inofensivas. La mayoría de los humedales de libre agua superficial son charcas bajas con una profundidad de agua de 10 a 50 centímetros. El cuadro 2 ilustra conceptos básicos de humedales superficiales construidos. Witthar (1993) indica que un mayor éxito ha sido obtenido con humedales superficiales en tratamiento de drenaje de ácidos de mina debido al bajo mantenimiento requerido para su funcionamiento. Humedales subterráneos para el tratamiento de flujos.-Este sistema consiste en canales donde las aguas residuales se infiltran por un medio poroso, tal como rocas, grava o arena gruesa que utilizan el sistema de raíces de vegetación. Las plantas de humedales fueron desarrolladas para contribuir al retiro y transformación de la contaminación proporcionando áreas superficiales activas biológicamente, a través de la captación de nutrientes y con la creación de una rhizosphera oxidada. La última característica resulta del transporte activo del oxígeno a las raíces sumergidas de las plantas.Las profundidades están típicamente entre 0,6 y 1,0 m y el fondo del cauce se inclina para reducir al mínimo el flujo del agua por tierra (Kadlec et al., 2000).Este sistema ofrece algunas ventajas como: (1) menos área requerida, ya que las áreas superficiales para la absorción, filtración y los biofilms son mucho más altos; y (2) se reducen los insectos y los problemas del olor, puesto que las aguas residuales permanecen debajo de la superficie de la grava (EPA, 1993). Pero se debe hacer notar que un problema común encontrado es el inadecuado gradiente hidráulico, que da lugar a flujos superficiales (Kadlec et al., 2000) y también es más difícil de mantener (Witthar, 1993).

1.1.4. LOS PROCESOS DE RETIRO

El drenaje ácido de mina principalmente es problemático debido a la alta cantidad de metales disueltos y a la alta acidez en su composición. El tratamiento en humedales construidos está dirigido a la remoción de los metales pesados y al aumento del pH. En esta sección se explican ambos procesos.a. El retiro del metal.-La aplicación de los humedales para remover los metales en drenaje ácido de minas es relativamente reciente, comenzando en los años 80’s (Campbell, 1999). Sin embargo, en los últimos 20 años, el conocimiento referente a esta capacidad de humedales construidos está creciendo y, hoy en día, éstos son altamente apreciados por su alta capacidad de acumular los metales de rastro principalmente por la adsorción, la precipitación y complexación, pero incluso cuando los estudios muestran resultados positivos en el mejoramiento de DAM, las preguntas todavía siguen buscando los mecanismos exactos y a los factores que controlan. El retiro del metal se asocia altamente a la acción de plantas y de microorganismos. Varios investigadores destacan las capacidades de plantas para contribuir al retiro del metal. Cooper et al. (1996) indica que los macrofitos juegan un papel importante en estos procesos puesto que pueden proveer oxígeno y la materia orgánica a la matriz. Adicionalmente, Kadlec et al. (2000) menciona que las plantas del humedal pueden potencialmente estimular el crecimiento de bacterias que oxidan el metal por transferencia del oxígeno en la rizosfera. Y de la misma manera Skousen et al. (1994) acentúa la capacidad de las plantas de los humedales de estimular procesos microbianos. Los procesos principales implicados en el retiro del metal se explican como siguen: La adsorción y el intercambio catiónico Implica el atascamiento de partículas o de sustancias disueltas en la solución ya sea en la planta o la superficie de la matriz. En una reacción del intercambio catiónico, los iones positivamente cargados del metal en la solución se unen a los sitios negativamente cargados en la superficie del material de la adsorción (Kadlec et al., 2000). "las características del intercambio catiónico de los substratos de los humedales se han atribuido a los grupos funcionales del carboxy (- COOH) en los ácidos de los tejidos finos celulares de las plantas " (Kadlec et al., 2000).Debido a estas características de metales, los materiales orgánicos como setas, abono y aserrín se agregan a los suelos para realzar el retiro del metal. Por ejemplo, Skousen et al. (1994) señala que la absorción sobre turba y aserrín era responsable de quitar el 50% a 80% de los metales en DAM. Por otra parte, Kent (1994) indica que la presencia en los suelos de la arcilla en un sistema superficial, realza las oportunidades del retiro por la adsorción.b. Procesos Microbiano-mediados.-Zonas aerobias y anaerobias pueden estar presentes en un humedal construido. Las bacterias que oxidan el metal están presentes en la zona aerobia y causan la precipitación de los óxidos de metal, mientras que las bacterias sulfato reductoras están presentes en las zonas anaerobias y causan la precipitación de sulfatos.Según Kadlec et al. (2000), la oxidación de metal mediada por microbios, Thiobacillus ferrooxidans, seguida por la precipitación subsecuente del oxyhidroxide del hierro, se considera el mecanismo más importante del retiro de metales de los humedales que tratan aguas residuales ricas en metal de la mina. En forma desequilibrada de la ecuación:

Fe2+ O2 + H2O = > Fe (OH)3 (s) + H+La oxidación del metal tiene la desventaja de producir iones de hidrógeno, de tal modo que la acidez aumenta.Cooper et al. (1994) informa que en el tratamiento de DAM usando las camas de lámina y la oxidación de los iones ferrosos resulta en gotas significativas en pH. También se puede observar que si no se presenta suficiente alcalinidad para proporcionar la capacidad tapón, la hidrólisis del ion férrico (Fe3+) disminuirá en pH.La reducción de sulfato por medio microbiano consume iones de sulfato y produce hidrógeno sulfuroso y alcalinidad en forma de ion de bicarbonato. En la forma desequilibrada de la ecuación, donde CH2O representa una molécula orgánica simple:SO42- + CH2O = > H2S + HCO32-El H2S disuelve e ioniza para dar los iones del sulfuro, que reaccionan con un rango de los iones del metal para producir precipitaciones del sulfuro del metal. La precipitación de metales como los sulfuros más que los óxidos tiene las ventajas siguientes: La alcalinidad producida por la ayuda de la reducción del sulfato para neutralizar la acidez Los precipitados del sulfato son más densos que los precipitados del óxido, de tal modo el establecimiento es más rápido Los sulfuros se precipitan dentro de los sedimentos orgánicos y así son menos vulnerables a la interrupción por las oleadas repentinas en flujo.La reducción del sulfato se reconoce como el mejor tratamiento para DAM. Eger (1994) indica que "la reacción primaria de impo reducción del sulfato", porque no solamente se quitan los metales sino también se aumenta el pH y por lo tanto el drenaje ácido de la mina se trata con efectividad”. c. Filtración.-Las plantas pueden contribuir al retiro del metal actuando como filtro para absorber algunos metales de rastro. “Las especies del macrophyte con grandes áreas superficiales de plantas han demostrado ser muy eficaces en las partículas de retención del hidróxido del metal que se han precipitado fuera de la solución " (Kadlec et al., 2000). La filtración en SFS puede ser eficaz en el retiro de los metales suspendidos (Kent 1994).Para realzar la capacidad de filtración, la entrada de sustancia artificial y materia orgánica es usada como una estrategia exitosa. Se hace esto porque la capacidad de filtración física de un humedal será la última instancia de intercambio del metal para convertirse en metal saturado. (Skousen et al., 1994).1.1.5. LA SELECCIÓN DE LA VEGETACIÓNLa vegetación desempeña un papel importante en el tratamiento de DAM, especialmente en el estímulo de procesos microbianos del retiro del metal. La selección de plantas es una importante etapa para alcanzar un tratamiento acertado. Sin embargo, poco trabajo existe en la selección apropiada de la especie de planta para los humedales, todo esto puede tener implicaciones importantes para el éxito a largo plazo de un proyecto. Puesto que el DAM es altamente ácido y contiene altas cantidades de metales, las plantas tienen que ser seleccionadas considerando su capacidad de resistir estas condiciones. Además, latancia para el retiro del metal es la reducción del sulfato", porque no solamente se quitan los metales sino también se aumenta el pH y por lo tanto el drenaje ácido de la mina se trata con efectividad”. 

c. Filtración.-Las plantas pueden contribuir al retiro del metal actuando como filtro para absorber algunos metales de rastro. “Las especies del macrophyte con grandes áreas superficiales de plantas han demostrado ser muy eficaces en las partículas de retención del hidróxido del metal que se han precipitado fuera de la solución " (Kadlec et al., 2000). La filtración en SFS puede ser eficaz en el retiro de los metales suspendidos (Kent 1994).Para realzar la capacidad de filtración, la entrada de sustancia artificial y materia orgánica es usada como una estrategia exitosa. Se hace esto porque la capacidad de filtración física de un humedal será la última instancia de intercambio del metal para convertirse en metal saturado. (Skousen et al., 1994).1.1.5. LA SELECCIÓN DE LA VEGETACIÓNLa vegetación desempeña un papel importante en el tratamiento de DAM, especialmente en el estímulo de procesos microbianos del retiro del metal. La selección de plantas es una importante etapa para alcanzar un tratamiento acertado. Sin embargo, poco trabajo existe en la selección apropiada de la especie de planta para los humedales, todo esto puede tener implicaciones importantes para el éxito a largo plazo de un proyecto. Puesto que el DAM es altamente ácido y contiene altas cantidades de metales, las plantas tienen que ser seleccionadas considerando su capacidad de resistir estas condiciones. Además, la selección de la vegetación se debe hacer basándose en el conocimiento de condiciones locales, y su capacidad de proporcionar las funciones requeridas.Dos especies principales se utilizan en el tratamiento de DAM en humedales construidos: cattails (typha) y turba (Sphagnum) (Kadlec et al., 2000; Skousen et al., 1994; Witthar, 1993;). Ambos son característicos de ser tolerantes al ácido y de prosperar bajo variedad de condiciones ambientales.El typha es fácil de propagar, producir la biomasa grande, y puede crecer en aguas con concentraciones del hierro de hasta 100 mg/l. Existe en la mayoría de los sistemas de humedales subterráneos con densidades de la planta de 0,5 a 1,0 por pie cuadrado en la mayoría de los humedales (Witthar, 1993). Esta versatilidad y resistencia, junto con su capacidad de fijar el hierro y el manganeso por adsorción, le hacen una excelente opción vegetativa para remediar el drenaje de acido de mina del humedal construido.Los estudios en Sphagnum muestran influencia significativa en eliminación de los metales y el aumento del pH (Witthar, 1993). Sin embargo, Sphagnum es difícil de establecer y mantener (Kadlec et al., 2000) y "es susceptible a la acumulación de hierro tóxico, y a cambios en acidez, carga de sedimentos, clima, química del agua, profundidad, y flujos " (Witthar, 1993). Este problema de establecimiento lo hace menos viable que el uso del Thypa.Sin embargo, esto no imposibilita su consideración en la investigación de DAM. Descubrimientos posteriores y el desarrollo de técnicas podrían probar su eficacia en humedales construidos.Otras plantas utilizadas en la construcción de sistemas de humedales incluye la lámina de cama (reed bed), que ha mostrardo buen funcionamiento en tratamiento de DAM, reduciendo la concentración de hierro y manganeso y aumentando el pH.

1.1.6. IMPACTO SOBRE EL AIRE:La contaminación del aire puede producirse por el polvo que genera la actividad minera,

que constituye una causa grave de enfermedades, generalmente de trastornos respiratorios de las personas y de asfixia de plantas y árboles. Por otro lado, suele haber emanaciones de gases y vapores tóxicos, producción de dióxido de azufre (responsable de la lluvia ácida) por el tratamiento de los metales, y de dióxido de carbono y metano --dos de los principales gases de efecto invernadero causantes del cambio climático-- por la quema de combustibles fósiles y la creación de lagos artificiales detrás de los embalses hidroeléctricos destinados a proporcionar energía para los hornos de fundición y las refinerías. Los gases de detonación y de escape de motores, de instalaciones de secado y de generadores de electricidad movidos por combustibles líquidos, polvaredas provenientes de la circulación de máquinas sobre pistas no revestidas, de las operaciones de fragmentación y de clasificación de materiales, de pilas de almacenamiento, del transporte de minerales en carreteras y vías férreas y de instalaciones de carga y descarga en terminales de desembarque, polvaredas provenientes del desmonte de roca, gases y humos procedentes de instalaciones de pirometalurgia, prácticamente todas las operaciones de explotación minera emiten contaminantes atmosféricos. Dependiendo del tipo de contaminante, los mecanismos de circulación atmosférica pueden dispersarlos y transportarlos a diferentes lugares, a veces bastante distantes del punto de lanzamiento.a) Clases de contaminantes Gases.- Estos se definen como partículas sólidas o líquidas de tamaño mayor que una molécula (cerca de 0,0005 µm para CO2 o SO2) hasta 500 µm, o sea 0,5 mm. Aerodispersoides o material particulado.-Son Aerodispersoides:(i) Humos y humaredas producidas por combustión, como los humos metálicos y la humareda proveniente de motores diesel.(ii) Polvaredas, definidas como partículas sólidas producidas por la ruptura mecánica de sólidos.Cuanto menor sea una partícula, más tiempo permanecerá en suspensión y por consiguiente podrá ser transportada a mayores distancias. El cuadro 1 muestra tamaños típicos de partículas y los tiempos teóricos para que caigan 1m, según la ley de Stokes. Partículas muy pequeñas pueden, en la práctica, no sedimentar nunca en una atmósfera seca. Ya en atmósferas húmedas pueden actuar como núcleos de condensación de humedad y precipitar con la lluvia. Dependiendo de su composición química pueden llevar contaminación al suelo y a las aguas. Además, una vez depositadas, pueden ser movilizadas nuevamente y transportadas por las aguas o incorporarse a los seres vivos.

b) Patrón de la calidad del aire.- La reglamentación establece patrones de emisión y patrones de calidad ambiental. Los primeros hacen referencia a la cantidad o concentración máxima de contaminantes que puede ser emitida por determinada fuente. Los patrones ambientales son ya concentraciones máximas de determinados contaminantes a nivel del suelo para la protección de la salud humana, de la fauna, de la flora y de los materiales.c) Estimativa de la emisión de contaminantes del aire.- Al proyectarse una nueva mina es necesario conocer de antemano la calidad del aire en su área de influencia. En un estudio de impacto ambiental, por ejemplo, es preciso describir la calidad del aire antes de la implantación de la empresa y su probable calidad futura. Para ello se debe partir de los

tipos y de las cantidades de contaminantes del aire emitido por todas las fuentes ligadas a la empresa.d) Dispersión de contaminantes del aire.- Conocer la cantidad de contaminantes emitida por determinada fuente no es suficiente para prever la futura calidad del aire debido a la instalación de una nueva actividad. En este caso, importa saber las futuras concentraciones de contaminantes en puntos de interés, por ejemplo áreas habitadas. Una vez emitidos los contaminantes son transportados por el aire, pudiendo diluirse, concentrarse o ser transportados a grandes distancias, en función de las condiciones atmosféricas.

CAPITULO II

GENERALIDADES:

2.1. Aguas ácidas de Mina ( )Todas las actividades humanas de alguna manera interfieren con las aguas, y a explotación minera no es una excepción. Aunque comparándose con la mayoría de las actividades industriales y agrícolas, la explotación minera no es una gran consumidora de agua. Muchas veces el problema es el inverso y tiene que liberar grandes cantidades de agua no deseables. Este es el problema del drenaje de las minas: el de captar, transportar y eliminar al medio ambiente flujos de agua de manera que no ocasionen daños. El agua de lluvia o de infiltración en contacto con el mineral, con los estériles, con los desechos y con las áreas operativas se cargan muchas veces de substancias contaminantes, que sólo pueden ser liberadas mediante procedimientos adecuados. La mayor parte de las veces, las interferencias de la actividad minera en la hidrosfera tienen efectos locales. Esta interferencia se da de varias maneras, tanto en la cantidad como en la calidad de las aguas superficiales y subterráneas2.1.1. Definición:Según, Guía Ambiental para el Manejo de Drenaje Acido de Minas del Perú dice: Cualquiera sea el término empleado -DAM o DAR- el drenaje ácido se refiere a: drenaje contaminado que resulta de la oxidación de minerales sulfurados y lixiviación de metales asociados, provenientes de las rocas sulfurosas cuando son expuestas al aire y al agua. El desarrollo del DAR es un proceso dependiente del tiempo y que involucra procesos de oxidación tanto química como biológica y fenómenos físico-químicos asociados, incluyendo la precipitación y el encapsulamiento. ( )Es importante reconocer que la definición se refiere al drenaje contaminado. El desarrollo del clásico DAR de pH bajo y rico en metales es un proceso que depende del tiempo, A lo largo del tiempo, la química del agua de drenaje cambiará, volviéndose gradualmente más ácida, con concentraciones crecientes de metales. Sin embargo, como se describe en la definición, el DAR se refiere a todo drenaje contaminado como resultado de los procesos de oxidación y lixiviación de los minerales sulfurosos. Con el tiempo las características del drenaje pueden cambiar, de ligeramente alcalino hasta casi neutro y finalmente ácido.2.1.2. Formación( )La formación de aguas ácidas constituye uno de los mayores problemas de impacto

medioambiental al que tiene que enfrentarse la industria minera, ya que gran número de explotaciones van a tener esta problemática, tanto durante su período de actividad como una vez que la explotación ha cesado, dado que ésta puede seguir produciendo volúmenes importantes de aguas ácidas, con contenidos en metales pesados y tóxicos superiores a los admisibles según la normativa vigente. 

La explotación de los yacimientos mineros da lugar a la presencia de efluentes ácidos como consecuencia de la oxidación de los minerales sulfurosos contenidos en las rocas. Las soluciones para tratar estas aguas pasan por neutralizar el ácido añadiendo una base y precipitar los metales.El desarrollo del drenaje ácido es un proceso que depende del tiempo y comprende tanto reacciones químicas de oxidación como fenómenos físicos relacionados; en algunos asientos mineros, el drenaje ácido se detecta desde el principio de las operaciones, en otros, han de pasar de 10 a 40 años antes de que se observe drenaje ácido. En estos sitios, las reacciones de oxidación de sulfuros y generación de ácido probablemente estuvieron ocurriendo durante el intervalo de retardación previo a la medición de las aguas de drenaje, pero en una baja proporción y con neutralización de los productos de oxidación. VER ANEXO Nº1: GRAFICOS Nros: 1-2 2.1.3. Las Características Principales de las Aguas Acidas Son: Presencia de un exceso de sulfato, entre 1500 y 3200 mg/l. Presencia de metales pesados: Zn, Cd, Cu, Ni y Pb. Presencia de no metales como As y Sb. Acidez: pH en torno a valores de 2 a 5.2.1.4. Desarrollo:( )Generalmente, el desarrollo de las aguas ácidas se observa como un proceso en tres etapas.Etapa I: La acidez es generada y rápidamente neutralizada en las etapas iníciales cuando la roca que contiene minerales sulfurados es expuesta al oxígeno y al agua.El drenaje de agua es casi neutro. Mientras se produce la oxidación de los minerales sulfurosos, existe suficiente alcalinidad disponible como para neutralizar la acidez y precipitar el hierro en forma de hidróxido. En esta etapa se tiene fundamentalmente la oxidación química. El oxígeno es el oxidante principal, al producir sulfato y acidez a partir de la oxidación de los minerales sulfurosos. Los minerales carbonatados, como la calcita presente en la roca, neutralizan esta acidez y mantienen condiciones que van de neutras a alcalinas (pH>7) en el agua que fluye sobre la roca. También se podría detectar un contenido elevado de calcio (magnesio u otros metales dependiendo de las rocas consumidoras de ácido presente) como resultado de la disolución de los minerales carbonatados, debido al consumo de ácido.La oxidación de los minerales sulfurosos libera hierro ferroso en la solución. La oxidación química del hierro ferroso es rápida a un pH superior a 7 y el hierro férrico se precipita de la solución como un hidróxido. De esta manera, la velocidad de oxidación química de la pirita es relativamente baja. En esta etapa, el agua de drenaje se caracteriza generalmente por niveles elevados de sulfato, con pH cercano al neutro. Aquí

representado por la pirita, el mineral de sulfuro más común; esta oxidación puede darse en presencia de aire o de agua, como se definió líneas arriba:

Etapa II: A medida que continúa la generación de ácido y se agotan o se vuelven inaccesibles los minerales carbonatados, el pH del agua disminuye hasta 4.5, ocurren reacciones de oxidación tanto químicas como biológicas. En esta etapa el sulfato ferroso, en presencia de ácido sulfúrico y oxígeno, se puede oxidar y producir sulfato férrico (soluble en agua). Cuando el pH se reduce en el microambiente en torno de los minerales sulfurados, la población de la bacteria acidofílica Thiobacillus ferrooxidans comienza a crecer, lo que provoca una caída todavía mayor en el pH:

Etapa III: A medida que los minerales alcalinos se consumen o recubren, o bien, se produce acidez a mayor velocidad que alcalinidad, el pH se vuelve ácido. Las reacciones dominantes se transforman de oxidación química a principalmente oxidación biológicamente catalizada. En esta tercera etapa, el ion férrico se combina con el radical hidroxilo, produciendo hidróxido férrico, que es insoluble en ácido y precipita:

Pero el ion férrico también puede reaccionar con la pirita y producir más ácido:

2.1.5. Reacciones Por Encima Del Nivel Freático( ):En medio acuoso oxidante la pirita y la pirrotita se oxidan produciéndose ácido sulfúrico (H+, SO42-) y Fe2+. Las reacciones son las siguientes:Pirita: FeS2 (s) + 7/2O2 (g) + H2O = Fe2+ + 2SO4 2-+ 4H+Pirrotita: Fe7S8 (s) + 31/2O2 (g) + H2O = 7Fe2+ + 8SO42- + 2H+

El ion Fe2+ sufre una oxidación adicional a Fe3+ y posterior hidrólisis de éste a Fe (OH)3(s), produciendo más iones H+ según las reacciones:2Fe2+ + 1/2O2 (g) + 2H+ = 2Fe3+ + H2OFe 3+ + 3H2O = Fe (OH)3 (s) + 3H+Como consecuencia del bajo pH producido por estas reacciones, algunos metales presentes en los lodos como el Fe, Cu, Zn, Al y Mn se solubilizan dando lugar a lo que se conoce como aguas ácidas de mina ( )2.1.6. Reacciones Por Debajo Del Nivel Freático:En este caso la oxidación se mantiene gracias al ion férrico formado durante la oxidación que ha tenido lugar por encima del nivel freático. La reacción puede expresarse como:

14Fe3+ + FeS2(s) + 8H2O = 15Fe 2+ + 2SO42- + 16H+

Atendiendo a estas reacciones, después de la deposición de los residuos hay que actuar rápida y eficazmente para evitar que el agua los oxide. Así no aumentaría la cantidad de

ion férrico y el proceso de generación de ácidos se haría cada vez más lento. Tanto en el caso de balsas de estériles, donde se acumulan las aguas ácidas de minas con problemas de sellado, como en la acumulación de residuos en superficies en contacto con la atmósfera, con el tiempo se provoca un punto de generación continuo o discontinuo de contaminación que dará lugar a la creación de una pluma de contaminante. ( )2.1.7. Procesos Que Afectan Al Transporte De Los Contaminantes En El Suelo( ):a) Procesos mecánicos:• Absorción: transporte por el flujo de un fluido.• Dispersión: transporte en otras direcciones debido a la tortuosidad.• Difusión: transporte debido al gradiente de concentraciones.b) Procesos químicos:• Adsorción / Absorción: retención en el suelo / pérdida de concentración.• Precipitación: retención debida a la pérdida de solubilidad.• Solubilización: aumento de la concentración de contaminante.• Reacción química: aumento, pérdida o modificación del contaminante.• Degradación biológica: disminución de contaminante.

CAPITULO III

PROCESO DE NEUTRALIZACIÓN DE EFLUENTES MINEROS

3.1. LA CAL

3.1.1 PROCESO DE FABRICACIÓN DE LA CAL( )

La cal es un término genérico que incluye únicamente a los óxidos e hidróxidos fabricados mediante procesos industriales que implican la calcinación de rocas de alto contenido de calcio, dolomitas o magnésicas. Esta definición no incluye a la piedra caliza u otros carbonatos, simplemente triturados finamente, que comúnmente mucha gente denomina "cal".Las fórmulas básicas involucradas en la producción de cal viva e hidratada son las siguientes:• Roca Caliza + Calor Cal Viva + Dióxido de Carbono • Cal Viva + Agua Cal Hidratada + Calor (vapor) OXIDO DE CALCIO O CAL VIVA ()Producto resultante de la calcinación de la piedra caliza en hornos a temperaturas próximas a los 1000º C. Está compuesto principalmente de óxidos de calcio y magnesio. En base a sus análisis químicos, las cales vivas pueden ser divididas en tres grandes grupos:

• Cal viva de alto contenido de calcio: Aquella que esta constituida por alrededor de 95% de óxido de calcio (CaO) y menos de 5 % de óxido de magnesio (MgO) La producción de cal viva de alto contenido de calcio requiere de una roca caliza de alto contenido de calcio y una eficiente calcinación. Su producción sigue la siguiente secuencia química: 

CaCO3 + Calor CaO + CO2 ¬ (gas)• Cal viva de dolomítica: Aquella que está constituida por alrededor de 40 % de óxido de magnesio (MgO) y 57% de óxido de calcio (CaO) La producción de cal viva dolomítica requiere de una roca caliza dolomítica de alta pureza en calcio y magnesio. Su producción sigue la siguiente secuencia química: CaCO3 MgCO3 + Calor CaO • MgO + 2CO2 ¬ (gas)• Cal viva magnésica: Aquella que está constituida por un 5 a 35% de óxido del magnesio y 60 a 90% de óxido de calcio. La cal viva de magnésica es relativamente escasa y sólo está disponible en muy pocos lugares. HIDROXIDO DE CALCIO O CAL HIDRATADA

La Sociedad Americana para la Prueba de Materiales (ASTM) define al Hidróxido de Calcio como, "un polvo seco, blanco, obtenido del tratamiento de la cal viva con agua, hasta satisfacer su afinidad química con ésta, bajo un proceso denominado como hidratación".La composición química de cal hidratada generalmente refleja la composición de la cal viva de que se deriva y de su método de hidratación. En general existen tres clases de cal hidratada: • Cal hidratada de alto contenido de calcio: Aquella que es producida partiendo de una cal viva de alto contenido de calcio. Contiene de 68 a 74% de óxido del calcio y 23 a 24% de agua en combinación química con el óxido del calcio. CaO + H2O Ca(OH)2 + Calor ¬ (vapor)• Cal hidratada dolomítica tipo N: Aquella que es producida partiendo de una cal viva dolomítica e hidratada a presión atmosférica normal; en este caso, el contenido de óxido de calcio se hidrata completamente pero, el contenido de óxido de magnesio se hidrata parcialmente, por lo general, una fracción que oscila entre el 5 y 20%. Normalmente el hidróxido de calcio dolomítico tipo N está compuesto de 46 a 48% de óxido del calcio, 33 a 34% de óxido de magnesio, y 15 a 17% de agua en combinación química con ambos elementos. CaO • MgO + H2O a presión atmosférica Ca(OH)2 • MgO + Calor ¬ (vapor)• Cal hidratada dolomítica tipo S: Aquella que es producida partiendo de una cal viva dolomítica e hidratada en autoclave o a presión atmosférica controlada. Este hidróxido de calcio contiene más del 92% de los óxidos de calcio y magnesio contenidos en la cal viva de la que proviene completamente hidratados. CaO • MgO + 2H2O Ca(OH)2 • Mg(OH)2 + Calor ¬ (vapor)Físicamente, la cal hidratada se clasifica mediante ciclones y despacha según los requisitos del cliente. El 75 a 95% del hidróxido de calcio de aplicaciones químicas debe pasar una malla 200. Algunas aplicaciones especiales requieren que el 99.5% pase una malla 325.3.1.2 USOS ESPECÍFICOS LA CAL EN LA ECOLOGÍALos usos medioambientales de la cal están vinculados al tratamiento de agua potable e industrial, tratamiento de las aguas del alcantarillado y sus lodos, recuperación de suelos contaminados con hidrocarburos y solventes químicos, desulfuración de los gases de la

combustión, tratamiento de los residuos sólidos y sus lixiviados e indirectamente la estabilización o transformación de suelos inestables y expansivos en suelos aptos para servir de base de pavimentos. Su uso e importancia ambiental está creciendo rápidamente, pues constituye una respuesta efectiva a la necesidad de encontrar soluciones buenas y de bajo costo para los problemas medioambientales señalados.La cal, a muy bajo costo permite aumentar el pH, precipitar los metales pesados y convertir los peligrosos lodos de las aguas del alcantarillado, en un valioso producto para la agricultura. Sus aplicaciones más sobresalientes en el campo sanitario y ambiental incluyen:• Producción de agua potable: Una buena parte de la cal producida en el mundo se destina a mejorar la calidad del agua que consumen las personas y utilizan las industrias. En este caso se emplea para suavizar, purificar, eliminar turbiedad, neutralizar la acidez y remoción de sílice y otras impurezas. La cal remueve por sí misma la dureza temporal (bicarbonatos) del agua. Cuando la dureza temporal es acompañada de la dureza permanente (sulfatos) la cal debe combinarse con cenizas de sosa o zeolita para remover dichos componentes. El procedimiento que utiliza sosa se conoce como método suavizador cal-sosa y el que utiliza zeolita se conoce como proceso de tratamiento dividido de cal-zeolita. Las reacciones químicas que ocurren cuando se le agrega cal a las aguas que contienen componentes de calcio y magnesio (aguas duras) son:Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2OMg(HCO3)2 + Ca(OH)2 MgCO3 + CaCO3 + 2H2OMgCO3 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCO3MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2Mg(NO3)2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + Ca(NO3)2MgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4• Tratamiento de aguas residuales: En las plantas de tratamiento biológico de aguas de desecho, usualmente se añade cal al digestor con el objeto de lograr el pH apropiado a una eficiente oxidación biológica de las aguas de desecho. En las plantas que utilizan un proceso combinado químico-biológico más avanzado se agrega cal en la corriente de aguas negras para precipitar el fósforo como un complejo de fosfato de calcio, separar el nitrógeno y precipitar otros sólidos suspendidos o disueltos. La remoción de fósforo y nitrógeno previene el crecimiento de algas y por ende el estancamiento de las aguas en la superficie. • Estabilización de lodos residuales: Constituye una de las más recientes aplicaciones ambientales de la cal. Añadiendo cal a los lodos residuales para lograr y mantener el pH a 12.4 por un mínimo de dos horas se eliminan los estreptococos fecales, se seca la torta y elimina el mal olor propio de estos residuos. Una dosis común implica agregar de 500 a 600 libras de cal viva por tonelada de lodos. Este proceso es tan efectivo como la digestión aeróbica, anaeróbica e incineración, pero a un costo mucho menor. Con este método se obtienen biosólidos tipo A y B, cuya utilización como acondicionador de suelos agrícolas esta regulado y aceptado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) en el capítulo 40, parte 503 del Código de Regulaciones Federales.• Tratamiento de basura y sus lixiviados: Actualmente son muchos los países que utilizan

la cal viva e hidratada en el tratamiento de la basura. Es fundamental en la preparación y estabilización de las bases y entrecapas de los suelos de los rellenos sanitarios a fin de evitar y degradar sus lixiviados. En cantidades adecuadas no suprime la propia biodegradación de la basura, evita la proliferación de organismos nocivos (alimañas) y los malos olores. Algunos países utilizan la cal junto con la basura industrial para fabricar un combustible de alto poder calorífico para generar vapor o energía eléctrica sin la contaminación por ácido sulfúrico que caracteriza al quemado de combustibles fósiles azufrados. • Procesamiento de desechos industriales: Tanto la cal viva, como la cal hidratada, son utilizadas para abatir la contaminación que pueden generar muchas fábricas o plantas industriales; entre ellas:  Plantas fabricantes de acero y metales: Se utiliza para neutralizar los desechos de ácido sulfúrico y sales de hierro derivadas de la fabricación del acero. También se utiliza para neutralizar y precipitar los residuos de cromo, cobre y metales pesados contenidos en los efluentes resultantes de los procesos de niquelado.  Plantas Químicas y de Explosivos: Los procesos de muchos productos químicos y farmacéuticos producen desechos muy ácidos que deben neutralizarse con cal antes de tirarlos al ambiente. Las fábricas de explosivos y municiones consumen enormes cantidades de cal para neutralizar los concentrados de ácido sulfúrico contenidos en sus desechos.  Minería: Los drenajes altamente ácidos de las minas de carbón activas o abandonadas, las soluciones acuosas con cianuro de los procesos de extracción por dilución de metales no ferrosos, entre otros se neutralizan y estabilizan con cal para evitar la contaminación ambiental de suelos, aire y mantos acuíferos.  Fábricas de papel y fibras: La cal junto con otros coagulantes de apoyo, remueve el color de los efluentes de estas plantas y coadyuva a abatir la contaminación, mediante la recuperación de valiosos sub-productos, que de otra manera serían contaminantes, como son los lignosulfatos, levaduras, azúcares y el alcohol de los desechos sulfatados. La cal también es empleada en la neutralización de los desechos de ácido sulfúrico de las plantas de rayón y los sólidos disueltos en las descargas de las plantas fabricantes de telas de algodón estampadas a color.  Plantas empacadoras de alimentos: Los desechos líquidos del enlatado de vegetales y frutas pueden clarificarse con cal sola, o con coagulantes de apoyo, antes de descargarse al ambiente. En el procesamiento de cítricos, la cal permite clarificar las aguas residuales de este proceso, aprovechar la pulpa como un sub-producto para la alimentación animal y neutralizar la acidez y corrosión de los equipos del proceso. En los centrales azucareros el tratamiento de sus residuos, sólidos y líquidos, requiere de la cal como agente neutralizador de los residuos químicos contenidos en sus descargas.• Abatimiento del ácido sulfúrico y sulfito: La cal está siendo empleada cada vez más para abatir la contaminación del aire causada por el quemado de combustibles con altos contenidos de azufre. Mediante el uso de la cal en suspensión acuosa es posible eliminar entre el 99 y 100% del ácido sulfúrico contenido en los gases generados por el quemado de combustibles muy azufrados. El hidróxido de calcio también neutraliza el sulfito generado por muchos procesos industriales siguiendo la siguiente secuencia química. 

Neutralización del ácido sulfúrico: Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 • 2H2O (yeso) Neutralización del sulfito: Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2OCaSO3 + ½O2 + 2 H2O CaSO4 • 2H2O (yeso)En los sistemas húmedos de remoción de azufre, la cal se emplea como una lechada conteniendo de 10 a 15% de sólidos de cal. Estos depuradores húmedos producen un lodo de sulfito de calcio que con media molécula de oxígeno libre más dos de agua, producen un sulfato de calcio hidratado (yeso) utilizable como material de construcción. • Recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos y otros desperdicios peligrosos: Constituye uno de los más recientes usos descubiertos de la cal. Mediante un proceso que involucra cal viva y otros aditivos se pueden restaurar superficies, estanques o pozos de desechos de petróleo para salvaguardar el ambiente, recuperar suelos contaminados y utilizarlos en actividades productivas, incluyendo la agricultura y selvicultura. Este procedimiento permite secar los residuos de petróleo, convirtiéndolos en un lodo seco, que puede ser transportado, soterrado, compactado y cubierto con una nueva de tierra útil para actividades agrícolas. Una experiencia elocuente de este proceso se efectuó hace poco en Vickery, Ohio, Estados Unidos, donde un lodo ácido altamente tóxico y peligroso fue recuperado y estabilizado utilizando 3 partes de cal por 1 de cemento para 20 partes de lodo contaminado. Estos productos fueron mezclados con el lodo húmedo mediante excavadoras, produciéndose, una hora después del mezclado, un material estable y sólido que fue removido y transportado en camiones hasta sitio de depósito provisional, a fin de esperar la impermeabilización del sitio de dónde salió; luego de tal impermeabilización, el material tratado fue soterrado y cubierto con nueva tierra dónde ha florecido una vegetación saludable.• Estabilización de arcillas: En el campo de la construcción de vías, terraplenes, patios, vías férreas, puertos, etc., las acciones medioambientales de la cal se dan a través del aprovechamiento de suelos inestables y expansivos (arcillas) mediante la técnica de estabilización de suelos utilizada desde hace 4,000 años por los romanos y chinos y retomada en Estados Unidos, Europa, Asia y América Latina hace cincuenta años. Mediante este procedimiento, suelos inapropiados para servir de bases, se transforman en suelos duros, resistentes a la penetración de agua y estables, ello le da durabilidad a la obra que sustenta y evita los daños al paisaje que implica el almacenaje de los suelos inapropiados que se encuentran en la obra y la extracción de rocas y gravas provenientes de ríos o canteras. La dosis de cal que deben aplicarse depende de las características del suelo a tratar, en todo caso debe ser suficiente para lograr un pH en la masa suelo-cal-agua de mínimo 12.4, bajo estas condiciones se da la reacción puzzolánica que estabiliza el suelo y permite su aprovechamiento como base y sub-base. 3.2. NEUTRALIZACIÓN ( )La neutralización es el método más común de tratamiento de aguas residuales y es de operación simple. La neutralización de efluentes empleando cal, permite aumentar los niveles de alcalinidad de las aguas, hasta obtener un efluente neutro que cumpla con los LMP.Las aguas de mina y las de algunos procesos metalúrgicos contienen cierta acidez, lo que

facilita la disolución de elementos químico, convirtiéndose en problemas de contaminación.Dentro de las principales tecnologías de neutralización de la acidez y remoción de los metales pesados se tienen: Precipitación con lechada de cal Adsorción con carbón. Intercambio ionico Osmosis reversible Electrodialisis. Ozonizacion. Ingeniería de pantanos.

La segunda, tercera y cuarta tecnología son más bien costosas y también generan otros efluentes que requieren ser tratados. La Electrodialisis y la Ozonización son métodos relativamente nuevos que están siendo probados y que aparentemente resultaran costosos. La tecnología de ingeniería de pantanos consiste en almacenar grandes cantidades de lodos, pero, es sensible a las altas concentraciones de metales pesados.La precipitación de metales pesados con cal, es bastante conocida y es la menos costosa.3.1.3 NEUTRALIZACIÓN CON LECHADA DE CAL ( )Se aplica especialmente para soluciones de agua de mina ácidas usándose como neutralizante, primero, caliza si el agua es muy ácida y luego lechada de cal. Esta tecnología garantiza precipitar en forma de hidróxidos a los elementos zinc, plomo, fierro, cobre, manganeso, níquel, entre otros. Con pequeñas modificaciones precipita sostenidamente elementos altamente perjudiciales como cromo, cadmio, selenio, y las que se exigen para el agua potable, aunque este no es el caso para la mayor parte de los problemas minero metalúrgicos.Las principales reacciones químicas que caracterizan al proceso de neutralización se presentan en las ecuaciones químicas siguientes:

M2 + SO2- + Ca+2 + 2 (OH)- - 2 (H2 O) à M (OH)2 +Ca SO4*2(H2O)

2(M)-3 + 3(SO4)2- +3(Ca)2- +6(OH)- +6(OH)- +6H2Oà 2M(OH)3 +3CaSO24*2(H2O)

La reacción de oxidación del hierro ferroso a hierro férrico es representada por la siguiente ecuación química:4Fe2+8(OH)-+O2+2(H2O) à 4Fe3+ + 12(OH)-

Esta oxidación es para formar compuestos más estables y no permitir la redisolución que ocasiona también la redisolución de otros elementos pesados perjudicando la calidad del efluente liquido tratado.El costo efectivo de este tratamiento varia de US$0.50/m siendo el precio de la cal el determinante en el costo total, pues es un reactivo realmente costoso.Un factor importante es el porcentaje de sólidos con que sedimentan los lodos en el proceso de neutralización y ello depende del tipo de sulfato de calcio formado con una o

mas moléculas de agua lo cual dependerá de los parámetros del procesos y de la concentración de los iones sulfato presentes en el efluente tratado; estos precipitaran como compuestos tipo “gypsum”. Para el proceso de neutralización de efluentes líquidos ácidos utilizando lechada de cal, existen tres métodos:A. El primero método es conocido como el proceso de neutralización simple. El cual es el tratamiento en la forma más simple de neutralización con lechada de cal (adición de cal efluentes, agitación y sedimentación dentro de una poza de relaves). Se caracteriza principalmente por: Mínima inversión Bajo costo de operación. Produce lodos sedimentados con 2.4 a 5 0% de sólidos, ocupando grandes volúmenes en la poza de decantación.  La estabilidad de los lodos decantados es cuestionable a largo plazo.

B. El segundo método conocido como el proceso de los lodos de baja densidad (low density, LDS), utiliza en el proceso de neutralización, además de cal y agitación, la inyección de aire para la oxidación del hierro ferroso a hierro y los lodos son sedimentados en un clarificador. Se distingue por: Una moderada inversión. Costo de operaciones también moderadas. Produce lodos sedimentarios con 5-10% de sólidos  Genera buena calidad de agua Los lodos generados tienen una buena estabilidad química y física.C. El tercer método es llamado de lodos de alta densidad el cual se caracteriza por el uso durante la neutralización con cal de aire para la oxidación del Fe ferroso a Fe férrico y la recicurlación parcial de los lodos sedimentados en un clarificador en la etapa de neutralización, destacándose este método por : Mas bajos costos de operación en el largo plazo  El volumen que ocupan los sólidos decantados es alrededor del 1% al 5% del volumen que ocupan los otros dos métodos Se genera una mejor calidad de agua  Los lodos producidos son superiores en cuanto a la estabilidad química y física llegando a tener entre 25-30% de sólidos en clarificados y aproximadamente el 50% en la poza de almacenamiento.

3.3. PROCESOS TÍPICOS DE NEUTRALIZACIÓN ( )

Mezclar efluentes ácidos y alcalinos en un ecualizador y disponer de alguna capacidad de retención de cargas fuertes en ácido o álcali. Si la actividad industrial del caso genera desechos tanto ácidos como alcalinos, se deben utilizar tanto la acidez como la alcalinidad excedentes para producir un efluente neutro. • Neutralizar ácidos en lechos de caliza. La caliza se da en forma natural como piedras y

tal nombre se refiere al carbonato de calcio; la disolución del carbonato genera alcalinidad. Los lechos pueden ser tanto de flujo ascendente como descendente, la tasa de carga de diseño -sin información adicional de laboratorio- es del orden de los 4*10-2m3/(min*m2); 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. Si hay ácido sulfúrico, la concentración de ácido no debiera exceder un 0,6% de H2SO4 para no formar una capa excesiva de CaSO4 (no reactiva) y se debe vigilar que la evolución de CO2 no sea excesiva (pues produce un efecto tampón) • Mezcla de ácidos con lodos de cal. Se suele llamar "cal" al hidróxido de calcio, también citado como "cal viva" (cuando la "cal apagada" es el óxido de calcio). El grado de neutralización dependerá del tipo de cal utilizada. Si hay una fracción magnésica, la reacción de neutralización es muy rápida y llega a pH bajo 4,2. El diseño depende de la curva de titulación de la cal a utilizar. ( )La reacción de la cal se acelera -como muchas otras- por calor y por agitación física. En sistemas altamente reactivos, se requieren unos diez minutos. La cal se utiliza en lodos al 8 a 15 %. Otros agentes neutralizantes (alcalinos) típicos son el NaOH, el Na2CO3 o el NH4OH. • Residuos alcalinos, también llamados básicos. Se puede utilizar cualquier ácido fuerte. Por consideraciones prácticas, la elección se limita a considerar el ácido sulfúrico (en la máxima dosis tolerable sin exceder la norma de descarga de sulfatos) y el ácido clorhídrico (para completar la neutralización). La reacción es prácticamente instantánea, pero el grado de mezcla no es instantáneo. Si se dispone de gases de combustión con CO2 en el orden del 14%, se puede burbujear este gas en la solución alcalina. El CO2 establece un equilibrio con gas carbónico, HCO3- cuya capacidad ácida se utiliza para neutralizar la carga alcalina. La reacción es -naturalmente- más lenta que la de los ácidos fuertes en fase líquida pero suele ser de mucho menor costo y aporta –aunque mínimamente- al abatimiento de la carga atmosférica de gases invernadero. 3.4. SISTEMAS UTILIZADOS PARA NEUTRALIZACIÓN ( )

Para flujos por debajo de unos 400 m3/día, se suele operar en modo estático (discontinuo, batch); los sistemas estáticos pueden tener controladores automáticos o ser operados manualmente. Si el flujo excede los 400 m3/día, la regulación de pH se realiza en línea, mediante controladores automáticos. Si se opera en línea, es importante obtener un buen grado de homogeneización de la solución. La agitación por aire requiere tasas de 0,3 a 0,9 m3 de aire/minuto/m2 de tanque. La agitación mecánica requiere de unos 0,4 HP/m3. 3.5. CONTROL AUTOMÁTICO DE NEUTRALIZACIÓN El control de pH es difícil. La razones se relacionan con: • La alta no - linealidad entre flujo de neutralizante y cambio de pH del caudal a neutralizar. • El pH de un efluente industrial puede variar con cinéticas tan altas como 1 unidad de pH por minuto. 

• El flujo puede duplicarse en unos pocos minutos • Una pequeña dosis de neutralizante debe mezclarse con una cantidad relativamente enorme de líquido en un lapso breve Normalmente, se debe recurrir a controladores a pasos (o en etapas). Por ejemplo, llevar primero a un pH en torno a 5 y después a 6,5 (suponiendo, por ejemplo, que se desea llegar a 6,5 desde 2,0).

ANEXOS

ANEXO Nº 1

Grafico:

Nº 1 Grafico: Nº 2

FUENTE: http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761575909/granito.html

ANEXO Nº2

NIVEL FREATICO: ( )

Nivel superior de la zona de saturación en las rocas permeables. Este nivel varía estacionalmente en función de la precipitación, aunque también influyen otros factores como la evapotranspiración y la cantidad de agua infiltrada a través del suelo. La pendiente del nivel freático es inversamente proporcional a la permeabilidad del acuífero. Cuando un nivel freático alcanza la superficie terrestre puede dar lugar a fuentes, infiltraciones, pantanos o lagos

ANEXO Nº3

FUENTE: concesión minera señor de lerén

ANEXO Nº4MEDIO ANAERÓBICO: ( ): Es un término técnico que significa sin aire (donde "aire" usualmente es oxígeno), es opuesto a aeróbico. En el tratamiento de aguas usadas, la ausencia de oxígeno es indicada como anóxico; mientras que anaeróbico se usa para indicar la ausencia de aceptadores finales de electrones (nitrato, sulfato u oxígeno).

Fotografía Nº 01: Fisiografía del emplazamiento minero “Seño de Luren R.G.A.N. Nº 2” 

CONCLUSIONES

La actividad minera implica un gran número de procesos mecánicos, físicos, químicos y

eléctricos mediante los cuales es posible extraer el mineral y sus subproductos desde la roca mineralizada. Esto genera un residual sólido, efluentes líquidos conteniendo especies metálicas y otros contaminantes perjudiciales para el medio ambiente. por cientos de años. Se han investigado diversos métodos de tratamiento pasivo los que da buen rendimiento en la neutralización del pH y la eliminación de metales pesados. Además, requieren poco mantenimiento y por su bajo costo pueden ser asumidas por las empresas durante períodos de tiempo una vez clausurada la instalación minera. Drenaje anóxico en caliza es un mecanismo apropiado para la descontaminación de aguas ácidas por su bajo costo de reactivos. En este caso la caliza reactivo más barato. Es una actividad que busca rehabilitar áreas utilizadas por la minería una vez concluidas las operaciones, para que el terreno tenga condiciones similares o mejores a las que existían antes del desarrollo de la actividad minera. Es cualquier cambio en el ambiente, que realiza el hombre en su actividad diaria estos podrían ser positivos o negativos. En la industria minera del Perú está desarrollándose la consciencia ambiental. No se tiene mucho conocimiento de los impactos ambientales de la minería. Donde Hay un diagnóstico de los pasivos ambientales.

BIBLIOGRAFÍA

Guía Ambiental Para El Manejo De Drenaje Acido De Minas - vol. V , lima Perú, 1997, p13  Luis Enrique Sánchez Departamento de Ingeniería de Minas Escuela Politécnica da La Universidad de São Paulo- Brasil.- II Curso Internacional De De Aspectos Geológicos De Protección Ambiental.  http://www.uclm.es/users/higueras/MGA/Tema09/Tema_ 09_OtrosMin_5_3.htm http://www.igme.es/internet/RecursosMinerales/publicaciones/Articulos/pdf/4-ARTICULO-TRATAMIENTOS.pdfhttp://www.igme.es/internet/RecursosMinerales/publicaciones/Articulos/pdf/4-ARTICULO-TRATAMIENTOS.pdf http://www.google.com.pe/search?hl=es&sa=X&oi=spell&resnum=0&ct=result&cd=1&q=Drenaje+an%C3%B3xico+en+calizas+(anoxic+limestone+drains%3A+AND).+&spell=1  http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761575909/granito.html

INDICE

CARATULA

INDICE

RESUMEN

INTRODUCCION

1. CAPITULO I: NOCIONES GENRALES Y DEFINICIONES 1.1DEFINICIÓN DE AGUAS ÁCIDAS

1.1. IMPACTO DE LA MINERIA SOBRE EL MEDIO AMBIENTE

1.1.1. Impacto sobre el suelo1.1.2. Impacto sobre el agua

1.2. LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES Y ESTANDARES NACIONALES DE CALIDAD AMBIENTAL

2. CAPITULO II: AGUAS ACIDAS EN MINERIA

2.1. Definición2.2. Aguas Ácidas en la minería.

2.2.1. Minería a tajo abierto2.2.2. Minería subterránea

2.3. Formación 2.4. Características principales de las aguas acidas 2.5. Problemática de los drenajes de aguas ácidas2.6. Almacenamiento en minas subterráneas inundadas o bajo lámina

de agua

3. CAPITULO III: TRATAMIENTO DE AGUAS ACIDAS

3.1. Gestión preventiva de aguas acidas3.2. Tratamiento insitu 3.3. Almacenamiento en huecos mineros de superficie3.4. Eliminación por evaporación3.5. Eliminación por evapotranspiración3.6. Programa de Vigilancia y Control

4. CAPITULO IV: TECNICAS DE REMEDIACION DE AGUAS ACIDAS

4.1. La cal4.2. Neutralización

4.2.1. Neutralización Con Lechada De Cal ( )4.2.2. Procesos típicos de neutralización4.2.3. Sistemas utilizados en neutralización4.2.4. Control automatico de neutralización

4.3. Biotecnologías en el tratamiento.4.4. Tecnología para el control de aguas ácidas.4.5. Alternativa de tratamientos activos.4.6. Alternativa de tratamientos pasivos.

ANEXOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

GENERACIÓN DE AGUAS ÁCIDAS Y MITIGACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL EN MINAS

En las minas del Perú y del Mundo se presentan 2 tipos de drenaje que son:

1. Drenaje ácido de mina (DAM) que son básicamente los drenajes que salen de la mina como consecuencia de la extracción de minerales sulfurosos principalmente la Pirita: Sulfuro de Fierro (SFe) que al momento de oxidarse producen aguas ácidas, que son enviadas a la superficie mediante bombas o desagüe por gravedad.

2. Drenaje Ácido de Rocas (DAR) cuando las rocas sulfurosas son expuestas al aire y estas se combinan con el agua de precipitaciones (lluvia, nevada, etc.) producen aguas ácidas dependiendo directamente del tiempo de exposición.Así mismo para satisfacer sus demandas de agua, la minería acude generalmente al agua de lagos, lagunas, ríos o sea, al agua superficial y muy pocas veces a falta de capacidad se recurre a las aguas subterráneas tal como utiliza la Southern Perú en la zona de Vizcachas al noreste de la laguna de Suches

Los impactos o cambios en los acuíferos por acción de laminería son bastante notorios, ya que como dijimos por la acción del bombeo y desagüe de minas existen variaciones del nivel freático y así lo mismo producción de aguas ácidas, en el primer caso existen problemas de escasez de agua en los bofedales, baja del caudal del río y escasez de para la agricultura, así

mismo la infiltración de aguas ácidas superficiales puede producir daños a la calidad del agua subterránea.