El cianuro es una sustancia que se descompone rápidamente por oxidación en el agua y el aire, además por fotólisis por

exposición a la luz del sol y hasta algunas plantas y microorganismos la aprovechan de forma anaeróbica, transformándose en

sustancias menos tóxicas y de valores muy bajos a través de procesos físicos.

En la industria minera, las soluciones  de cianuro de sodio que se emplean en las minas son reutilizadas muchas veces y después

de utilizarlo para extraer el oro, pero una vez que se ha recuperado el oro, la solución queda desprovista de oro pero sigue con

contenidos de cianuro, aunque constantemente se atenúa por acción del medio ambiente.

El cianuro es tratado o atenuado a través de la ejecución de planes de cierre y abandono donde las sustancias son destruidas

hasta reducirlos a niveles que no afecten al humano y al ambiente.

En presencia de soluciones acuosas como agua de lluvia, el cianuro se descompone rápidamente y es soluble con 48 gramos por

cada 100 mililitros a 10°C.

En términos generales existen 4 formas de tratar solucione de cianuro: la “degradación natural”, la “oxidación química”, la

“precipitación” y la “biodegradación” pero además existen formas de reutilizar el cianuro de una solución por medio del “reciclado”.

La forma principal de “degradación natural” es la volatilización que permita transformaciones posteriores en la atmósfera a

sustancias químicas menos tóxicas.

También existen otros factores que la provocan como la oxidación biológica, las reacciones anaeróbicas o aeróbicas en ciertas

bacterias, el agua de lluvia, la evaporación y la fotólisis con la luz solar que pueden degradar el cianuro y en algunos casos

pueden ser suficientes para que las soluciones lleguen a niveles satisfactorios establecidos por las normatividades internacionales

de descarga con sólo 3 meses de degradación natural, aunque se deben determinar valores en muestras específicas que emulen

las condiciones en el ambiente para conocer el cálculo con exactitud.

La “oxidación química” incluye utilizar el proceso de “dióxido de azufre (SO2)-aire” y el proceso con “peróxido de hidrógeno

(H2O2)”, una combinación de “ácido sulfúrico con peróxido de hidrógeno para formar H2SO5”, utilizar sulfatos ferrosos, cloratos

ferrosos o simple hidrólisis con agua, que tienen la capacidad de producir concentraciones residuales que satisfacen normas

exigentes de descarga. Ambos procesos exigen un monitoreo constante con muestras representativas de los materiales.

En el caso del “dióxido de azufre (SO2)-Aire” se utiliza para oxidar el cianuro libre y el cianuro DAD y precipitar el cianuro de hierro

como un sólido insoluble. Esta reacción es rápida pero se requiere construir una planta procesadora.

En el caso del proceso de “peróxido de hidrógeno (H2O2)”, se utiliza como un oxidante potente del NaCN, oxidando el cianuro

libre y el cianuro DAD para convertirlos en carbonato, amonio o cianatos de sodio (NaOCN) y agua, mientras que los cianuros de

hierro no se oxidan pero se precipitan como sólidos insolubles estables. En estos casos se debe monitorear las concentraciones

de cobre en las soluciones y añadir sustancias para que cumplan las normas ambientales.

La “precipitación” de cianuros estables se puede lograr agregando de forma liberada complejantes como el hierro para producir

precipitados sólidos, entre ellos sales insolubles de cianuro libre que serán removidos de la solución y que formarán

concentraciones menos tóxicas como el amoníaco, el dióxido de carbono y nitratos.

La “biodegradación” es un proceso que se utiliza en Estados Unidos y el Reino Unido a través de un proceso biológico con

microorganismos que siendo aeróbico es mucho más favorable, pero que también puede ocurrir de forma anaeróbica. Las

bacterias peden usar el oxígeno en el aire para descomponer compuestos de cianuro en nitratos, bicarbonatos y sulfatos,

ocidando los complejos de cianuro metálico, los iones metálicos de las especies de cianuro DAD y los subproductos intermedios

de la oxidación del cianuro.

El “reciclado” es un proceso que en lugar de destruir el cianuro trata de recuperarlo y reutilizarlo para reducir la cantidad total de

cianuro utilizado y disminuir costos operativos en países como Estados Unidos, Nueva Zelanda, Brasil, México y Argentina. En

este proceso debe controlarse el pH, volatilizarlo en condiciones muy controladas y capturar el cianuro liberado.

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Cianuro, cianuro de sodio, degradación de cianuro, descomposición de cianuro

http://intranet2.minem.gob.pe/web/archivos/dgaam/publicaciones/normastecnicas/GUIA%20DGAAM

%2013.pdf

http://www.caem.com.ar/wp-content/uploads/El%20Manejo%20del%20cianuro%20(ICMM).pdf

ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS PARA LA DEGRADACION DEL CIANURO EN EFLUENTES LÍQUIDOS Y SÓLIDOS DEL MUNICIPIO DE SEGOVIA, ANTIOQUIA Y EN LA PLANTA DE BENEFICIO DE LA

EMPRESA MINEROS NACIONALES, MUNICIPIO DE MARMATO, CALDAS

RESUMEN: Existen diferentes formas de cianuro de acuerdo a su composición y estabilidad, cada una con diferente grado de toxicidad, de los cuales, la forma mas toxica es el cianuro libre. La medición de concentración del cianuro puede realizarse por medio de los métodos espetrofotométrico, potenciométrico, y volumétrico.

El cianuro libre en solución puede transformarse a formas menos toxicas mediante la degradación natural, precipitación, recuperación de cianuro, adsorción sobre carbón activado y oxidación siendo este último el más aplicado. Este artículo presenta la evaluación de pruebas de degradación por oxidación aplicadas a efluentes sólidos, líquidos y pulpas de diferentes plantas de tratamiento o

beneficio de minerales auroargentíferos, ubicadas en el municipio de Segovia en Antioquia y en Marmato, en Caldas.

Las alternativas tecnológicas investigadas para la degradación por oxidación de cianuro en efluentes de cianuración sólidos y líquidos tomados en el municipio de Segovia, fueron: hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno y la combinación de los reactivos antes mencionados.

Para el tratamiento con hipoclorito de sodio se requieren 12.5 kg NaOCl/kg CN- en un tiempo de 40 minutos; mientras que para el proceso con peróxido de hidrógeno se necesitan 3.5 kg H2O2/kg CN- para un tiempo de 2.5 h. Para la combinación de los métodos del hipoclorito de sodio con peróxido de hidrógeno se deben adicionar 2.5 kg H2O2/kg CN- con 5 kg NaOCl/kg CN- en un tiempo de 20 minutos.

Las muestras tomadas en el municipio de Marmato, corresponden básicamente a pulpas minerales que salen del proceso extractivo y que contiene elevadas concentraciones de cianuro, en estas muestras se aplicó la degradación por oxidación empleando peróxido de hidrogeno y el ácido de Caro (AC).

Las velocidades en la degradación indicaron una reducción del contenido de cianuro en más del 93% en tiempo de 4 h para el uso del peróxido y 5 minutos para el uso del ácido de Caro. Con relaciones entre el H2O2/CN- de 2,5 y AC/CN- de 2 y H2SO4/H2O2 en 2.

1. INTRODUCCIÓN

Ambientalmente las formas de cianuro libre (HCN y CN-), no son generalmente detectables en efluentes mineros. La preocupación por la toxicidad de los efluentes radica en las formas complejas de cianuro y la posibilidad de romperse y generar cianuro libre en el nuevo sistema. Históricamente las propiedades altamente tóxicas del NaCN han sido utilizadas en cámaras de gas, como HCN y en solución por las personas para suicidarse. La dosis letal de NaCN depende del peso corporal de la persona y su condición física; una persona de 75 kilos de peso, que consuma 2.5 litros de agua por día, la dosis letal seria de 30 ppm. Pero cantidades superiores a 200 ppm son mortales para cualquier persona. La Tabla 1, presenta Los valores máximos permisibles de NaCN en Colombia y los Estados Unidos:

Tabla 1. Valores Límites Permisibles de NaCN Table 1. Permissible Limits Values of NaCN

Los diferentes distritos mineros auríferos colombianos se han caracterizado por la explotación, beneficio y comercialización de los metales preciosos de una manera imprevisiva. En el Nordeste Antioqueño Colombiano se encuentran localizadas unas 120 minas en proceso de legalización ambiental, unas 100 pequeñas plantas de beneficio de oro y unas 50 compras de oro, las cuales en su conjunto, llevan a una grave problemática ambiental debido al indiscriminado uso de cianuro y mercurio y a la quema de amalgamas con sopletes sobre platos cerámicos.

La Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia, CORANTIOQUIA, en convenio con el CIMEX – Universidad Nacional de Colombia realizó, durante los años 1999 y 2000, varios estudios con el objetivo de caracterizar los efluentes de cianuración y amalgamación así como, analizar la respuesta a la aplicación de alternativas tecnológicas para minimizar los impactos provocados por los derrames de cianuro al medio ambiente. Las cantidades de cianuro cuantificadas resultaron estar muy por encima de los valores límites permisibles por las normas nacionales e internacionales. En este artículo técnico se presentan los resultados alcanzados en la degradación de cianuro cuando se aplicaron alternativas tecnológicas tales como: hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno y la combinación de los dos reactivos antes mencionados.

Por otro lado, en el distrito minero de Marmato, departamento de Caldas, se ubica la empresa Mineros Nacionales, la cual explota el recurso natural de forma programada pero, ambientalmente el problema

radica en el almacenamiento de cerca de 300 ton de sólidos que salen diariamente y la concentración de cianuro en las colas, el cual presenta niveles por encima de los permisibles. En este artículo se analizan dos alternativas para disminuir la concentración de cianuro en los efluentes de la empresa, estos son: Oxidación con peróxido de hidrogeno muy empleado en la industria; por que no genera productos secundarios dañinos para el medio ambiente, y oxidación con ácido peroximonosulfúrico (Ácido de Caro), que prácticamente es lo mismo que la oxidación con peroxido, pero acompañada con Ácido sulfúrico que acelera la oxidación. Estos procedimientos fueron analizados en detalle en el Trabajo Dirigido de Grado “ANALISIS DE ALTERNATIVAS PARA LA DEGRADACION DEL CIANURO EN LA PLANTA DE BENEFICIO DE LA EMPRESA MINEROS NACIONALES”, presentado por los Ingenieros Leonardo González Álvarez y Jorge Horacio Pulido Henao.

2. ASPECTOS GENERALES SOBRE LA QUIMICA DEL CIANURO

El termino cianuro sirve para referenciar a una familia de compuestos químicos que se caracterizan por la presencia de un átomo de carbono enlazado a un átomo de nitrógeno mediante un enlace covalente triple.

Los diferentes compuestos de cianuro se pueden clasificar en:

Cianuro Libre Es el término utilizado para describir tanto al ión de cianuro (CN)- que se disuelve en el agua del proceso como cualquier cianuro de hidrógeno (HCN) que se forma en la solución.

Compuestos Simples de Cianuro Los cianuros simples se definen como las sales del ácido cianhídrico (KCN y NaCN, etc.) los cuales se disuelven completamente en solución produciendo cationes alcalinotérreos libres y aniones cianuros

Compuestos Complejos de Cianuro Cianuros de hierro, Ferrocianuros, en el cual el hierro reducido con la valencia + 2 y el Ferricianuros, en donde el hierro se encuentra oxidado con valencia + 3. El ferrocianuro es la forma usual en solución a potenciales redox ambientales pero, rápidamente se puede oxidar a ferricianuro.

Los cianuros de hierro desde el punto de vista ambiental requieren especial atención debido a su gran estabilidad en ausencia de luz y su tendencia a disociarse en su presencia. Aunque esos complejos resisten la degradación natural hasta la disipación total del cianuro libre y de los complejos de cianuro metálico más rápidamente degradables, los ferricianuros son capaces de desprender niveles tóxicos de ácido cianhídrico cuando se exponen a intensa radicación ultravioleta

Cianuro Total: (TCN) Se denomina así a todos los compuestos de cianuro existentes en una solución acuosa. Este es un término que se emplea en los procedimientos analíticos. El cianuro total incluye el cianuro libre, los cianuros simples y los todos los cianuros complejos.

Cianuro Disociable con Ácido Débil (Wad CN). Es un término analítico utilizado para designar a los compuestos de cianuro que se disocian bajo reflujo con un ácido débil, normalmente a pH 4.5.

Otros Compuestos Derivados del Cianuro: Tiocianato: la presencia de tiocianato, SCN- en efluentes resulta de la reacción del cianuro con iones sulfuros desprendidos de los sulfuros metálicos durante la lixiviación.

Cianato y Amoniaco La oxidación del cianuro se puede realizar con oxidantes tales como el cloro, ozono, oxigeno y peróxido de hidrogeno para convertirlo a cianato. A temperatura ambiente, el cianato y tiocianato reaccionan lentamente con el agua para formar amoniaco, ión formato, y/o carbonato.

2.1 Toma de muestras

Existen medidas y recomendaciones para preservar las muestras, en las que se desea determinar la concentración de cianuro, entre las más destacadas se tienen:

Debe recolectarse un mínimo de 1 l de muestra en recipientes de plástico o vidrio. Las muestras deben preservarse por adición NaOH hasta que el pH de la muestra sea

mayor o igual a 12 en el momento de la colecta. Las muestras deben refrigerarse a 4°C hasta el análisis. El tiempo máximo de almacenamiento previo al análisis es de 14 días. También deben considerarse las interferencias que pueden causar el ácido sulfhídrico,

sulfuros metálicos, etc.

2.2 Determinación del contenido de cianuro

Existen varias normas internacionales que son utilizadas para la determinación de cianuros; sin embargo, se resumen los siguientes métodos como los más usados:

Destilación con NaOH: Un procedimiento común es la destilación para medir el cianuro total, que consiste en volatilizar todas las formas de cianuro para luego condensarlas con NaOH.

Método Espectrofotométrico: Este método es usado para determinar la concentración de cianuros inorgánicos en aguas residuales, potables y naturales. El método detecta los cianuros tanto en forma de sales simples solubles como de radicales complejos.

Método Potenciometrico: Los cianuros son determinados potenciómetricamente en el destilado alcalino del tratamiento preeliminar usando un electrodo selectivo de ión especifico para cianuros, en combinación con un electrodo de referencia y un potenciómetro que cuente con una escala expandida en milivoltios o un medidor especifico de iones.

Metodo Volumétrico: El CN- presente en la muestra se valora con nitrato de plata (AgNO3), en presencia de yoduro de potasio (KI) como indicador, para formar el complejo de cianuro soluble (Ag(CN)2-) . En cuanto se halla acomplejado todo el CN- y exista un pequeño exceso de plata (Ag+) añadido, este exceso es detectado por el indicador de yoduro de potasio (KI), sensible a la plata y ocasiona un viraje en la solución. 

2.3 Métodos para la degradación del cianuro.

El principal objetivo en una campaña de degradación de cianuro en efluentes industriales es disminuir la concentración de cianuro libre a niveles asimilables para los seres vivos. Para ello, se han empleado varios métodos que en general se pueden clasificar en:

Degradación natural Degradación por recuperación del cianuro Degradación por precipitación. Degradación por conversión a formas menos tóxicas. Degradación por oxidación

Para el manejo de los efluentes reportados en este artículo, se aplicaron técnicas asociadas a la degradación por oxidación; por lo que, se explicaran en detalle.

Oxidación con Peróxido de Hidrogeno Se han desarrollado dos procesos los cuales utilizan el peróxido de hidrogeno para la destrucción oxidante del cianuro libre y los complejos de cianuro. El primer proceso conocido como proceso kastone fue originalmente propuesto por la Dupont, 1974 y por Mathre y Devries, 1981. Este proceso utiliza una solución de peróxido de hidrogeno al 41% con unos pocos mg/l de formaldehído y cobre. El segundo proceso fue desarrollado por Degussa Corporation, empleando una solución de peróxido de hidrogeno y sulfato de cobre en varias concentraciones, aunque es común no emplear las sales de cobre, debido a la presencia de este metal dentro de los minerales tratados, la reacción fundamental es:

Oxidación por Clorinación Alcalina La clorinación alcalina es un proceso químico que consiste en la oxidación y destrucción del cianuro

libre y los complejos de cianuro débiles bajo condiciones alcalinas (pH = 10.5-11.5). El cloro se suministra en forma liquida o gaseosa o bien, como hipoclorito de sodio en forma sólida. Las formas sólidas se preparan en soluciones concentradas previamente a usarse en el proceso de oxidación. El cloro o el hipoclorito pueden también generarse in situ electrolíticamente.

Oxidación con Ácido Peroximonosulfurico. El peróxido de ácido sulfúrico H2SO5 es conocido como Àcido de Caro pues lleva el nombre de su inventor Heinrich Caro (1834 – 1910) quien fue el primero que lo preparo en 1898. 

El Ácido de Caro es un conocido agente degradador de cianuro muy utilizado para el tratamiento de efluentes provenientes de los procesos de cianuración en la minería del oro y de la plata. Este es fabricado como producto de la reacción exotérmica entre el H2SO4 y el H2O2; de la cual, resulta una solución clara e incolora de una sola consistencia cuyas propiedades físicas se presentan en la Tabla 2. Debido a su inestabilidad, el Ácido de Caro es generado en el mismo punto de uso bajo la siguiente reacción:

Tabla 2. Propiedades Físicas del Ácido de Caro Table 2. Caro´s acid physical properties

El Ácido de Caro degrada fácilmente los cianuros WAD y los cianuros libres que provienen de las colas de las plantas en los procesos de extracción de la minería del oro debido a que estos disocian fácilmente a pH 9; este pH resulta porque la adición del Ácido de Caro a las colas disminuye el pH de los valores normales de estos (los cuales varían entre 10.5 y 11.5 debido a la cantidad de álcali utilizado en el proceso de cianuración).

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

3.1 Muestras provenientes del nordeste antioqueño.

Las muestras se tomaron en Segovia y Remedios, en 11 pequeñas plantas de beneficio, también llamadas entables mineros, en los cuales el mineral aurífero se somete a una serie de etapas de procesamiento en una forma inadecuada con el fin de recuperar la mayor cantidad de oro y plata posible. Esas etapas son: trituración, molienda y amalgamación en tambores o cocos, concentración en batea de la amalgama y cianuración por precolación de las arenas procedentes de la amalgamación. Las muestras tomadas corresponden a los efluentes líquidos y sólidos del proceso de cianuración

La concentración de cianuro presente se determinó por el método volumétrico en las muestras líquidas, para las muestras sólidas, se realizó una lixiviación de la muestra con agua destilada hasta establecer un equilibrio de solubilidad. Una hora de agitación con agua destilada suele ser suficiente. El procedimiento se resume como: Se toman 50 g de arena y se depositan en un recipiente plástico con 500 ml de agua destilada, se somete a agitación durante 1 hora a 100 rpm, o bien, por percolación, reciclando la solución hasta que la concentración de cianuro permanezca constante. Al licor final se agrega NaOH para fijar el cianuro y se procede a determinarlo en el lixiviado mediante el método volumétrico. Los niveles de cianuro encontrados para los 11 entables mineros seleccionados se presentan en la Tabla 3.

Tabla 3. Concentración de Cianuro en Efluentes Líquidos y Sólidos. Table 3. Cyanide concentration in liquids and solids efluentes.

Como se aprecia en la tabla, la muestra del entable 11, reporta el mayor contenido de cianuro en los efluentes líquidos, 5590 PPM (mg NaCN/l solución) y; por lo tanto, será la muestra con la que se probaran las siguientes alternativas.

Pruebas de Degradación de Cianuro en Efluentes Líquidos Empleando Peróxido de Hidrogeno Estas pruebas se realizaron con el fin de conocer la concentración más adecuadas de peróxido de hidrogeno que permita degradar cianuro a niveles permisibles, tiempos requeridos, condiciones de pH para posteriormente comparar con otras alternativas propuestas. La Tabla 4, presenta los resultados logrados.

Tabla 4. Resultados de Cianuro Obtenidos Usando Peróxido de Hidrógeno Table 4. Cyanide results Using Hydrogen Peroxide

En la Tabla 4, se aprecia la variación de la concentración de cianuro con el tiempo para diferentes concentraciones de peróxido de hidrogeno adicionadas a la solución. Para concentraciones de peróxido de hidrogeno entre 0.5 y 3.0 Kg de H2O2/Kg de CN-, no fueron alcanzados los límites de concentración permisibles (0.2 ppm), pero para 3.5 Kg de H2O2/Kg de CN-, el cianuro es degradado hasta concentraciones menores de 0.028 ppm en 4 horas; concentración aun menores que el límite permisible. Se puede decir que con una relación de 3.5 Kg de H2O2/Kg de CN- el cianuro es degradado hasta el límite permisible en 2.5 horas. Además se observó una disminución del pH de 11.46 a 8.65, de acuerdo con lo esperado en la teoría; este resultado presenta una ventaja del método, debido que a estas condiciones de pH algunos metales son precipitados En todas las pruebas realizadas se observó la formación de estos precipitados.

Pruebas de Degradación de Cianuro en Efluentes Líquidos Utilizando Hipoclorito de Sodio Con el fin de conocer la concentración más adecuada de hipoclorito de sodio que permita degradar cianuro hasta los límites permisibles, los tiempos requeridos y condiciones de pH para; posteriormente, comparar con otras alternativas propuestas, se realizaron una serie de ensayos, los cuales se reportan en la Tabla 5.

Tabla 5. Resultados de Cianuro Obtenidos Usando hipoclorito de Sodio Table 5. Cyanide results using sodium hipochlorite.

En la Tabla 5. se observa como varia la concentración de cianuro con el tiempo para diferentes concentraciones de hipoclorito de sodio adicionadas a la solución. Para concentraciones de hipoclorito de sodio entre 5 y 10 Kg de NaOCl/Kg de CN-, no fueron alcanzados los límites de concentración permisibles (0.2 ppm), pero para 12.5 Kg de NaOCl/Kg de CN-, el cianuro es degradado hasta concentraciones menores de 0.028 ppm en 60 minutos; concentración menor que el límite permisible. Se puede decir que con una relación de 12.5 Kg de NaOCl/Kg de CN-el cianuro es degradado hasta el límite permisible en 40 minutos. Además, se observó una disminución del pH de 11.46 a 8.7, al igual que con el peróxido de hidrógeno, se favorece la formación de precipitados, atribuidos a la precipitación de los metales presentes en la solución.

Pruebas de Degradación de Cianuro en Efluentes Líquidos Utilizando Peróxido de Hidrógeno/ Hipoclorito de Sodio

Adición de reactivos al mismo tiempo Estas pruebas se realizaron con el fin de estudiar el sinergismo entre estos reactivos, las combinaciones adecuadas, así como el tiempo necesario y condiciones del pH, para comparar estoa resultados con los alcanzados en los demás métodos propuestos, los niveles alcanzados se reportan en la Tabla 6..

Tabla 6. Resultados de Cianuro obtenidos utilizando combinaciones de peróxido de hidrógeno e hipoclorito de sodio. Table 6. Cyanide results using combinations of hydrogen peroxide and sodium hipochlorite

Los resultados de la Tabla indican como disminuye la concentración de cianuro a medida que el peróxido y el hipoclorito se combinan en diferentes proporciones. Para combinaciones de 2.5:5 y 2.5:7.5, se obtiene degradación hasta los limites permisibles. La degradación total de cianuro ocurre en los primeros 30 minutos después de los cuales, la concentración de cianuro no presenta cambios significativos, este método permite degradar cianuro en el menor tiempo. Al igual que los métodos anteriores se presenta disminución de pH y se observó formación de precipitados metálicos.

Adición inicial de peróxido de hidrogeno, seguida de hipoclorito de sodio Esta alternativa permite combinar las dos cinética estudiadas para cada reactivo individualmente, la segunda adición se hace a las cuatro horas tiempo en el cual el peróxido de hidrogeno se empieza a descomponer en H2O y O2 , después del cual no se presenta disminución significativa en la concentración de cianuro y se puede hacer la adición de hipoclorito para disminuir las concentraciones de cianuro hasta los limites permisibles. Estos resultados se reportan en la Tabla 7.

Tabla 7. Resultados de Cianuro obtenidos utilizando inicialmente peróxido de hidrógeno y finalizando con hipoclorito de sodio. Table 7. Cyanide results using hydrogen peroxide and sodium hipochlorite

3.2 MUESTRAS PROVENIENTES DE LA PLANTA DE BENEFICIO DE LA EMPRESA MINEROS NACIONALES, MARMATO – CALDAS

Las muestras fueron tomadas en la planta de beneficio de la empresa Mineros Nacionales S.A., ubicada en la vereda “El Llano” del municipio de Marmato, Departamento de Caldas.

La planta actualmente, procesa 550 ton/día y genera una descarga cercana a 250 ton mineral que son vertidas a la quebrada Pantanos.

El principal problema ambiental de la empresa radica en el almacenamiento de 250 ton de sólidos que salen diariamente y la consecuente concentración de cianuro. El 80% de los sólidos vertidos a la quebrada tienen un tamaño de partícula menor a 52 micrones su composición mineralogía consta principalmente de de sulfuros tales como: Pirita, Esfalerita, Arsenopirita, Calcopirita, Galena, además de cuarzo y silicatos. El tamaño de partícula tan fino representa un problema técnico para la sedimentación, secado y un posterior almacenamiento.

La empresa viene construyendo una presa de almacenamiento para estos residuos sólidos, ubicada a 1053 m de la planta con una diferencia de cota de 181 m. El transporte de la pulpa se realizará por medio de una tubería de 3 pulgadas de diámetro y recorrerá los 1053 m de distancia, con dos cajas de alivio de presión en el trayecto.

En este artículo se presentan los niveles de cianuro reportados para el tratamiento de las pulpas efluentes de la planta, bajo la aplicación del método de degradación por oxidación, empleando: peróxido de hidrogeno por su aplicación en la industria; además, por que no genera productos secundarios dañinos para el medio ambiente y, oxidación con Ácido Peroximonosulfúrico o Ácido de Caro, que prácticamente es lo mismo que la oxidación con peroxido, pero acompañada con Ácido sulfúrico que acelera la oxidación. En este último se hizo mayor énfasis por el interés de la empresa para aplicarlo.

Para la toma de muestras, se hizo necesario caracterizar los efluentes de la empresa, determinado caudal de pulpa, densidad de pulpa, gravedad específica de los sólidos, composición mineralógica, y claro, la concentración de cianuro

La concentración de cianuro en las colas finales fue medida en el laboratorio del centro de investigaciones ambientales (CIA) de la Universidad de Antioquia. Estas mediciones se realizaron bajo los requerimientos de la norma 4500-CN C, 4500-CN F de los Standar Methods que corresponde a procedimientos para medir cianuro total y cianuro libre por medio del electrodo de Ion selectivo o método potenciométrico, la Tabla 8, presenta las características de las colas finales corresponden a la unión de varias corrientes, de las cuales la que realmente se encuentra contaminada con cianuro, es la descarga del último espesador de la planta y la purgas de precipitación.

Tabla 8. Características Colas finales Table 8. Final tails characteristic

Por lo tanto, para las pruebas de degradación solo se trabajó con la descargada del espesador, dado que, se identificó como el punto donde está más concentrado el cianuro y además, porque se consideró como mas critico para la degradación, que el material a tratar, sea una pulpa y no únicamente una corriente líquida. Teniendo en cuenta esto, se analizó la muestra y la Tabla 9, presenta las características de la muestra problema.

Tabla 9. Características de la Muestra del Espesador Table 9. Characteristic of the sample of the thickener

Degradación con Peroxido de Hidrogeno. Las pruebas de degradación con peroxido de hidrogeno se realizaron a nivel de laboratorio en el Instituto de minerales (CIMEX) de la Universidad Nacional de Colombia. El objetivo fue encontrar la mejor proporción de H2O2 a CN-, para reducir este último a niveles permisibles y conocer así los tiempos requeridos para la reacción. Como también las condiciones de pH y las cantidades requeridas para poder entonces comparar con la otra alternativa propuesta.

El desarrollo experimental incluyó 6 pruebas con diferentes proporciones de H2O2 / CN- . En cada una de estas pruebas, fueron tomadas muestras de 1 litro para adicionarles la cantidad de H2O2 correspondiente, de acuerdo a las proporciones estipuladas. Las muestras reaccionaron durante 4 horas, con una agitación periódica para simular el movimiento de la pulpa, y se controló el nivel de cianuro con el método volumétrico aplicado cada hora. Al final de las 4 horas a cada muestra se le determinó además, el pH final. Los resultados alcanzados se reportan en laTabla 10 y la Figura 1.

Tabla 10. Resultados Obtenidos con Peróxido de Hidrogeno Table 10. Results using hydrogen peroxide

Figura 1. Degradación de CN- Empleando Peróxido de Hidrogeno Figure 1. Degradation of the CN- using hydrogen peroxide

En las pruebas realizadas se pudo observar que el comportamiento de las curvas de las proporciones 2.5, 3.0 y 3.5 es muy similar. Esto indica que si se utiliza una proporción mayor a 2,5 la degradación de cianuro no disminuye sustancialmente, por lo que, este valor podría ser considerada como económicamente recomendable

La aplicación de este método de tratamiento implica la construcción de agitadores cuya capacidad de almacenamiento dependen del tiempo de residencia, en nuestro caso de 4 horas y que se adapta a las recomendaciones de bibliografías revisadas.

Degradación con Ácido de Caro El estudio de esta alternativa, se realizó con pruebas en el laboratorio del Instituto de Minerales (CIMEX) de la Universidad Nacional, y en la planta de beneficio de Mineros Nacionales. Inicialmente, se revisó en el laboratorio la metodología para aplicar el ácido de Caro y con esta experiencia se ejecutaron las pruebas en planta

El objetivo principal de estas pruebas fue revisar la preparación del ácido de Caro y encontrar la mejor proporción para aplicarlo en las muestras de la empresa. Con tal propósito se estudiaron diferentes relaciones de H2SO4/H2O2, para la preparación del Ácido de Caro (AC) y diferentes relaciones de AC/CN-, para la degradación.

La Figura 2, representa los resultados alcanzados para diferentes niveles de las relaciones de AC y cianuro. En está gráfica, se aprecia como con 5 minutos se alcanza una degradación del cianuro del orden del 93%; sin embargo, este tiempo podría ser mucho menor, dado que al cabo de este tiempo se hace necesario un cambio en el procedimiento o metodología para la determinación del cianuro y desafortunadamente, no fue posible contar con el electrodo de Ión selectivo en el laboratorio de la planta, en Marmato.

Figura 2. Degradación de CN- con el Ácido de Caro Figure 2. Degradation of CN- using Caro´s acid.

Montaje para la prueba en la planta de beneficio. Definir un montaje para la aplicación del ácido de Caro, requiere especial atención sobre parámetros tales como: la forma del reactor, el punto de inyección del AC, el volumen de los tanques, el control del caudal para los reactivos y el tiempo de residencia entre otros. Para acercarse a la solución de este problema se efectúo una prueba en la planta con dos propósitos:

Experimentar la aplicación del ácido de Caro en la pulpa del espesador. Verificar que al realizar un tratamiento en este punto, baje la concentración de cianuro libre

en las colas finales

El montaje para aplicar el ácido de Caro, debía atender a varias recomendaciones:

La reacción del ácido sulfúrico con el peroxido de hidrogeno es muy exotérmica, y el reactor debía soportar un incremento de la temperatura.

Inmediatamente se forme el ácido de Caro debe verterse a la pulpa ya que el ácido de Caro no persistente con el tiempo.

Debe controlarse el caudal de los reactivos para mantener constante la proporción de la mezcla.

Teniendo en cuenta estos parámetros, se plantearon varias ideas con el fin de mezclar los reactivos, formar el AC e inyectarlo, al final se definió un montaje simple que se presenta en la Figura 3.

Figura 3. Montaje para la adición del Ácido de Caro Figure 3. Assembly for the addition of Caro´s acid

3.2.1 ASPECTOS COMPARATIVOS ENTRE EL PERÓXIDO Y EL ÁCIDO DE CARO

La comparación de alternativas se enfocó principalmente en el consumo y el valor de los reactivos usados. Con los resultados obtenidos en las pruebas, se puede predecir que los costos de reactivos para el ácido de Caro son mayores a los costos de reactivos del peroxido. Pero la cinética de la reacción es mucho mayor en el ácido de Caro.

El tiempo de residencia requerido en la degradación con peroxido es de aproximadamente 4 horas mientras que en el ácido es de 5 minutos. Esto implica que en el peróxido se requiera del diseño de

tanques de almacenamiento con capacidades acordes al volumen de pulpa efluente, además del consumo de energía para agitar la pulpa. En cambio en el método con ácido de Caro no se requiere nada de esto, puesto que su aplicación puede hacerse sobre la misma línea de descarga.

4. CONCLUSIONES.

En lo que se refiere a la degradación y control de cianuro en las muestras provenientes del municipio de Segovia, se puede extraer las siguientes conclusiones:

Los efluentes sólidos y líquidos producto del beneficio de minerales en los entables mineros de los municipios de Segovia y Remedios presentan concentraciones de cianuro muy altas comparadas con los límites permisibles para cianuro. Estos resultados permitieron concluir sobre la situación actual de las aguas y suelos en la región y la importancia de la implementación de metodologías de degradación de cianuro.

Para el tratamiento de cianuro en los efluentes sólidos, lavar las arenas y posteriormente tratar la solución de lavado de igual forma que los efluentes líquidos, permite evitar consumos excesivos de reactivos y diagnosticar apropiadamente el contenido de cianuro.

El cianuro residual presente en los efluentes sólidos y líquidos producto del proceso de cianuración en las plantas o entables de beneficio de oro, puede ser degradado hasta los limites permisibles, utilizando cualquiera de los tres métodos propuestos siempre y cuando se tengan las condiciones adecuadas para cada método, para el tratamiento con hipoclorito de sodio se necesitan 12.5 kg de NaOCl / kg de CN-, y la degradación se realiza en 40 minutos. El tratamiento con peróxido de hidrogeno requiere 3.5 kg H2O2 / kg de CN-, en un tiempo de 2.5 horas. Para la combinación utilizando los dos reactivos al mismo tiempo implica combinar 2.5 kg H2O2 / kg de CN- con 5 kg de NaOCl / kg de CN-, y la degradación se alcanza en un tiempo de 20 minutos. La otra posibilidad es iniciar la degradación con 3 kg. H2O2 / kg de CN- y finalizar con 12.5 kg de NaOCl / kg de CN-presente en la solución, después de la degradación inicial con peróxido, pero esta alternativa toma un tiempo de 5 horas. Con el fin de evitar la hidrólisis del cianuro y la consecuente formación del ácido cianhídrico, el pH para iniciar la degradación debe ser mayor de 10.5.

Desde el punto de vista económico las alternativas más viables serían: la combinación de H2O2 y NaOCl y; el peróxido de hidrógeno. Se descarta la posibilidad de utilización de hipoclorito de sodio por su alto costo.

Desde el punto de vista ambiental el peróxido de hidrogeno es la alternativa más viable, ya que tiene la ventaja que todas las formas de cianuro incluyendo los hexacianoferratos pueden ser degradados y el exceso de peróxido que quede en la solución se descompone en agua y oxigeno a diferencia del hipoclorito de sodio, en el cual puede presentarse cloro libre residual y cloroaminas que deben removerse ya que son compuestos tóxicos para la vida acuática.

En el estudio de degradación por oxidación aplicado a las muestras de Marmato, se presentan las siguientes conclusiones:

La eficiencia del ácido de Caro en la destrucción de cianuro depende en gran parte de la misma formación del ácido de Caro, puesto que se hace necesario disponer de un reactor estático para mezclar el ácido sulfúrico con el peróxido y un control apropiado de los gases que se formen.

El ácido de caro representa una alternativa actualmente novedosa para la degradación de cianuro, se alcanza reducciones muy altas de concentración de cianuro libre en muy poco tiempo. La aplicación de este método en las colas cianuradas de la planta de beneficio de Mineros Nacionales, representa una alternativa atractiva no solo por su alta cinética o velocidad de reacción sino también por los bajos costos de los reactivos involucrados.

Debido a que el ácido de caro no es estable, debe ser aplicado inmediatamente en las pulpas. En las cantidades requeridas de acuerdo con el volumen de pulpa a tratar.

Desde el punto de vista económico, el tratamiento con peroxido de hidrogeno, puede ser ventajoso en lo que se refiere a costos de reactivos; sin embargo, se requiere de una inversión inicial para la construcción de tanques de tratamiento y gastos energéticos.

Cianuro y Procesos del OroinShare

¿Qué es el Cianuro?

El cianuro es un producto químico compuesto de carbono y nitrógeno. Los tipos más comunes de

cianuro son: cianuro de sodio, cianuro de calcio y cianuro de potasio que son sólidos blancos y huelen a

almendras amargas cuando están expuestos al aire húmedo. El cianuro de hidrógeno es una forma

gaseosa e incolora de cianuro que también despide un leve aroma a almendras amargas; algunas

personas son incapaces de detectar este olor debido a razones genéticas.

El cianuro se fabrica en plantas industriales y existe de manera natural en más de mil especies

vegetales. Está presente en las almendras, habas verdes, espinacas y raíz de casava que es fuente de

alimento común en países tropicales. De hecho, las plantas y animales lo forman, excretan y degradan

de manera natural. El cianuro también se forma en el cuerpo humano y lo exhalamos en cantidades

extremadamente pequeñas cuando respiramos.

Se trata de una sustancia que, en cantidades concentradas, puede resultar nociva para plantas y

animales. Si el contacto con el cianuro aumenta progresivamente, la persona puede sufrir inconsciencia

y fallas respiratorias que requieren atención médica inmediata. El efecto en el cuerpo humano está

relacionado con la concentración, ruta y duración de la exposición.

El cianuro no produce cáncer y no es bioacumulable en animales ni peces. Es de fácil destrucción, sin

dejar impactos de largo plazo. El gas de cianuro se disipa rápido en espacios abiertos como el aire libre.

La luz del sol descompone el cianuro cuando está expuesto al aire o cerca de aguas superficiales. Al

igual que otros químicos de uso industrial, el cianuro se puede manejar de forma segura para proteger

a las personas y el medioambiente.

Existen tres procesos implican el uso de cianuro para liberar oro del mineral:

1. Carbón en Pulpa (CIP) es un método de recuperación de oro a partir de una solución de cianuro

mediante la absorción de oro a gránulos de carbón activado.

2. Carbón en Lixiviación (CIL) es un método de recuperación de oro en el cual las partículas de carbón

activado circulan en una solución de lixiviado donde adsorben el oro. Los procesos de extracción de oro

CIP y CIL implican la lixiviación del mineral de oro en grandes tanques de extracción. Estos tanques se

encuentran en áreas protegidas diseñadas para contener derrames o filtraciones que, de ocurrir, son

bombeadas de regreso a los tanques de procesamiento. Los tanques también poseen alarmas de

sobrellenado. Las moléculas de cianuro y oro se enlazan fuertemente en la solución. Estos compuestos

cianuro-oro se adhieren al carbón presente en los tanques. Una vez terminado el proceso, el carbón se

extrae de los tanques y se lava para separar el oro y el cianuro, y formar una solución concentrada que

contiene oro.

3. Lixiviado en Pila – el procesamiento de mineral de oro con cianuro también se puede realizar en pilas

recubiertas, proceso denominado lixiviación en pilas. El mineral con contenido de oro se deposita sobre

un revestimiento (por lo general, polietileno de alta densidad 'HDPE') el cual se riega con una solución

de cianuro que escurre a través de la "pila" y extrae el oro. Debajo de estos revestimientos existen

sistemas de colección y detección de filtraciones que alertan al personal en caso de fuga; así el

personal a cargo podrá detener la solución de cianuro y enviarla al área de colección central. La

solución de cianuro que contiene el oro se acopia en canaletas recubiertas y se envía a las piscinas

centrales, también recubiertas. Estas piscinas también cuentan con detección de filtración y sistemas

de colección.

Refinación de Oro – el oro contenido en la solución, ya sea por pila de lixiviación o mediante procesos

CIP/CIL, es recuperado por electro-obtención (electrowinning) o mediante un proceso de precipitación

de zinc. El lodo resultante se lleva a hornos donde se forma plata/oro líquido que, luego, se vierte en

moldes y se transforma en lingotes. Todas las soluciones resultantes de la extracción de oro son

devueltas al sistema de proceso.

Eliminación del Mineral Estéril – en el proceso de lixiviación por pila, el mineral estéril permanece en la

pila y sobre él se deposita más mineral con contenido de oro. Una vez más, se repiten los procesos de

filtración y lixiviación.

En los procesos CIP/CIL, la sustancia lodosa estéril –o relaves- se bombea a un centro de acopio de

relaves. El diseño de estos centros de acopio considera parámetros como condiciones sísmicas locales,

clima y régimen de aguas subterráneas. También se aplican controles para proteger las aguas

superficiales y subterráneas. A medida que el mineral chancado se asienta en el tranque de relave, el

residuo líquido se recicla enviándolo de nuevo al sistema del proceso.

Desmontaje: Cierre de Mina y el Cianuro

Todas las minas de Barrick cuentan con planes de cierre para el desmontaje final y seguro de sus

instalaciones. Estos planes abordan la forma en que se efectuará el desmontaje de toda su

infraestructura relacionada con cianuro, para garantizar que los equipos que estuvieron en contacto

con esta sustancia se manejen de manera segura.

Generalidades

Minería. La minería a cielo abierto es una actividad industrial de alto impacto ambiental, social y cultural. Una actividad industrial insostenible, ya que la explotación del recurso supone su agotamiento. La minería de vetas subterráneas con altos contenidos de oro ha sido desplazada por la explotación, en minas a cielo abierto, de minerales de menor contenido de oro, diseminados en grandes yacimientos. La minería a cielo abierto remueve la capa superficial del terreno para hacer accesibles los extensos yacimientos de mineral de bajo contenido de oro. Los modernos equipos de excavación, las bandas transportadoras, la gran maquinaria, el uso de nuevos insumos y tuberías de distribución permiten hoy remover montañas enteras en cuestión de horas, haciendo rentable la extracción de menos de un gramo de oro por tonelada de material removido. El desarrollo de este proceso se justifica cuando el yacimiento abarca grandes extensiones y se encuentra cerca de la superficie.Extracción. El creciente interés por la explotación de oro se origina por el aumento en el precio del oro, un gramo se cotiza por encima de los 12 dólares. Este precio ofrece un alto margen de utilidad, para la extracción de oro de yacimientos sumamente pobres, gracias a la tecnología de extracción de oro a cielo abierto por lixiviación con cianuro. Por este proceso es económicamente viable extraer minerales con solamente 0.01 onzas de oro por cada tonelada de mineral. La cianuración ha substituido a la recuperación de oro por amalgamación con mercurio, proceso ineficiente, pues solo permite recuperar un 60% de oro del mineral, en comparación con más de un 97% en el caso de la extracción con cianuro. La extracción de oro por lixiviación con cianuro aumentó de 468.284 onzas en 1979 a 9,4 millones de onzas en 1991. Para ello en 1991 se trataron más de 683 millones de toneladas de mineral con cianuro.Impactos ambientales. Existe consenso en que ninguna actividad industrial es tan agresiva ambiental, social y culturalmente como la minería a cielo abierto (MCA). La minería a cielo abierto permite recuperar el oro del resto del material removido, de manera intensiva, con grandes cantidades de cianuro, una sustancia muy tóxica. Durante el proceso, se cavan cráteres gigantescos, que pueden llegar a tener más de 150 hectáreas de extensión y más de 500 metros de profundidad.En términos ambientales y sociales, ninguna actividad industrial es más devastadora que la minería superficial a cielo abierto. Puede alterar cursos de aguas, formar grandes lagunas y montañas del material desechado.

Permisos

Permiso de exploración. La empresa solicita al gobierno permiso para explorar un territorio con el fin de investigar la cantidad de oro que hay en ese territorio, se le llama "permiso de exploración". Para ello la empresa minera saca pedazos de roca que está en la superficie y en el fondo de la tierra para analizarlos y detectar los lugares donde hay más oro.Permiso de explotación. Si el estudio realizado indica que hay suficiente oro para que la mina sea un buen negocio, entonces la empresa minera solicita al gobierno permiso para sacar el oro, a ese permiso se le llama "permiso de explotación". El gobierno pide a la empresa un estudio de impacto ambiental, que es un documento donde la empresa explica la forma en que va a sacar el oro y los compromisos que adquiere con el ambiente y las comunidades cercanas al proyecto.

Operaciones mineras

Una vez aprobado el estudio de impacto ambiental y cumplidos otros requisitos legales la empresa inicia las operaciones mineras. Las operaciones mineras de extracción por lixiviación con cianuro, en minas a cielo abierto, involucran seis elementos principales: Fuente de mineral. Plataforma y cúmulo. Solución de cianuro. Procesamiento y recolección. Embalses de almacenamiento de las soluciones. Planta para recuperación de metales.Limpieza superficial. Para iniciar la minería a cielo abierto cortan todos los arboles y raspan la capa vegetal dejando descubierta la roca que contiene oro. (Fotos 1 y 2)

Explotación. Arrancan la roca utilizando dinamita o maquinaria pesada (Foto 3). El oro está incluido en la roca en partículas tan pequeñas que no se puede ver a simple vista. Para extraer el oro en estas pequeñísimas partículas realizan las siguientes operaciones. Cargan el material en enormes vehículos y lo transportan hasta la sección de trituración. (Foto 4)

Trituración. En esta sección reducen el tamaño de los pedazos grandes de roca en una trituradora. (Foto 5 y 6)

Conformación de pilas o cúmulos. Recubren los patios, bases de las pilas, con geomembranas impermeables (Foto 7 y 8).

Acumulan el material en polvo sobre estos patios (Fotos 9 y 10).

Recubren estas pilas o cúmulos lateralmente también con geomembranas (Foto 11 y 12).

Los cúmulos de material triturado varían en tamaño, desde pequeños con unas 6 mil toneladas de mineral hasta cúmulos grandes con 600 mil toneladas.Las plataformas de lixiviación de acuerdo al volumen de los cúmulos, pueden variar en tamaño desde media hasta 20 hectáreas. Generalmente, las plataformas de lixiviación tienen hasta tres forros, o cubrimientos, de materiales sintéticos y/o naturales para evitar filtraciones, que contaminen las aguas con cianuro.Para un cúmulo pequeño, de 50 metros de diámetro por 5 metros de altura, el consumo de solución de cianuro en el sistema de regaderas es de unos 200 galones por minuto. El contenido de cianuro en la solución es de 0.14 a 2.35 kg de cianuro por tonelada de agua.Los ciclos de lixiviación duran desde unos cuantos días hasta unos cuantos meses, dependiendo del tamaño del cúmulo y de la calidad del mineral.

Extracción de oro

Lixiviación. Durante varios días o meses, dependiendo del tamaño del cúmulo, le rocían uniformemente agua cianurada, generalmente a través de riego por goteo. (Foto 13) El agua cianurada empapa los terrones, el cianuro disuelve las partículas microscópicas de oro mientras se filtra por el cúmulo, y el caldo, o lixivia, escurre al piso. Sobre el plástico impermeable con cierto desnivel, corre la disolución de cianuro de oro, por gravedad, hasta las tuberías que lo conducen a piscinas, embalses o estanques de precipitación. (Foto 14)

Lavado del mineral estéril. Al mineral del cúmulo sin oro, después que ha sido lixiviado por la solución de cianuro, se le rocía agua limpia para lavarle el cianuro residual, y se envía a los patios o cráteres de desechos. (Fotos 15 y 16)

El agua del lavado resultante se filtra, y se le ajusta su concentración en cianuro para recircularla al proceso.Almacenamiento en embalses. La solución de cianuro que contiene el oro disuelto, fluye por gravedad o se bombea por tuberías a un embalse de almacenamiento. Desde donde con tuberías, o zanjas con forros, se lleva a la planta de recuperación de metales.Recuperación del oro. Los métodos más usados para la recuperación del oro contenido en la solución de cianuro son la precipitación con zinc y la adsorción con carbón activado.Precipitación con zinc. En el proceso de precipitación con zinc, se agrega zinc en polvo y sales de plomo a la solución aurífera. El oro se separa de la solución y se precipita en forma de polvo, mientras el zinc se disuelve en la solución al combinarse con el cianuro. (Fotos 17 y 18)

Fundición del precipitado del oro. El polvo de oro se funde y se cuela en lingotes o barras. (Fotos 19 y 20)

Productos finales de la lixiviación. Los productos finales de este proceso son el oro en barras, una solución de cianuro estéril, o sea, sin oro, que se bombea a un embalse de almacenamiento, y un material de desecho, rocas sin oro, pero contaminadas con cianuro. Este material se descarga en sitios acondicionados para evitar la contaminación de suelos y aguas.Embalses de almacenamiento. En las operaciones de extracción por lixiviación se almacenan cuatro tipos de soluciones de cianuro en embalses forrados para evitar escapes de las soluciones: La solución fresca lixiviante. La solución aurífera. La solución estéril. Y la solución ajustada para recircularla.Sistemas abiertos y cerrados. Algunas operaciones de extracción por lixiviación con cianuro se pueden realizar en sistemas abiertos o cerrados, o sea, con superficies abiertas o herméticamente cerradas a la atmósfera. Por ejemplo, la preparación de soluciones iniciales y la limpieza y ajuste en concentraciones para la recirculación, o descargue al entorno, de soluciones usadas.Sistemas abiertos. Cuando se usan piscinas, estanques o embalses para el tratamiento de las soluciones. (Fotos 21 y 22)

Sistemas cerrados. Cuando los tratamientos de las soluciones se hacen en tanques o recipientes herméticamente cerrados a la atmósfera En un sistema "cerrado" se reutiliza o se recicla la solución estéril, para minimizar el consumo de cianuro. Cuando hay que descargar al medio ambiente alguna porción de estas soluciones, se procede como en el caso de los sistemas abiertos. (Fotos 23 y 24)

Efectos de los impactos ambientales de la minería a cielo abierto de oro

Minería Destrucción irreversible en el área de explotación de ambientes nativos, y de su biota, o sea, del conjunto de especies

de plantas, animales y otros organismos que ocupan esta área. Interrupción en los flujos de especies entre ambientes nativos. Alteraciones paisajísticas de envergadura. Alteración de cuencas hídricas superficiales y subterráneas. Disminución en los caudales de agua disponible. Contaminación del aire con partículas, gases y ruidos molestos. Accidentes durante el transporte y uso de explosivos. Generación de depósitos de residuos mineros.

Lixiviación Posibilidades de pérdida de cianuro y residuos contaminados con cianuro a través de geomembranas o forros. Si las

geomembranas no existen el impacto será muy serio. Contaminación del aire con vapores de las sustancias químicas utilizadas. Contaminación del suelo y de aguas superficiales y subterráneas con filtraciones y residuos peligrosos de sistemas de conducción

y de almacenamiento. Accidentes durante el transporte de sustancias peligrosas y derrames en el área de lixiviación. Alteraciones severas del paisaje. Afectación de la biota y de las personas que trabajan en el área de lixiviación.

Recuperación Posibilidades de contaminación del suelo y de aguas superficiales y subterráneas con residuos de metales pesados y otras

sustancias peligrosas. Contaminación del aire con vapores de las sustancias químicas que se utilizan en la recuperación. Accidentes durante el transporte de sustancias peligrosas y derrames en el área de recuperación. Alteraciones severas del paisaje. Afectación de la biota y de las personas que trabajan en el área de recuperación.

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos89/extraccion-oro-mineria-cielo-abierto-mca/extraccion-oro-mineria-cielo-abierto-

mca.shtml#ixzz31DmOIGta

2.1. El método del cianuro.

El método más utilizado es el "Cyanide Heap Leach Mining" en cuya operación participan seis elementos principales: (a) La fuente de mineral. (b) La plataforma ("pad") asociada al túmulo ("heap") con un "forro" (el "liner" de los sajones). (c) La solución de cianuro de sodio. (d) El sistema de aplicación y recolección. (e) Los embalses de almacenamiento de solución (los SSP), y (f) La planta de recuperación de minerales (10).

En la fuente de mineral se utilizan explosivos para la obtención de bloques y fragmentos manejables, y luego se somete este material a molienda para reducir sustancialmente la granulometría (usualmente a menos de menos de 70 u). Esta es la fase de impactos masivos.

Entre sus principales efectos podemos mencionar: (a) Destrucción irreversible de ambientes nativos en el área de explotación, y por lo tanto de su biota. (b) Interrupción en los flujos de genes y especies entre ambientes nativos. (c) Alteraciones geomorfológicas de envergadura. (d) Distorsión de cuencas hídricas superficiales y subterráneas. (e) Merma en la regularidad hídrica y en la cantidad de agua disponible por año y por estación. (f) Contaminación del aire con partículas, gases y ruidos molestos. (g) Accidentes durante el transporte y uso de explosivos. (h) Destrucción irreversible del paisaje y de la percepción ambiental del sitio afectado, e (i) Generación de depósitos de residuos mineros.

El producto molido se dispone en montículos o "heaps" sobre plataformas (pads). Estas plataformas suelen tener "forros" o geomembranas de contención. Si la planta está geográficamente aislada y no hay controles del Estado, es frecuente que se utilicen "forros" de baja calidad. Los "heaps" son sometidos a lixiviación. Para lixiviar el material molido suele usarse una solución de cianuro de sodio que tiene de 0,14 a 2,35 kilogramos de cianuro por cada tonelada de agua. La concentración promedio del cianuro es del 0,05%. El producto es un lixiviado denominado "solución encinta" (10).  En el caso particular del “Cordón Esquel” se utilizarían 2,7 toneladas de cianuro de sodio por día (1). Con estas operaciones comienza la fase de impactos especiales.

Entre sus principales efectos podemos mencionar: (a) Posibilidades de pérdida de cianuro y residuos contaminados con cianuro en los forros del "pad" y del "heap" (siempre y cuando se utilicen forros, ver arriba). Si las geomembranas no existen el impacto puede ser muy serio. (b) Contaminación del aire con los derivados gaseosos de las sustancias químicas utilizadas. (c) Contaminación del agua superficial y subterránea con residuos peligrosos derivados del “pad” y del “heap”. (d) Contaminación del agua y del suelo con las pérdidas que pudieran tener el sistema de conducción de "solución encinta" y los embalses de almacenamiento. (e) Accidentes durante el transporte de sustancias peligrosas. (f) Accidentes por derrames en el área de lixiviación. (g) Mayor destrucción del paisaje y de la percepción ambiental del sitio afectado. (h) Afectación de la biota, e (i) Afectación de las personas que trabajan en la mina.

Desconocemos qué método se utilizará para recuperar el oro de la solución encinta. Existen dos métodos principales, el Merrill-Crowe, y el de absorción con carbón. En el Merrill-Crowe se agrega zinc en polvo y sales de plomo a la solución. El oro se separa y precipita, y el zinc en polvo se combina con el cianuro. Luego se funde el precipitado para obtener el oro. Es importante recordar que durante esta parte del proceso se generan el llamado "cianuro estéril" ("barren solution") y el descarte o "slag material" que contiene metales pesados. Estas escorias se descargan habitualmente en las pilas de desecho ("colas") (10).

El cianuro estéril puede ser destinado a un ciclo abierto, en cuyo caso se diluye y luego descarga a cursos de agua, o a un ciclo cerrado para minimizar el consumo de cianuro.

El otro método, el del carbón, suele ser más usado en explotaciones pequeñas y con bajo contenido de plata. En este caso la solución encinta se impulsa a través de columnas de carbón activado. El oro y la plata de la solución se adhieren al carbón, y la solución estéril, que todavía contiene cianuro, se lleva a un embalse de almacenamiento. El oro y la plata se separan del carbón con soda caústica caliente, y la solución pasa luego por una celda con ánodo de acero inoxidable y cátodo para chapar el material. El carbón gastado se "reactiva" en un horno para poder reutilizarlo (10). Debemos recordar que en Argentina la mayor parte del carbón activado se obtiene de quebracho colorado, un árbol que sigue siendo talado irracionalmente en el bosque chaqueño (Provincia Biogeográfica del Chaco) (17). 

Las operaciones de recuperación del oro generan nuevos impactos ambientales, entre ellos: (a) Posibilidades de pérdida de residuos con metales pesados y otras sustancias peligrosas. (b) Contaminación del aire con los derivados

gaseosos de las sustancias químicas que se utilizan en la recuperación. (c) Contaminación del agua superficial y subterránea con los residuos peligrosos del proceso de recuperación. (d) Accidentes durante el transporte de sustancias peligrosas. (e) Accidentes por derrames en el área de recuperación. (f) Mayor destrucción del paisaje y de la percepción ambiental del sitio afectado. (g) Afectación de la biota, y (h) Afectación de las personas que trabajan en la mina.

2.2. El método del mercurio.

Aunque este método no se utilizará en el emprendimiento Cordón Esquel, sigue siendo empleado por algunas empresas y mineros independientes dedicados a la extracción de oro (“garimpeiros”). 

Desde hace años el mercurio se usa en el Escudo de la Guayana, una superficie de 415.000 kilómetros cuadrados que comparten Venezuela, Surinam, Guayana, Guayana Francesa y Brasil (actualmente el cuarto productor mundial de oro). Se calcula que las actividades mineras en la región del Amazonas descargan al ambiente unas 200 toneladas de mercurio por año. La descarga se realiza en las dos fases de la actividad minera. Primero en la de amalgama. El material obtenido de ríos y zona de minas pasa por varios tamices. Allí entran en contacto con el mercurio, que al amalgamarse con el oro permite su separación. La mayor parte del sedimento de descarte contiene mercurio residual que contamina el agua y el suelo. La segunda descarga ocurre durante el tratamiento térmico de la amalgama. Esta se calienta en una retorta para que el mercurio vaporice y quede únicamente el oro. Si la vaporización se hace en un contenedor sellado las pérdidas de mercurio pueden ser pequeñas. Pero si se usa un contenedor abierto, el mercurio vaporizado contamina el ambiente. Se estima que por cada kilogramo de oro se descargan al ambiente 2 kilogramos de mercurio (9).

Una vez en el ecosistema el mercurio permanece como mercurio elemental, o si ingresa a la cadena alimentaria, puede transformarse en metilmercurio o mercurio orgánico. En los organismos vivos el metilmercurio es absorbido mucho más fácilmente que el mercurio elemental. Es frecuente, en la región Amazónica, hallar peces con alto contenido de metilmercurio, incluso a bastante distancia de las fuentes originales de contaminación. La principal fuente es la minería diseminada y de superficie, el “garimpo”, que practican los mineros independientes (“garimpeiros”). Hacia fines de 1970 el hallazgo de importantes depósitos en la región fronteriza de Brasil y Venezuela intensificó notablemente sus actividades y la contaminación con mercurio. Aunque el gobierno brasileño intenta generalizar el uso de retortas cerradas para que no se libere mercurio al ambiente, la extensión del territorio y la falta de controles efectivos dificultan su adopción. En 1992 se consideraba que trabajaban en la región unos 650.000 “garimpeiros”. Aunque la producción del “garimpo” disminuyó en los últimos años, representa el 30% de la producción total de oro en Brasil (9).