Guia Ambiental de Manejo de Agua en Operaciones Minero-Metalurgicas

INTRODUCCION

El manejo de los recursos de agua constituye una parte vital e integral en las operacionesmineras debido al potencial de contaminacin del agua y su efecto consecuente en la saludhumana y el medio ambiente. El manejo ambiental de este recurso comprende el manejo deaguas en minas, efluentes de procesos de beneficio, escorrentas de las soluciones delixiviacin, aguas superficiales provenientes de depsitos tales como las pilas de desmonte ycanchas de relaves, y los desechos humanos.

1. Propsito del Documento Gua

Esta gua ha sido desarrollada para proporcionar al usuario una visin global del manejo deaguas, centrndose en la prevencin o reduccin de impactos ambientales a las aguas delPer, como consecuencia de las operaciones mineras y de beneficio. En este documento seidentifican y resumen las tcnicas de manejo potenciales para lograr este objetivo.

En esta gua slo se discuten los elementos fundamentales del manejo ambiental del agua y,por lo tanto, se debe considerar que la informacin proporcionada no incluye todos losaspectos sobre este tema. Las tcnicas que pueden ser empleadas en el manejo de aguasvaran dependiendo de la mina y las operaciones de beneficio y es responsabilidad deloperador de la mina/beneficio determinar qu tcnicas usar ycmo aplicarlas.

2. Resumen del Manejo Ambiental del Agua

El manejo ambiental del agua comprende la fusin del manejo de los recursos de agua con elmanejo de agua de mina, efluentes de procesos de beneficio y desechos provenientes de lasactividades humanas. Este sistema integrado comprende el Sistema del Manejo de Recursosde Aguas (SMRA).

Un SMRA debe considerar:

Las fuentes potenciales de descargas de contaminantes relacionadas con las operacionesmineras y de beneficio, las caractersticas y utilizacin de las aguas subterrneas ysuperficiales que potencialmente pueden ser impactadas por las operaciones mineras y debeneficio y, las metodologas que pueden ser seguidas para eliminar o reducir, tratar y manejar apropia-damente las descargas.

Todo SMRA puede variar de un lugar a otro dependiendo de:

El tipo, tamao y extensin de las operaciones mineras/de beneficio, los procesos llevados a cabo en las operaciones mineras/de beneficio, las condiciones climatolgicas del sitio, y las caractersticas fsicas y de ubicacin del sitio.

Los impactos tratados en este documento son aqullos relacionados con la calidad del agua.Ciertas actividades asociadas con el manejo deagua, tales como la construccin de canales de drenaje, pueden ocasionar otros impactoscomo:

Destruccin del paisaje, degradacin del ambiente visible, destruccin de la tierra agrcola y forestal, dao a las reas recreacionales, emisin de polvo durante la construccin,

incremento de la erosin y sedimentacin, e incremento de los niveles de ruido.

A pesar que no se tratan explcitamente en esta gua, los impactos asociados con lasactividades de manejo de agua deben ser considerados ydiscutidos de manera adecuada. La Gua para Elaborar Estudios de Impacto Ambiental (1)puede ser til al respecto.

PROPUESTA

Captulo I. UNA PROPUESTA PARA DESARROLLAR LOS SISTEMAS DE MANEJO DERECURSOS DEAGUA

La planificacin del manejo de recursos de agua debe comenzar en la etapa de exploracinminera y continuar hasta el cierre del sitio minero.Los sistemas de manejo de recursos de agua se ocupan de la reduccin del efluente de mina ybeneficio a travs de mtodos de reciclaje y manejo, y la disposicin y tratamiento adecuadodel efluente. Tambin tratan la derivacin, coleccin, tratamiento y disposicin de la escorrentade aguas superficiales del sitio minero, y la derivacin de escorrentas de las reas quecircundan el sitio minero. A grandes rasgos, el manejo ambiental del recurso de aguasrequiere:

La identificacin de fuentes potenciales de descargas contaminantes, la identificacin y caracterizacin de las aguas que pueden ser impactadas por lasdescargas contaminantes, y la identificacin e implementacin de metodologas para evitar,reducir, tratar y manejar apropiadamente las descargas.

1. Fuentes Potenciales de Descargas Contaminantes

Las fuentes potenciales de descargas de contaminantes relacionadas a las operacionesmineras y de beneficio incluyen:

a) Drenaje de la mina,

b) operaciones durante el proceso de beneficio,

c) unidades de desechos y pilas de mineral, y

d) actividad humana

a) Drenaje de la Mina

Durante las operaciones de drenaje se deben eliminar grandes cantidades de aguaprovenientes de las labores mineras. El agua resultante de lasoperaciones de drenaje en el tajo, del proceso de desbroce y de las minas subterrneas esdescargada generalmente en aguas superficiales,aunque algunas pueden ser utilizadas como agua de reemplazo en los procesos de molienda-concentracin.

El agua proveniente de las operaciones de drenaje puede contener alta concentracin demetales y, por lo tanto, contaminar las aguassuperficiales. Adems, el drenaje cido de mina (DAM) generado en las labores mineras y enlos tajos puede ser bombeado y descargado a lasaguas superficiales.

b) Operaciones durante el Proceso de Beneficio

El cuadro 2.1. presenta algunos procesos comunes utilizados en el procesamiento metalrgicode diversos minerales. Las corrientes de efluentesresiduales de procesos pueden originarse en cada uno de ellos tal como se muestra en lafigura 2-1. El efluente del proceso puede contenerconstituyentes orgnicos e inorgnicos, incluyendo reactivos utilizados en procesos tales comoel cianuro, y puede ser altamente cido.

El efluente del proceso puede ser depositado en canchas de relaves donde los contaminantesse pueden lixiviar y contaminar las aguassuperficiales o subterrneas o ser transportado a corrientes y reas adyacentes, medianteescorrentas superficiales. En muchas operaciones debeneficio, el efluente del proceso se descarga directamente en el suelo o en corrientesreceptoras sin tratamiento lo que conduce a lacontaminacin del agua superficial y subterrnea. A pesar que la calidad de algunos efluentespuede ser relativamente buena y stos puedenser reciclados o eliminados con mnimo o sin tratamiento, frecuentemente, estos efluentes secombinan con otros de menor calidad y soneliminados.

En los procesos de beneficio tambin se generan residuos slidos y si los efluentes del procesose tratan antes de la descarga, tambin puedengenerarse lodos en el proceso de tratamiento del agua. Estos residuos comnmente sedisponen en canchas de relaves y pueden contenerniveles elevados de metales pesados y reactivos que pueden lixiviar en aguas subterrneas osuperficiales o ser transportadas en reas y corrientes adyacentes a travs de escorrentassuperficiales. Igualmente, si se depositan directamente en el suelo o en depsitos que puedenfiltrarse o derramarse se puede producir la contaminacin de aguas superficiales ysubterrneas.

Las presas de agua de proceso son fuentes potenciales adicionales de contaminacinasociadas con el proceso de beneficio. En las operaciones de lixiviacin en pilas, las pozas deproceso se utilizan para almacenar soluciones cargadas para la extraccin de metales osoluciones gastadas para el reciclaje. Las pozas de proceso pueden ser una fuente decontaminacin de agua a travs de la filtracin de soluciones en las aguas superficiales ysubterrneas y flujos que se derraman.

c) Depsitos y Pilas de Mineral

Los depsitos incluyen:

Pilas de desechos (por ejemplo, desmonte y material de desbroce, pilas de material residualde lixiviacin) canchas de relaves, y pozas de agua residual

Los depsitos pueden contribuir a la contaminacin del agua a travs de: 1) generacin deDAM y el transporte subsecuente de metales a las aguas superficiales y subterrneas a travsde escorrentas superficiales y lixiviacin, 2) descarga de sedimentos en aguas superficiales atravs de la erosin y transporte en escorrentas superficiales, 3) filtracin y derrame de pozasde aguas residuales. Un resumen de impactos potenciales en la calidad asociado con losdepsitos se presenta en el cuadro 2.2. Las figuras 2-2 y 2-3 muestran la configuracin tpicade pilas de desechos y canchas de relaves respectivamente.

Las pilas de mineral pueden contribuir a la contaminacin de aguas superficiales por medio dela descarga de sedimientos a travs de la erosin y transporte en las escorrentas superficiales.Debido a su naturaleza transitoria, las pilas de mineral rara vez constituyen una fuente de DAM.

d) Actividad Humana

Las fuentes de contaminacin del agua provenientes del incremento de la actividad humana enun emplazamiento minero incluyen las aguas servidas y la basura. Las aguas servidasdomsticas descargadas en aguas superficiales contribuirn a la presencia demicroorganismos patgenos en el agua que pueden causar enfermedades, dar sabor y olor alagua y, posiblemente, interferir con los procesos de tratamiento del agua. Los tanques spticosmal diseados y los campos de lixiviacin pueden ocasionar impactos en aguas superficiales ysubterrneas. Las reas de depsito de basura tambin pueden ocasionar impactos en aguassuperficiales y subterrneas a travs de la lixiviacin y transporte de desechos en escorrentade aguas superficiales.

2. Identificacin y Caracterizacin de Aguas Receptoras Potenciales

Un aspecto importante del manejo ambiental del agua es la identificacin y caracterizacin delas aguas receptoras potenciales que pueden ser impactadas por descargas contaminantes. Lainformacin requerida para completar esta tarea incluye:

La ubicacin y usos benficos de las aguas superficiales que pueden ser impactadas poractividades del proyecto; la ubicacin (profundidad y extensin del rea), direccin del flujo,y usos benficos de las aguas subterrneas subyacentes al lugar del proyecto que podran ser impactadas por las actividades del proyecto, y la identificacinde todos los criterios de calidad de agua existentes aplicables a las aguas superficiales ysubterrneas, y a la presente calidad de las aguas superficiales y subterrneaspotencialmente impactadas.

La ubicacin de las aguas superficiales puede ser determinada refirindose a mapasexistentes, informacin de agencias pblicas, atlas y a informes existentes de investigacionesdel rea del proyecto, o si dicha informacin no estuviera disponible, a travs del mapeo areoy estudio del suelo. La presencia de aguas subterrneas puede ser determinada por laliteratura y los atlas de aguas existentes, o si se requiere, por lainstalacin de pozos o piezmetros. La direccin de flujo del agua subterrnea tambin puedeser obtenida de la literatura existente o las medidas del nivel de agua de pozos instalados ypiezmetros.

Depositos Posibles Impactos en la Calidad de las Aguas Pilas de desechos (desmontes y materiales de desbroce, material residual de pilas de lixiviacin, relaves secos) Erosin con la consecuente descarga de sedimentos en las aguas superficiales. Produccin de solucin cida de lixiviacin y transporte de matales pesados a las aguas superficiales y subterrneas. Defectuosa inclinacin del talud, produciendo la descarga desedimento y la dispersin de desechos en las aguas superficiales. Transporte de finos mediante el viento hacia aguas superficiales. Canchas de Relaves

Relaves depositados como pulpa Formacin de solucin de lixiviacin y filtracin de desechos hacia aguas subterrneas y superficiales. Erosin, con la consecuente descarga de sedimentos hacia aguas receptoras. Transporte de finos a las aguas superficiales por accn del viento. Deterioro de las presas de pulpas, de relaves, particularmentedurante tormentas.

Pozas de almacenamiento de aguas residuales Filtracin de la poza hacia aguas superficiales y subterrneas. Derrames, incluyendo la acumulacin de agua de inundaciones que ocasionan el desborde y rompimiento de la presas.

Los usos productivos de las aguas superficiales comprenden el abastecimiento de agua parauso municipal, industrial, agrcola, domstico,navegacin, multiplicacin de peces y vida salvaje, generacin hidroelctrica, distraccinesttica y visual, alimentacin de aguas subterrneas,recreacin y otros usos pblicos. Las aguas subterrneas an no se utilizan con tantafrecuencia como las aguas superficiales, pero sus usosbenficos pueden incluir fuentes de agua municipal, industrial, agrcola y domstica. Lainformacin sobre los usos del agua que puede serimpactada por las actividades del proyecto puede ser proporcionada por el Ministerio de Salud,si dicha informacin existiera. Si ste no fuera elcaso, se puede recopilar una lista de usos del agua a travs de la observacin y estudio depersonas que vivan en el rea y la recopilacin deinformacin sobre el uso del agua por parte de la vida silvestre acutica y terrestre.

Los criterios de calidad de agua aplicables a las aguas que pueden ser impactadas por lasactividades del proyecto pueden obtenerse en elMinisterio de Salud, si es que existieran. De lo contrario, el operador del proyecto debeproponer estndares de calidad de agua al Ministerio deSalud basados en la informacin del uso del agua recolectada.

La calidad de agua existente debe establecerse para todas las aguas que pueden serimpactadas por descargas de contaminantes. Estainformacin junto con los criterios de calidad de agua influyen en el grado en que las descargasa las aguas pueden reducirse o eliminarse, ytambin en los requerimientos de tratamiento para los efluentes descargados.

3. Metodologa para el Manejo de los Recursos de Aguas

En las siguientes secciones se tratarn las metodologas para la prevencin y reduccin dedescargas contaminantes, el tratamiento de descargas y la eliminacin.

El manejo de escorrentas de aguas superficiales se discuten primero en el Captulo II debido asu naturaleza e importancia general en el manejo de descargas contaminantes. Por susignificado para los emplazamientos mineros, el drenaje cido de mina y su control se discute acontinuacin en el Captulo III, seguido por discusiones del manejo de descargas provenientesde depsitos en el Captulo IV, agua de procesos de beneficio en el Captulo V y residuoshumanos en el Captulo VI.

Se consideran aspectos importantes del manejo ambiental de los recursos de agua al balancede agua en un proyecto y al tratamiento de descargas. Ambos aspectos juegan rolesimportantes en el manejo de aguas superficiales, DAM y descargas provenientes de depsitosy operaciones de beneficio. El balance de aguas se discute en el Captulo VII y el tratamientode aguas, en el Captulo VIII.

Otros aspectos importantes del manejo ambiental de los recursos de agua son los programasde monitoreo durante las operaciones del proyecto y los planes de cierre del sitio. Estosaspectos se discuten en los Captulos IX y X respectivamente.

METODOS

Captulo II. METODOS DE MANEJO DE ESCORRENTIAS DE AGUAS SUPERFICIALES

E l manejo de escorrentas de aguas superficiales puede comprender:

1) la derivacin, coleccin y tratamiento de escorrentas provenientes del sitio minero y

2) la derivacin y coleccin de escorrentas de las reas adyacentes al sitio.

Los objetivos primarios del manejo de escorrentas de aguas superficiales son:

t la prevencin de deslizamientos de los depsitos a fin de reducir el potencial de erosin y eltransporte de constituyentes en escorrentas de aguas superficiales para reducir el contacto delagua con los desechos mineros que pueden generar DAM.

t la prevencin de deslizamientos de las pozas de agua de proceso/pozas de aguas residualespara reducir el riesgo de desbordes de las pozas con descargas controladas de constituyentesal medio ambiente,

t la derivacin y contencin de escorrentas contaminadas de los depsitos de desechos o quehan sido contaminados por las operaciones delsitio para su tratamiento y eliminacin.

t la derivacin y contencin de escorrentas para ser usadas como fuentes de abastecimientode agua.

En la lista de objetivos para el manejo de escorrentas superficiales anteriormente mencionadase encuentra la separacin de las escorrentas limpias de aquellas contaminadas paraminimizar la contaminacin de drenaje superficial y los requerimientos de tratamiento.

El manejo de aguas pluviales se realiza a travs del diseo e implementacin de estructurashidralicas tales como canales de drenaje, diques, pozas de detencin/retencin y pozas dealmacenamiento para interceptar, contener y transportar escorrentas pluviales. El uso de cadauna de estas estructuras se discute brevemente a continuacin.

1. Canales de Drenaje

Los canales de drenaje pueden ser construidos en la parte superior de las instalaciones delproyecto, las superficies impermeabilizadas de las pilas de lixiviacin, los depsitos y las pozasde agua de proceso a fin de interceptar y conducir las escorrentas de aguas superficiales deestas reas a zonas alejadas de las instalaciones (ver figura 3.1). Esta escorrenta puede serdescargada al cuerpo de agua ms cercano o dirigida a una poza de almacenamiento de aguapara utilizarla como agua para el proyecto. Alternativamente, los canales de drenaje puedenserconstruidos en la parte inferior de las instalaciones del proyecto a fin de interceptar lasescorrentas contaminadas de estas instalaciones para el tratamiento o eliminacin en lacancha de relaves.

Las consideraciones importantes para el diseo de los canales de drenaje incluyen:

t La magnitud de flujo del diseo: la magnitud de flujo del diseo se utiliza para dimensionar elcanal y se basa en la magnitud del rea de drenaje, las caractersticas hidrolgicas del rea dedrenaje y el diseo en caso de lluvia usado para calcular escorrentas provenientes del drenaje.

t Tamao y configuracin: el tamao del canal est en funcin de los requerimientos decapacidad y altura libre del canal, su pendiente y el tipo de material de estratificacin de labase. El canal puede ser de cualquier configuracin a menos que existan ciertas limitaciones

(por ejemplo: lmites en el ancho y profundidad), o puede ser construido de acuerdo a ladisponibilidad de equipo para su construccin.

t Proteccin y recubrimiento contra la erosin del canal: se puede utilizar grava, gravilla y pastopara proteger un canal de la erosin. Se debe prestar atencin al mantenimiento requerido y ala disponibilidad de los materiales escogidos para la proteccin de la erosin. En algunassituaciones, como en el caso de drenajes, los canales se localizan aguas abajo de las pozas desolucin de las pilas de lixiviacin para interceptar el rebalse de la solucin, se debe tomar encuenta el recubrimiento de los canales con materiales impermeables para prevenir la infiltracinde constituyentes del canal.

t Proteccin del canal aguas abajo: la construccin de los canales de derivacin generalmenteocasionan incrementos en los caudales de flujo de corrientes naturales localizados aguas abajodel canal construido por el hombre. Como resultado, la corriente receptora puede erosionar.Los enrocados y cadas deben ser construidos al final de los canales de derivacin para reducirla magnitud del flujo del canal y proteger la corrientereceptora.

2. Diques

Se puede utilizar diques alrededor de las instalaciones del proyecto para prevenirdeslizamientos de aguas superficiales a las instalaciones e inundacin de stas durantecrecidas y/o prevenir la descarga de aguas contaminadas de una instalacin hacia reasadyacentes como en el caso de un dique construido alrededor de superficiesimpermeabilizadas de lixiviacin. La altura del dique construido y los requerimientos deestabilidad son parte de las consideraciones que se deben tomar en cuenta en el diseo de losdiques.

3. Pozas de Detencin/Retencin

Las pozas de detencin/retencin se utilizan para controlar las aguas superficiales mediante elalmacenamiento y reduccin en la magnitud de flujo. Un ejemplo de uso podra ser una pozade detencin localizada en la boca de un embalse de drenaje utilizado para reducir flujospluviales de manera que un canal de drenaje que ser construido aguas abajo de la poza dedetencin puede ser reducido en tamao. Las diferencias primarias entre las pozas dedetencin y retencin es que la poza de detencin permanece seca entre periodos de lluviamientras que una pozade retencin siempre contiene agua.

El tamao de las pozas de detencin/retencin se basa en el diseo de precipitacin, rea dela cuenca hidrogrfica, magnitud de flujo del diseo, volumen de escorrenta y requerimientosde altura libre.

4. Pozas de Almacenamiento

Se puede construir pozas de almacenamiento para contener aguas superficiales que sonconducidas a la poza ya sea para usarlas en el proceso minero o para que sean tratadas antesde su descarga. El volumen de la poza de almacenamiento es una consideracin del diseodependiendo de las operaciones de la poza, capacidad de los trabajos de tratamiento, etc.

FORMACION

Captulo III. FORMACION Y MANEJO DEL DRENAJE ACIDO DE MINA

El Drenaje Acido de Mina (DAM) resulta de la oxidacin de minerales sulfurosos,particularmente la pirita, en roca cuando son expuestos al agua y al aire. A menudo, lageneracin de DAM puede ser acelerada por la actividad biolgica, particularmente, elThiobaccillus ferrooxidans que se desarrolla vigorosamente en medios de pH bajo.

Teniendo en cuenta las complejidades del DAM, la discusin en este documento guanecesariamente es un breve resumen de los aspectos claves del DAM que son: 1) fuentes deDAM, 2) generacin de DAM, 3) prediccin de DAM, y 4) mtodos para controlar el DAM. Sinembargo, existen numerosos informes y estudios (referencias 2, 3 y 4), adems de la "GuaAmbiental para el Manejo de Drenaje Acido de Mina", publicada por la Direccin General deAsuntos Ambientales, donde se recomienda al usuario de este documento gua dirigirse, paradiscusiones mas detalladas del proceso de DAM.

1. Fuentes de DAM

Las fuentes potenciales de DAM para las operaciones mineras y de beneficio incluyen:

t drenaje de labores mineras subterrneas

t escorrentas de labores mineras a tajo abierto

t pilas de desmonte, y

t canchas de relaves

Tal como se discuti anteriormente, el DAM resulta de la oxidacin de minerales sulfurosos enla roca cuando son expuestos al agua y al aire.Por lo tanto, la generacin de DAM de las fuentes potenciales previamente descritas requierede suficiente minerales sulfurados y agua yoxgeno en cantidades adecuadas para soportar las reacciones qumicas y biolgicas queprolonguen la existencia del DAM. Para las pilas dedesmonte y canchas de relaves, la presencia tanto de agua como de oxgeno en estosmateriales estar en funcin de la permeabilidad delmaterial. En cuanto a la presencia del agua, estar en funcin del clima del rea (por ejemplo,precipitacin y evaporacin total que influirn en lafiltracin de aguas pluviales), y/o ubicacin (por ejemplo, deslizamiento de aguas superficiales).

El periodo de formacin y descarga inicial del DAM puede variar. Por ejemplo, la formacin deDAM en minas subterrneas y a tajo abierto nose presentar hasta que la roca sulfurosa sea expuesta al aire, situacin que no ocurrir hastaque el nivel del agua subterrnea haya sidodisminuido durante las operaciones mineras. Por muchos aos, tal vez no ocurra la formacinde DAM en las canchas de relaves, ya que elingreso de oxgeno en los relaves es inicialmente bajo debido a que stos son colocados enuna condicin saturada o bajo agua y el tamaofsico de los relaves ocasiona menor permeabilidad de los depsitos de relaves.

2. Formacin de DAM

El proceso de generacin de cido puede tratarse en trminos de:

t oxidacin de sulfuro de hierro,

t oxidacin de otros sulfuros de metales bases,

t cido aerbico que genera reacciones qumicas, y

t oxidacin de otras formas sulfurosas.

a) Oxidacin de Sulfuro de Hierro

El principal contribuyente de la generacin cida de las actividades mineras es la oxidacin delsulfuro de hierro (pirita y marcasita). Para

propsitos de esta gua, la discusin de la oxidacin del sulfuro de hierro ser presentada entrminos de la pirita.

La oxidacin de la pirita puede presentarse tanto directamente de la reaccin con el aire y elagua, o indirectamente de la reaccin con el hierrofrrico. Las tres reacciones(2) presentadas a continuacin pueden describir el proceso deoxidacin directa de la pirita:

* 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+

* 4Fe2+ + 10H2O + O2 = 4Fe(OH)3 + 8H+

* 2Fe2+ + O2 + 2H+ = 2Fe3+ + H2O

La siguiente ecuacin puede describir la oxidacin indirecta:

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O = 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+

Los factores bioqumicos o geoqumicos pueden influir en las reacciones de oxidacin de lapirita. La bacteria Thiobaccillus ferro-oxidans (T.ferro-oxidans) se encuentra bastante extendidaen ambientes naturales y se ha demostrado que acelera el proceso de oxidacin de la pirita,principalmente a valores bajos de pH de aproximadamente 3 a 3,5.

Las consideraciones geoqumicas en la oxidacin de la pirita incluyen el pH, el oxgeno, laalcalinidad, la abundancia de pirita y los granos de pirita en reas superficiales, la temperatura,los micro-ambientes, los defectos estructurales de la pirita y trazas de elementos.

b) Oxidacin de otros Sulfuros de Metales Bases y otras Formas Sulfurosas

Se ha indicado la oxidacin de otros sulfuros de metales bases(2) directamente por bacteriasen presencia de aire o agua, o indirectamente, por el hierro frrico. Estos sulfuros incluyen lagalena (PbS) y la esfalerita (ZnS). Ms an, existe cada vez mayor conviccin de que otrasformas deazufre (por ejemplo, sulfitos y tiosulfatos) pueden influir apreciablemente en la generacin decido. Debido a que la oxidacin del sulfuro de hierro es el proceso primario de la formacin decido en los desechos de mina, el proceso de oxidacin de otros sulfuros de metales-bases yformas de sulfuros no son discutidas en detalle es esta gua; sin embargo, el usuario puederemitirse a la referencia presentada anteriormentepara una discusin detallada de estos procesos.3. Procesos de Consumo de Acido

La formacin de Drenaje Acido de Mina puede ser inhibido o retardado por las reacciones conotros componentes presentes en los desechosde mina o en el agua que se infiltra en los desechos de mina. La generacin de cido puedeser afectada por reacciones con:

t Carbonatos,

t aluminosilicatos, y

t otros compuestos

Los carbonatos, como la dolomita y la calcita, son materiales que se encuentran presentes enla mayora de tipos de roca y pueden estardisponibles, ya sea en solucin o como slido, para consumir cido. Los minerales de silicatosy silicatos portadores de aluminio(aluminosilicatos) aunque consumidores de cido menos efectivos que los carbonatos, puedentener efectos significativos en el proceso degeneracin de cido. En contacto con el agua, los silicatos y aluminosilicatos tienden a producirun pH alcalino. Tambin, cuando estn en

contacto con los cidos, tienden a degradarse, consumen iones de hidrgeno y producenminerales de arcilla. En resumen, para sistemasproductores de cido ms lentos, la descomposicin del silicato y el consumo del cido puedenrepresentar un control efectivo de generacinde cido.

4. Prediccin del Drenaje Acido

En el Manejo de Desechos de Mina (2) se describe una alternativa para la prediccin deldrenaje cido de roca ejecutable en fases. Esta opcinen fases incluye:

t Definir las unidades geolgicas (y su mineralizacin) que probablemente sern encontradasdurante las operaciones de minera.

t Definir e implementar un programa de muestreo de materiales.

t Llevar a cabo pruebas de campo y laboratorio, de ser necesario.

t Evaluar la formacin potencial de DAM.

t Llevar a cabo mayor muestreo y pruebas, y

t Caracterizar los materiales de desecho en trminos de potencial de generacin de cido.

a) Geologa y Mineralizacin

Esta etapa comprende la identificacin de unidades litolgicas que probablemente sernencontradas al momento de las operaciones mineras yla descripcin de las propiedades geoqumicas y la clasificacin y tipo de mineralizacinpresente en cada una de las unidades. Cada unidadpuede presentar caractersticas en trminos de generacin de cido y potencial deneutralizacin. Adems es necesario identificar los tipos deminerales de sulfuro presentes y la forma en que ocurre la mineralizacin.

b) Muestreo del Material

Las fuentes de muestras para las pruebas de prediccin de generacin de cido incluyen laspilas de desmonte o almacenamiento, relaves,paredes y roca del tajo que rodean las labores subterrneas. Se propone que las muestras delos emplazamientos mineros se obtengan delcentro de la mina durante la perforacin exploratoria y el mineral gastado, de las pruebasmetalrgicas.

c) Prueba de Campo y Laboratorio

Los mtodos de prueba comunes para la prediccin del DAM son las pruebas estticasgeoqumicas y las pruebas cinticas de humedad de celda de balance cido-base. Las pruebasestticas son rpidas y econmicas y, principalmente, se utilizan para proporcionar unaindicacin preliminar del potencial generador de cido neto de un material permitiendo que elmaterial sea categorizado ya sea, como generacin no cida,posible generacin cida o generacin cida. El Manejo de Desechos de Mina (2) describe ypresenta los resultados de la comparacin de cincotcnicas de pruebas estticas, que a continuacin presentamos:

t Prueba Inicial de Investigacin de B.C.,

t prueba Sobek,

t mtodo de produccin alcalina,

t prueba de perxido de hidrgeno y

t prueba de produccin de cido-neto

Las pruebas cinticas de humedad de celdas son mucho ms completas y comprenden lamaduracin o intemperismo de muestras bajo condiciones de laboratorio o de campo quesimulan los cambios qumicos variados en el tiempo que se presentan en el material. Laspruebascinticas se usan para confirmar el potencial para generar acidez neta que posee el material,determinar los porcentajes de oxidacin y neutralizacin del sulfuro, determinar lasconcentraciones del constituyente que se presentan en el drenaje cido y evaluar la efectividadde los mtodos propuestos para el control y tratamiento del DAM.

Generalmente, las pruebas cinticas de laboratorio tienen una duracin de 20 semanas yproporcionan informacin cualitativa sobra la calidad del agua de drenaje. Las pruebascinticas geoqumicas, llevadas a cabo en el emplazamiento minero en pilas o depsitos dedesechos a escala piloto, pueden ser conducidas por un periodo de meses e incluso aos.

El Manejo de Desechos de Mina (2) describe y compara siete mtodos de pruebas cinticasgeoqumicas. Estos mtodos son:

t Confirmacin de la investigacin de B.C.,

t confirmacin modificada,

t prueba de frasco agitado,

t prueba de extraccin soxhelt (uso de frasco-condensador),

t prueba de columna, y

t prueba a escala piloto.

5. Control de la Generacin de Acido y Migracin de Solucin de Lixiviacin

Con el fin de prevenir el DAM en instalaciones nuevas y mitigarlo cuando se presente eninstalaciones existentes, se toman medidas de control del DAM. Las alternativas para llevar acabo dicho control pueden ser caracterizadas como: 1) control del proceso de generacincida, 2) control de la migracin de la solucin de lixiviacin, y 3) tratamiento del DAM. Elcuadro 4-1 resume estas medidas de control.

APLICACION

Captulo IV. APLICACION DE LOS METODOS PARA EL MANEJO DE LOS RECURSOS DEAGUA EN LOSDEPOSITOS

1. Localizacin de los Depsitos

U na consideracin fundamental de las operaciones mineras es la ubicacin de los depsitos.Estos deben localizarse a una distancia econmicamente corta de la mina activa e, incluso,deben tomarse en cuenta los posibles impactos a los recursos de agua como resultado de lospuntos de ubicacin. Los depsitos son instalaciones de almacenamiento permanentes paralos desechos mineros y su ubicacin debe reflejaresa filosofa.

Evite localizar los depsitos en los drenajes. Los depsitos que se localizan en drenajes debentener canales construidos para derivar el flujo del drenaje original alrededor del depsito. Si elflujo no se deriva, puede percolar a travs del depsito contribuyendo a la formacin de DAMy/o erosionar y transportar sedimentos en la direccin del drenaje.

Otra consideracin para la ubicacin de los depsitos de desechos es localizarlos en lo alto deformaciones geolgicas naturales impermeables que puedan impedir el flujo de soluciones delixiviacin desde el depsito hasta las aguas subterrneas. Como otra alternativa, se debeconsiderar que el tipo de formacin pueda ser un amortiguador natural (es decir, que contengaminerales carbonatados) impidiendo la formacinde DAM. Dependiendo de la calidad de la formacin, los depsitos geolgicos naturalespueden proporcionar superior proteccin ambientalque la proporcionada por los depsitos construidos por el hombre con tcnicas de ingeniera.

2. Canchas de Relaves

Existen numerosos mtodos que pueden ser utilizados para minimizar los impactosrelacionados con el agua asociados a las canchas de relaves.Estos mtodos incluyen la utilizacin de un sistema de contencin de ingeniera, tcnicas dedisposicin de relaves, prevencin de la escorrenta de aguas superficiales y el reciclaje yreutilizacin del agua de la cancha.

a) Sistemas de Contencin de Ingeniera

Una opcin para el diseo de una cancha de relaves que podra minimizar los impactosambientales incluye la construccin de una represa con un sistema de revestimiento y otro derecoleccin de solucin de lixiviacin. El sistema de revestimiento podra incluir revestimientosde arcilla (naturales o fabricados), revestimientos sintticos ouna combinacin de ambos. El sistema de revestimiento protegera contra la infiltracin deagua de relaves en aguas subterrneas. Larecoleccin de solucin de lixiviacin minimiza la presin hidrosttica en la cancha y fomenta elsecado de los relaves. El sistema de recoleccindela solucin de lixiviacin puede consistir de una capa de grava libre, de drenaje o un sistemade tuberas perforadas, una poza o tanque parala recoleccin de lquidos y una forma de tratamiento para los lquidos.

b) Tcnicas de Disposicin

Existen diferentes tcnicas de disposicin de relaves. Un mtodo que, con seguridad,disminuye el potencial para la generacin de solucin delixiviacin es la disposicin seca de relaves, que incluye el secado y filtracin de relaves en laplanta de recuperacin.

Los relaves en forma de lodo pueden ser descargados en diferentes puntos en todo elpermetro de la cancha de relaves, lo que contribuir a la evaporacin del agua y facilitar elsecado. De igual manera, se puede aumentar la evaporacin descargando los relaves encapas delgadas, dejando que sequen y solidifiquen antes de la adicin de la prxima capa.Adems, tambin se puede contribuir a la evaporacin esparciendoagua sobre los relaves mediante la construccin de pequeas bermas en la parte superior delos relaves durante su disposicin, tal como se muestra en la Figura 5-1.

Otra tcnica que puede facilitar el secado es la co-disposicin de relaves con desmonte nogenerador de cido. Esta tcnica adems puede ayudar a neutralizar los relaves cidoscombinndolos con desmonte alcalino. Un beneficio adicional de la co-disposicin puederepresentaruna mejora de la proteccin de las pozas de relaves.

c) Otros Mtodos de Manejo

Otros mtodos que pueden reducir impactos provocados por los relaves son: la construccin decanales de derivacin de drenaje sobre los relaves y la decantacin y reciclaje del agua de lacancha de relaves. Tal como se discuti previamente en el Captulo IV, los canales dederivacin de drenaje construidos en la parte superior de los relaves podran interceptardeslizamientos y alejarlos de las instalaciones derelaves, limitando la infiltracin potencial del agua. Decantar el agua de las canchas de relavesy reciclarlas como a gua de proceso contribuir alsecado de los relaves y reducir el volumen total de los efluentes generados por el proceso debeneficio.

3. Pilas de Desmonte y Material de Desbroce

Las preocupacin principal en cuanto a las pilas de desmonte y al material de desbroce es laformacin de DAM con el tiempo y la erosin ytransporte de sedimentos en escorrenta de agua superficial. Al respecto, se aplica aqu ladiscusin de la derivacin de deslizamientos de aguassuperficiales hacia las pilas de las pozas de relaves.

Un mtodo para minimizar la formacin de DAM es nivelar apropiadamente las pilas paraincrementar las escorrentas y reducir as la infiltracinde la precipitacin directa sobre stas. Si las propiedades de la roca permiten utilizarla comorelleno para la construccin de diques, otro mtodopuede ser encapsularla como relleno en los diques de las canchas de relaves.

4. Instalaciones de Lixiviacin en Pilas

Los principales temas de preocupacin en lo referente al material gastado de lixiviacin en pilasson la erosin y el transporte de sedimentos enescorrenta de aguas superficiales y la lixiviacin de reactivos (por ejemplo, cianuro), residuoque puede permanecer en el material de lixiviacindespus de finalizadas las operaciones de lixiviacin. La prevencin de deslizamientosmediante el uso de los canales de drenaje para laderivacin y el nivelado del material de lixiviacin para minimizar escorrentas y reducir lainfiltracin son mtodos mediante los cuales sepueden reducir los impactos provocados por el material gastado de lixiviacin.

Luego de finalizadas las operaciones, algunas medidas adicionales en el diseo de superficiesimpermeabilizadas de lixiviacin puedenproporcionar una proteccin adicional al cesar las operaciones. Se puede proteger las aguassuperficiales de la contaminacin usando cubiertasbajo las superficies impermeabilizadas de lixiviacin y sus pozas de los sistemas de coleccinde lquidos (ver Fig. 5-2). La colocacin derevestimientos bajo las superficies impermeabilizadas y los sistemas de coleccin asociados noslo reducen la migracin de la solucin delixiviacin proveniente de la pila de lixiviacin hacia las aguas subterrneas sino que tambinpreviene la prdida de soluciones cargadas quecontienen metales valiosos. La proteccin de las aguas subterrneas conseguida por el uso derevestimientos durante las operacionescontinuar luego del cese de las operaciones.

MANEJO D AGUAS

Captulo V. MANEJO DE LAS AGUAS PROVENIENTES DE LOS PROCESOS DE BENEFICIO

Mediante el manejo del agua de los procesos de beneficio se pueden minimizar los impactos alos recursos de agua, a travs de lareduccin de la cantidad de agua dulce usada en los procesos, la reduccin en la cantidad deefluente que debe ser eliminado y el tratamiento ydisposicin adecuados de ste. Se puede lograr la reduccin de la cantidad de agua dulceusada en los procesos a travs de lasconsideraciones del diseo, que no se tratan en esta gua, y a travs de la reutilizacin yreciclaje de efluentes de procesos, que s son tratadosen este documento.

Debido a que la cantidad de efluentes generados en un proceso es proporcional a la cantidadde agua utilizada en ste, la reduccin del efluentetambin se puede lograr mediante su reutilizacin y reciclaje. Finalmente, los mtodosescogidos para el tratamiento y disposicin de efluentestendrn un efecto directo en el grado de impacto a los recursos de agua asociados con elefluente del proceso.

1. Separacin de las Corrientes de Desechos

Un punto importante en el reciclaje, tratamiento y disposicin de efluentes de proceso es laseparacin de corrientes de desechos efluentes. Porejemplo, los subprocesos del proceso de beneficio producirn efluentes de diferente calidad.Mientras que el efluente de un subproceso puedeser directamente reutilizado en el proceso de beneficio o eliminado sin tratamiento alguno, siese efluente de alta calidad debiera ser mezcladocon otro de menor calidad, la mezcla resultante puede no ser de suficiente calidad para serdirectamente reutilizada o eliminada sin tratamiento.De igual manera, mientras un efluente tal vez requiera un tratamiento simple (por ejemplo,neutralizacin cida) para mejorar su calidad para lareutilizacin o eliminacin, si se mezclara con otro efluente, el efluente resultante tal vezrequiera un mtodo de tratamiento incluso ms caro ycomplejo, a fin de mejorar su calidad para la reutilizacin o disposicin.

La determinacin sobre qu efluentes separar y cules pueden ser combinados depende de lacalidad del efluente, volumen del efluente,requerimientos del tratamiento y la disposicin intencional del efluente (por ejemplo, reciclar yreutilizar o eliminar). Esta es una consideracindel diseo y su discusin va ms all del objetivo de esta gua. Sin embargo, se pone especialconsideracin a que la separacin del efluente deproceso debe ser usada como una herramienta de manejo del agua y que su importancia seincrementar a medida de que los estndares decalidad de agua para las descargas se vuelvan ms rigurosos y los costos del tratamiento ydisposicin del agua se eleven.

2. Reciclaje y Reutilizacin del Agua

El reciclaje y reutilizacin del agua de proceso es una de las consideraciones primarias para elmanejo efectivo del agua. El reciclaje puedereducir la cantidad de agua dulce requerida en los procesos minero-metalrgicos, minimizar losrequerimientos del tratamiento y la cantidad deagua de proceso descargada en el ambiente y conservar los reactivos usados en los distintosprocesos.

Tal como se describe lneas abajo, se pueden tomar numerosas medidas para el reciclaje. Laeleccin de la medida es una consideracin dediseo y depender de la calidad y volumen del efluente y los requerimientos del tratamiento.

a) Reciclaje Directo

El reciclaje directo causa el rebombeo del agua de una poza de agua residual o de una represade relaves para su utilizacin en el proceso demolienda. El reciclaje directo no incluye el tratamiento del agua previo a su reutilizacin.

b) Reciclaje y Represamiento

Esta medida es similar al reciclaje directo excepto que, antes de la reutilizacin, el aguareciclada primero es conducida de la represa de relaves auna poza donde, con el tiempo, la sedimentacin de los constituyentes, los procesos biolgicosy la oxidacin que ocurren naturalmentepueden mejorar su calidad. La poza puede ser localizada para interceptar la filtracin de unapoza de relaves, a manera de fuente adicional deagua para el reciclaje. Adems, el agua dulce puede ser agregada a la represa como mediopara mejorar la calidad del agua.

c) Reciclaje y Tratamiento

Incluyen tanto las medidas anteriormente descritas como el tratamiento del efluente delproceso previo a su reutilizacin. Los procesos detratamiento se discuten ms detalladamente en el Captulo X.

MANEJO DE DESECHOS

Captulo VI. MANEJO DE DESECHOS PROVENIENTES DE LA ACTIVIDAD HUMANA

Los desechos relacionados con la actividad humana incluyen las aguas servidas y los residuosslidos. Estos desechos pueden impactarfuentes de agua a travs de la introduccin de microorganismos patgenos encontrados enaguas servidas y soluciones de lixiviacin de losbotaderos de basura. Por lo tanto, los desechos generados por la actividad humana en elemplazamiento minero y los campos de laboresadyacentes deben ser tratados como parte de un programa de manejo ambiental de losrecursos de agua.

1. Aguas Servidas

Existen diversas formas de tratar las aguas servidas domsticas antes de descargarlas a lacorriente receptora. Entre otras podemos citar lossistemas spticos y las plantas pre-ensambladas de tratamiento. Construir una planta detratamiento de agua de capacidad grande resultaracostoso, considerando especialmente la duracin relativamente corta de la actividad minera.Sin embargo, el tipo de plantas pre-ensambladas,que pueden tratar aguas servidas generadas en todo el sitio por 25 a 5000 personas demuestraser una alternativa viable.

2. Desechos Slidos

Los desechos slidos eliminados inapropiadamente tambin pueden resultar una fuente decontaminacin del agua superficial y subterrnea.Por ejemplo, los depsitos de reactivos dispuestos inadecuada o irresponsablemente puedencontener reactivos residuales que podran sertransportados en escorrentas de aguas superficiales o eventualmente lixiviar al aguasubterrnea. Medidas simples, como concentrar todos losdesechos slidos lejos de cualquier va de drenaje y cubrirlos diariamente, reducirnsignificativamente el potencial de los residuos slidos paraproducir impactos adversos a las fuentes de agua; dichas medidas deben ser tomadas para elemplazamiento y los campos de labor minera.

BALANCE DE AGUA

Captulo VII. BALANCE DE AGUA

Debe llevarse a cabo un balance completo de agua para las operaciones del proyecto a fin deasegurar el reciclaje y los requerimientos detratamiento y disposicin del agua. La informacin requerida para llevar a cabo un balance deagua incluye para cada subproceso de molienda,lo siguiente:

t la cantidad mnima, mxima y promedio necesaria de agua

t la frecuencia de uso de agua,

t la calidad de agua requerida,

t el tipo y concentracin de constituyentes recogidos por el agua en el ciclo del proceso,

t la capacidad para reciclar el agua a travs del proceso sin tratamiento alguno y el nmero deveces que el agua puede ser reciclada a travsdel proceso sin ser tratada,

t la capacidad para reciclar el agua a travs del proceso despus del tratamiento,

t la capacidad para reutilizar el agua en otros procesos, directamente o despus deltratamiento.

Adicionalmente, se deben conocer las condiciones climticas en el sitio, particularmente para elcaso del manejo de las operaciones delixiviacin en pilas.

En cuanto a este tipo de operaciones, esta informacin es vital para determinar losrequerimientos del volumen de las pozas de solucionesestriles y cargadas. Por ejemplo, asumiendo que ninguna escorrenta proveniente de lasreas adyacentes se introdujera en las pozas, stasdeben ser calculadas para que pudieran recibir un incremento en el volumen de agua atribuiblea la precipitacin directa sobre las pilas delixiviacin y pozas que suceden durante precipitaciones prolongadas. Un diseo para casos detormenta (por ejemplo, una tormenta las 24 horasdel da en 100 aos) debe ser el elegido para propsitos de diseo. No considerar laprecipitacin directa en ste puede ocasionar eldesbordamiento de la poza y la descarga de agua no tratada a las reas adyacentes y a lasaguas subterrneas.

De manera general, se deben conocer las condiciones climticas en el sitio para determinar silas tcnicas escogidas para la disposicin deefluentes, como la evaporacin intensificada, son viables para cuantificar la cantidad deinfiltracin de la precipitacin en los botaderos dedesmonte a fin de estimar el potencial para la formacin de un DAM, para determinar losrequerimientos de irrigacin para propsitos derecuperacin, y para otros propsitos relacionados. La informacin climtica que pudiera serobtenida o recolectada incluye:

t la precipitacin,

t la evaporacin,

t la presencia de condiciones climticas extremas, y

t otra informacin considerada apropiada para describir el clima en el sitio, requerido para eldiseo del proyecto y la aplicacin del balance deagua.

La informacin climatolgica y meteorolgica se puede obtener de la estacin meteorolgicams cercana o puede ser recopilada del sitio delproyecto. Se debe tener cuidado de no utilizar informacin de estaciones meteorolgicasalejadas del rea del proyecto, ya que la informacinclimatolgica y meteorolgica puede no ser representativa del rea del proyecto debido a lascondiciones orogrficas y otros efectos.

TRATAMIENTO DE AGUA

Captulo VIII. TRATAMIENTO DEL AGUA

C ada proceso que utiliza agua en una operacin de minera y beneficio individual requiereagua de mnima calidad particular. Por estarazn, tal vez se requiera que el tratamiento de agua sea previo a la reutilizacin durante elreciclaje. El tratamiento para el agua reciclada puedeser necesaria si:

1) los constituyentes en el agua despus de su uso en un proceso prevendran la reutilizacindirecta del agua en el mismo proceso u otros, y/o

2) si la calidad del agua luego de su uso en un proceso podra ocasionar efectos adversos paralos componentes del sistema (por ejemplo, aguacida que corroe tuberas, descascaramiento de tuberas).

Tambin puede ser necesario el tratamiento del agua para corrientes de desechos que emanande las operaciones de minera y beneficio antesde su eliminacin. Estas pueden incluir el agua de mina, el efluente de los procesos debeneficio, y la filtracin y escorrenta de agua superficialprovenientes de las represas de relaves, material gastado de lixiviacin en pilas y los depsitosde desechos (por ejemplo, DAM).

Dependiendo de los requerimientos de la calidad de agua, el tratamiento puede incluir:

t la neutralizacin,

t la remocin de los particulados,

t la remocin de los slidos disueltos, y/o

t la remocin de constituyentes orgnicos

Ambos sistemas de tratamiento activo y pasivo pueden ser utilizados para el tratamiento deagua.

Las descripciones detalladas de las tcnicas de tratamiento y sus procesos qumicos asociadosvan ms all de los objetivos de esta gua. Sinembargo, a continuacin se presenta un resumen de las tcnicas que pueden ser consideradaspara el tratamiento del efluente de lasoperaciones mineras y de beneficio. Adicionalmente, se hace referencia a manuales y estudiosdel diseo que tratan extensamente lostratamientos discutidos en esta gua.

1. Tratamiento Pasivo

Los sistemas pasivos son los que intentan tratar las aguas sin la intervencin humana. Estospueden incluir, por ejemplo, la descarga de lasaguas de la mina a travs de sistemas biolgicos como tierras pantanosas, musgo y turba parael control de cido y metales, la reduccin deslidos suspendidos, nutrientes y metales. Las descripciones de los sistemas de tratamientoecolgico y biolgico pueden encontrarse enmuchos libros incluyendo el de Ritcey (4) y cualquier autor citado en la referencia en esta gua.

2. Tratamiento Activo

Los sistemas de tratamiento activo son aquellos procesos que requeriran una operacincontinua por el hombre, tales como las plantas detratamiento de aguas residuales. Algunos procesos en los sistemas de tratamiento activoincluyen:

a) neutralizacin y precipitacin,

b) aereacin,

c) filtracin y osmosis inversa,

d) intercambio inico, y

e) ablandamiento qumico.

A continuacin presentamos un resumen de estos procesos. Las descripciones completas destos y otros procesos pueden ser consultadasen la EPA (3), Ritcey (4), American Water Works Association (5) y en las referencias citadas enstos.

a) Neutralizacin-Precipitacin

Este proceso comprende la neutralizacin del efluente cido proveniente de las operaciones deminera y beneficio a travs de la adicin delcalis tales como cal, piedra caliza, soda castica y carbonato de sodio. En un sistema neutral,los iones de los metales pesados se hidrolizan yprecipitan como hidrxidos. Los aniones formarn compuestos insolubles con muchos metalespesados a pH neutro y tambin pueden serremovidos simultneamente. En la Figura 9-1 se presenta un proceso esquemtico deneutralizacin con cal convencional.

Una consideracin importante en el proceso de neutralizacin-precipitacin es el manejo ydisposicin de lodos precipitados, particularmente,en lo que respecta al tratamiento del DAM. El manejo y disposicin de lodos se presenta comouno de los problemas ms significativos en laprctica de las operaciones de tratamiento del DAM. Se espera un volumen de lodos que osciladel 5% al 10% del flujo diario a travs de unaplanta de tratamiento. Se han registrado volmenes de lodos hasta de 33%. EPA (3).

Los mtodos de desaguado y disposicin de lodos incluyen:

t formacin de lagunas

t disposicin en mina profunda

t filtracin al vaco

t filtracin a presin

t secado de cama porosa, y

t centrifugacin

Todos estos procesos se describen en detalle en el manual de la EPA(3) en donde se discutenprofundamente los aspectos del desaguado ydisposicin de lodos.

b) Aereacin

Los procesos de aereacin son utilizados para mejorar el proceso de oxidacin durante eltratamiento. Un ejemplo claro podra ser el uso de laaereacin para incrementar la oxidacin del hierro ferroso en forma frrica de manera quepueda ser efectivamente eliminado del DAM en unsistema de pH ms bajo. Tal como lo muestra la Figura 9-2, la mnima solubilidad frrica ocurrea un pH de 8,0, mientras que la mnima solubilidadferrosa sucede a un pH de alrededor de 11,0.

Los procesos de aereacin utilizados comnmente incluyen la aereacin mecnica superficial,la aereacin en cascada y la aereacin de turbinasumergida. La aereacin mecnica superficial introduce oxgeno en la poza de aereacin pormedio de cuchillas rotadoras localizadas debajo dela superficie del agua. Los aereadores mecnicos pueden ser flotantes o ser colocadosestructuralmente debajo de la poza de aereacin. Puedenser utilizados ya sea en pozas de aereacin cuadradas como en las circulares. La transferenciade oxgeno ocurre cuando el agua debajo de lascuchillas es empujada y salpica en toda la superficie de la poza de aereacin. (Ver Figura 9-1).

La aereacin de turbina sumergida introduce el oxigeno en una poza de aereacin mediante eluso de un tubo rociador ubicado casi en el fondode la poza de aereacin. La accin cortadora de las cuchillas rotadoras localizadas sobre eltubo rociador produce pequeas burbujas de aireque contribuyen a la transferencia de oxgeno. Los aereadores de turbina sumergida sonmenos eficientes que los aereadores mecnicossuperficiales y requieren mayor demanda de energa.

La aereacin en cascada introduce oxgeno mediante la turbulencia creada al conducir el aguapor gravedad a travs de un canal revestido debloques esparcidores, debajo de una cascada formada por una serie de gradas o a travs deuna serie de cadas. Otra forma de introduciroxgeno en el sistema es conducir el agua a travs de una cascada abierta, ancha y de pocaprofundidad.

c) Filtracin y Osmosis Inversa

La filtracin del efluente del proceso para eliminar los slidos suspendidos y disueltos en unaescala de 0,001 a 0,1 micrones, junto con unasmosis inversa que elimine los slidos disueltos menores a 0,001 micrones es un mtodoexcelente, pero caro, para mejorar la calidad del aguadel efluente de descarga de las operaciones de beneficio y minera. Tambin es altamenteefectivo para remover casi en su totalidad los slidos

disueltos en el DAM.

La smosis inversa (OI) se logra forzando el efluente filtrado a travs de una membranasemipermeable a presin alta (por ejemplo, 281 kg/cm2)lo que permite que la calidad alta (el kg/cm2 filtrado) pase a travs de la membrana y searecolectada, mientras que el agua altamenteconcentrada (el soluto o salmuera) sea retenida. Lo filtrado es de excelente calidad y puede serreutilizado para la mayora de procesos. Se haregistrado rechazo de slidos disueltos en ms de 90% y en algunos casos un 99%.

Una consideracin importante en el uso de smosis inversa es el tratamiento y disposicin dela salmuera ya que el proceso crea una corrientede desechos altamente concentrada. Por ejemplo, un sistema de OI con un porcentaje derecuperacin de 90% crear una corriente de desechoscon una concentracin de constituyentes diez veces a la del agua que ingresa al sistema; sinembargo, el volumen de la corriente de desechosser solamente 10% del volumen que ingresa al sistema. Los posibles mtodos de tratamientoy disposicin son la neutralizacin con reactivosy la evaporacin.

d) Intercambio Inico

El intercambio inico en el tratamiento del agua es el intercambio reversible de iones entre unmedio slido y una solucin acuosa. El uso mscomn de intercambio inico ha sido su aplicacin en el ablandamiento de agua cargada demineral para propsitos comerciales o domsticos.De la misma manera que en la smosis inversa, el intercambio inico puede ser utilizado paraeliminar los iones disueltos no deseados a fin deproducir agua de alta calidad para numerosos usos incluyendo el agua de grado potable, si esseguido de la filtracin y desinfeccin requerida.Igualmente, una consideracin importante en el uso del intercambio inico es el tratamiento ydisposicin de efluentes de desechos.

Los procesos de intercambio inico desarrollados para el tratamiento del DAM incluyen elproceso

Sul-bisul, el proceso Desal y el Desal modificado y, por ltimo, el Proceso de DosResinas. Las descripciones detalladas de estosprocesos y los de intercambio inico pueden encontrarse en EPA (3) y Ritcey (4).

e) Ablandamiento Qumico

El ablandamiento qumico puede ser empleado para eliminar los iones disueltos del efluente debeneficio/minera cuando se considera que elefluente sea reutilizado o convertido en agua potable. La ventaja de utilizar el ablandamientoqumico en la smosis inversa y el intercambioinico es que slo se producen corrientes de lodo y ninguna otra corriente de desechos, ynicamente se requiere el equipo de tratamientoconvencional.

Dos procesos de ablandecimiento qumico que pueden ser empleados son el ablandecimientopor soda-cal y por almina-soda-cal. Ladescripcin detallada de estos procesos se pueden encontrar en las referencias citadasanteriormente.

MONITOREO

Captulo IX. PROGRAMAS DE MONITOREO

El monitoreo de las aguas superficiales y subterrneas alertan a los operadores sobre laexistencia de liberacin de contaminantes. A pesarque no se pueden advertir visualmente todas las fugas, un programa de monitoreo biendiseado puede detectarlas y prevenir o reducir losefectos asociados a las operaciones de beneficio/minera sobre las aguas superficiales ysubterrneas. A continuacin se proporciona unabreve discusin de los aspectos de los programas de monitoreo. Adicionalmente, se sugiere alusuario de esta gua referirse a las guaspublicadas por el Ministerio de Energa y Minas en cuanto a los procedimientos de monitoreode agua.

Algunos factores que deberan tomarse en cuenta al momento de disear programas demonitoreo son:

t Estudios de referencia y definicin de los antecedentes del medio,

t caractersticas de los desechos,

t grado y naturaleza del depsito de desechos,

t medio ambiente,

t posibles vas de migracin de los constituyentes.

A continuacin se presenta una breve descripcin de cada uno de estos factores.

1. Estudios de Referencia y Definicin de los Antecedentes del Medio

Los resultados de los estudios de referencia y la definicin de las condiciones del medioambiente pueden proporcionar informacin de lacalidad de agua, contra la cual se puede comparar la informacin del monitoreo de calidad deagua para determinar si se ha producido lacontaminacin de las aguas. Los estudios de referencia pueden ser realizados previamente alas operaciones de beneficio y de minera y podranproporcionar datos de la superficie pre-operativa y de la calidad del agua subterrnea. Losdatos de la calidad de agua del medio refleja laconcentracin de constituyentes en las aguas de gradiente superior al sitio del proyecto. Estosdatos son usados para definir los porcentajesnaturales y las variaciones temporales en la concentracin de constituyentes, para lacomparacin y anlisis de la informacin sobre la calidadde agua recopilada durante el programa de monitoreo.

2. Caractersticas de los Desechos

Se debe determinar las caractersticas de los desechos de mina que pueden ser fuentespotenciales de contaminantes del agua (por ejemplo, lasconcentraciones y la movilidad de los constituyentes potencialmente dainos en los desechos)a fin de identificar el tipo de constituyente porel cual las aguas superficiales y subterrneas deben ser analizadas durante el programa demonitoreo. Estos constituyentes a ser analizados nosiempre son obvios. Por ejemplo, cuando se lleva a cabo un programa de monitoreo puede sernecesario considerar el anlisis de los productosde reaccin de los reactivos usados en el procesamiento de minerales o el DAM.

3. El Grado y Naturaleza del Depsito de Desechos

El tipo de depsito utilizado para los desechos puede influir en la magnitud de la migracin decontaminacin potencial y, por lo tanto, el

nmero y tipo de lugares de monitoreo que pudieran ser necesarios. Por ejemplo, las pozas ocanchas de relaves no revestidas pueden liberarcontaminantes sobre reas bastante grandes. Los sistemas protegidos en forma naturaltambin pueden filtrar en reas grandes, as como enpequeas fracturas, zonas de fallas pequeas y otras zonas apartadas dbiles. Por otro lado,los revestimientos sintticos generalmente sedebilitan en cualquier momento por la presencia de pequeos orificios o roturas.

4. Medio Ambiente

Tambin debe tomarse en consideracin el medio ambiente al momento de disear unprograma de monitoreo ya que las condicionesambientales del lugar juegan un rol importante en la migracin, transporte y destino de loscontaminantes. Los aspectos del medio ambiente quepueden ser preocupantes incluyen:

t el clima

t la proximidad de los cuerpos de agua

t las propiedades fsicas de las formaciones geolgicas

t las caractersticas hidrogeoqumicas del sitio minero

t la hidrologa y el flujo y calidad de las aguas subterrneas naturales

Estos aspectos ambientales se discuten en mayor detalle en la Gua para la Preparacin deEstudios de Impacto Ambiental (1).

5. Posibles Vas de Migracin

Las posibles vas de migracin deben ser evaluadas para determinar los lugares donde sedebe realizar el monitoreo. Las vas de migracinpueden incluir el viaje a travs del sistema del depsito, mediante la zona vadosa de lossuelos, y el flujosuperficial hacia corrientes de agua quese desplazan por gravedad y lagos. Tal como se mencion anteriormente, estas vas demigracin son una funcin de las condicionesambientales del lugar.

PLANES DE CIERRE

Captulo X. PLANES DE CIERRE

P ara el cierre permanente de una mina y sus depsitos es necesario proporcionar unaproteccin a largo plazo contra el transporte ymigracin de los contaminantes de las reas de labores mineras y los depsitos hacia lasaguas superficiales y subterrneas. Tambin se debeincluir el cierre permanente de las instalaciones de beneficio. Las fuentes principales decontaminantes, luego del cese de las operaciones sernlos depsitos (canchas de relaves, stockpiles, etc.). Las condiciones del sitio, las caractersticasde los desechos, y las condiciones climticaslocales dictarn los mtodos de cierre para los diferentes depsitos.

Las alternativas para el cierren fluctan de la no accin o abandono hasta las actividades decierre a escala total. La alternativa de no accinpuede ser utilizada cuando el depsito no representa una amenaza para el medio ambiente. Sedebe recurrir a controles institucionales. Estos

pueden incluir el acceso restringido al sitio usando cercas y/o postes, restricciones en el uso dela tierra no permitiendo que sea utilizada paradeterminados usos o el uso restringido de las aguas subterrneas en reas donde la calidad delas aguas subterrneas ha sido deteriorada.

Otras actividades de cierre para los depsitos incluyen el acondicionamiento o tratamiento y lascubiertas. El acondicionamiento de las pilas dedesmonte, el material gastado de lixiviacin y los relaves pueden incluir el renivelado parareducir la filtracin y mejorar la escorrenta, la adicinde cal para el ajuste de pH y el lavado ligero con agua del material de lixiviacin para retirar losreactivos residuales. El encubrimiento de losdesechos proporcionar proteccin contra la erosin de los materiales de la superficie por laaccin del viento y de las aguas superficiales ysubterrneas y reducir la infiltracin causada por la filtracin de las precipitaciones en elmaterial depositado.

El transporte de los sedimentos a travs de la erosin elica e hdrica puede ocasionar laacumulacin de sedimentos en las aguas superficialese incrementar los niveles de los constituyentes disueltos en el agua. La infiltracin de losdepsitos no slo tienen el potencial para impactar lasaguas subterrneas en las inmediaciones de los depsitos sino tambin pueden impactar lacalidad de las aguas superficiales y subterrneas degradiente inferior hacia la unidad. Las cubiertas pueden ser compuestas de material sinttico,natural o ambos.

Para mayor detalle en lo referente al plan de cierre, el usuario de esta gua puede consultardocumentos con informacin apropiada o las guassobre planes de cierre del Ministerio de Energa y Minas, Per.

OTROS TEMAS

Captulo XI. OTROS TEMAS RELACIONADOS A LOS DESECHOS MINEROS

1. Manejo y Almacenamiento de Reactivos

A fin de prevenir la contaminacin de las aguas causada por derrames accidentales dereactivos, debe realizarse un manejo yalmacenamiento apropiados. Los reactivos deben ser almace-nados en reas revestidas conuna superficie compatible, como el concreto yrodeados con una berma para prevenir la dispersin de los reactivos en caso de un derrameaccidental. Los reactivos deben ser almacenadosseparadamente. Cuando los reactivos incompatibles son almacenados juntos puedenocasionarse reacciones voltiles.

El rea bordeada por bermas debe tener la capacidad para contener un valor de lquido igual al10 por ciento del volumen total de los reactivosalmacenados all, adems de la precipitacin directa de una tormenta, durante las 24 horas delda en un periodo de 2 aos como mnimo. Debenestar a disposicin bombas porttiles para bombear inmediatamente la precipitacin directa ylos reactivos derramados para su eliminacinapropiada. La precipitacin directa que no ha entrado en contacto con los reactivos puede serdescargada sin tratamiento.

Para mayor informacin sobre el manejo y almacenamiento de reactivos, el usuario puedeconsultar documentos con informacin apropiada o

las guas de manejo del cianuro y el uso y almacenamiento de reactivos del Ministerio deEnerga y Minas, Per.

REFERENCIAS

1. Ministerio de Energa y Minas, Per.

Gua para Elaborar Estudios de Impacto Ambiental. Preparado por Shepherd Miller, Inc. Junio,1994.

2. California Mining Association.

Mine Waste Management (Manejo de Desechos de Mina). 1992.

3. United States Environmental Protection Agency.

Design Manual: Neutralization of Acid Mine Drainage (Manual: Neutralizacin del Drenaje Acidode Mina). EPA-600/2-83-001. Enero 1983.

4. Ritcey, G.M. Tailings Management (Manejo de Relaves).

Nueva York. Elsevier Scientific publishing Company, 1989.

5. The American Water Works Association, Inc.

Water Quality and Treatment (Calidad y Tratamiento del Agua), 3era. edicin. Nueva York:McGraw-Hill Book Company. 1971.