Tratamiento de drenaje ácido del depósito de desmonte Unsuitable IV Yanacocha Norte por el proceso de humedales en Serpentín

Abstract

Este trabajo se desarrolló en el laboratorio de Metalurgia-La Quinua de Compañía Minera Yanacocha, como una alternativa natural para el tratamiento de drenaje ácido en mina con el uso de humedales artificiales en forma de serpentines. La tesis se centra en un caso particular de Yanacocha: El depósito de desmonte unsuitable IV-Yanacocha Norte. El problema que ocasionaría el drenaje ácido de mina del depósito de desmonte unsuitable IV-Yanacocha Norte, es que de no ser tratada esta agua, la misma podría afectar al ecosistema de la zona, además el sistema de bombeo y el tratamiento de esta agua, a través de la planta de tratamiento de agua ácida es muy costoso. Por ello esta investigación tiene como objetivo: Diseñar y evaluar el uso de un humedal para el tratamiento del drenaje ácido de mina, que permita mejorar el pH y disminuir la concentración de metales para que la descarga de esta agua cumpla con los límites máximos permisibles exigidos por la legislación ambiental peruana. . El primer experimento se realizó utilizando compost (Yanahumus), agua ácida y tres especies de plantas: Phragmites australis, Hydrilla verticillata, Scirpus holoschoenus, después de una evaluación de tan solo 8 horas el pH había aumentado de 3.4 a 7.2 Con estos resultados se desarrolló la fase 2. En la segunda fase, se diseñó el humedal artificial. Para el cálculo del área del humedal se utilizó la metodología propuesta por (Skousen et al., 1994; Hedin et al., 1995; Watzlaf, 1997).Sin embargo una vez calculada el área se construyeron 2 humedales adicionales para validar resultados con 3 diferentes caudales (25, 30 y 35 ml/ min respectivamente). Los humedales se construyeron en forma de serpentín con 4 celdas (cada una de 0.34 m). En la base de cada celda se colocó una capa delgada de cuarzo (Para evitar saturación de lodos), sobre el cuarzo, se colocó 15 cm de alto de Yanahumus, se colocaron las especies anteriormente descritas más la totora y el lirio de jalca en sistema tres bolillo. De acuerdo al flujo en cada prueba, las plantas se encontraron inundadas entre 4 y 6 cm. Las pruebas fueron desarrolladas en un periodo de 60 días, tomando muestras de pH, y metales totales cada 4 días. Los mejores resultados tanto para incremento de pH y reducción de metales se dieron a los 4 días con el flujo de 25 ml/min. Los resultados del pH no variaron estadísticamente en comparación con los otros caudales, sin embargo existieron diferencias significativas en la disminución de metales en los tratamientos con caudal de 25, 30 y 35 ml/ min. La disminución en concentración de los principales metales en el agua fue de Cd 91.4%, Cr 97.25 %, Cu 81 %, Fe 97.9%, Pb 27.5% y Zn 85.5% cada uno. Finalmente, esta tesis muestra cómo se puede aumentar el pH y disminuir la concentración de metales presentes en el agua ácida de mina, a través de un sistema pasivo que minimiza costos, es amigable con el medio ambiente y que puede descargar aguas cumpliendo con los límites máximos permisibles que exige la legislación ambiental peruana. De este modo, esta tesis se convierte en una potencial alternativa de bajo costo para el tratamiento de aguas ácidas en minería.

This work was developed in: La Quinua Metallurgy laboratory (Yanacocha Mining Company) as a natural alternative for the treatment of acid drainage, with the use of artificial wetlands in the shape of coils. The thesis was focus in the waste rock called unsuitable IVYanacocha Norte.

The normal treatment implies the pumping system and the water treatment across the Water Treatment Plant, which is very costly. Thus, this investigation look to design and to evaluate the use of a wetland for the treatment of the acid drainage of mine, which allows to improve the pH and to diminish the metal concentration. The first experiment was realized using compost (Yanahumus), acid water and three species of plants: Phragmites australis, Hydrilla verticillata, Scirpus holoschoenus, after an evaluation of only 8 hours the pH had increased from 3.4 to 7.2 With these results the phase developed 2. In the second phase, the artificial wetland was designed. For the calculation of the wetland area, we used the methodology proposed by (Skousen et to., 1994; Hedin et to., 1995; Watzlaf, 1997). Once the area was calculated, two additional wetlands were constructed to validate results with three different flows (25, 30 and 35 ml/min respectively). The wetlands were constructed in the shape of coil with four cells (each one of 0.34 m). In the base of every cell there was placed a thin cap of quartz (to avoid saturation of muds), on the quartz, 15 cm of Yanahumus and plants. The test developed in a period of 60 days, took samples of pH, and total metals every 4 days. The best results for increase of pH and metal reduction was with flow of 25 ml/min. The results of the pH did not change statistically in comparison with other flows. Nevertheless, significant differences existed in the metal decrease in the treatments with flow of 25, 30 and 35 ml/min. The decrease in concentration of the principal metals in the water was As (0.6-0.11), Cd 91.4%, Cr 97.25 %, Cu 81 %, Fe 97.9%, Pb 27.5% y Zn 85.5% each one. Finally, this thesis shows a new technology, which minimizes costs, is friendly with the environment and can discharge water fulfilling the maximum permissible limits, that demands the environmental Peruvian legislation. Thus, this thesis turns into a potential alternative of low cost for the treatment of acid waters into mining industry.