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Dr. Francisco Macías Suárez
Tratamiento Pasivo de Drenajes Ácidos de Mina: de la Eliminación de la
Contaminación Ácida a la Potencial Recuperación de Materias Primas Críticas
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Francisco Macías Suárez
Índice
1. INTRODUCCIÓN
2. TRATAMIENTO PASIVO DEL DRENAJE ÁCIDO DE MINA
3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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1. INTRODUCCIÓN
InfiltraciónFlujo saturado
O2
Escorrentíasuperficial
Filtración
H2O
Flujo nosaturado
H2O
O2
Espaciode poro
Bacterias
SULFUROS
PiritaCalcopiritaEsfaleritaGalena
Arsenopirita
MINERALESSILICATADOS Al, Si, K, Ca, Mg, REE …
H+, SO4, Fe, Zn, Cu, Pb, As …
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1. INTRODUCCIÓN
1. Reservas originales estimadas en más de 1700 Mt2. 86 minas abandonadas en los últimos 150 años 3. 4850 ha ocupadas por residuos y/o infraestructuras mineras4. Residuos ricos en sulfuros acumulados > 200 millones de m3
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1. INTRODUCCIÓN
Tinto y Odiel (t/año):35682 de SO4
2469 de Al1719 de Fe649 de Zn412 de Cu16 de Co
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1. INTRODUCCIÓN
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1. INTRODUCCIÓN
Importancia: científica, económica, ambiental, social, salud…
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1. INTRODUCCIÓN
~ 3% Cu, 15% Zn
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
ACTIVO(Industria convencional)
PASIVO(Sostenibilidad ecológica)
vs
NO ES UNA COMPETENCIA ENTRE TRATAMIENTOS!!!
ACTIVO: mina en actividad.
PASIVO: ideal para minas abandonadas o clausuradas.
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
€
tiempo
Activo
Pasivo
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
PIRAMID Consortium (2003)
WETLANDS AERÓBICOS Y ANAERÓBICOS
Agua contaminada Agua tratada
Compost
Plantas dehumedal
ANOXIC/OXIC LIMESTONE DRAINS (ALD/OLD)
Oxidación ysedimentación
Grava de caliza
SULFATE REDUCING BIOREACTORS (SRB)
Capaorgánica
Oxidación ysedimentación
REDUCING AND ALKALINITY PRODUCING SYSTEM (RAPS)
Gravade caliza
Capaorgánica
Oxidación ysedimentación
AMD en minería de CARBÓN
PASIVACIÓN: pérdida de reactividad por precipitación de fases metálicas.
COLMATACIÓN: el medioporoso se atasca por laprecipitación de fasesmetálicas
Vida muy corta en AMD con alta
acidez neta (minería de
SULFUROS MASIVOS)
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
DAS (Dispersed Alkaline Substrate)Sustrato Alcalino Disperso
Relleno reactivo DAS
REACTIVO ALCALINO DE GRANO FINO(e.g. arena caliza, polvo de MgO, witherite)
MATRIZ INERTE GRUESA(e.g. virutas de madera)
Caliza: eleva pH a 6-7, precipitación metales trivalentes (Fe, Al)
MgO: eleva pH a 8-10, precipitación metales divalentes (Zn, Mn, Cd, Co, Ni)
Witherite (BaCO3): eleva pH a 7, precipitación de SO4
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
• Relación no lineal entre el flujo de AMD y la velocidad de disolución del reactivo
• Calibrado de un modelo que permita simular los distintos escenarios
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
0 2 4 6pH
0 50 100% Eliminado
Al
Fe
Sistema DAS
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2. TRATAMIENTO PASIVO DEL AMD
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2. TRATAMIENTO AMD: ESPERANZA
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2. TRATAMIENTO AMD: ESPERANZA
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2. TRATAMIENTO AMD: ESPERANZA
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2. TRATAMIENTO AMD: CONCEPCIÓN
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2. TRATAMIENTO AMD: CONCEPCIÓN
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2. TRATAMIENTO AMD: CONCEPCIÓN
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2. TRATAMIENTO AMD: MEJORA ECOLÓGICA
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
Fe(III), As +/- Cr, Sb, Mo ...
Al, Cu +/- Zn, Cd, Co, Ni .... and REY
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
• 32 T de Fe, 6 T de Al, 1 T de Cu y 1 T de Zn
• 64 kg de “Critical Raw Materials”
• De las cuales 38 kg REE e Y
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
pH Al Cu Fe Zn REY Q
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L L/s
1.8 356 104 1444 69 12 3
• 14 T/año de Cu• 923 kg/año de REE• 188 kg/año de Y
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
>5 millones de m3
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
n=108 Al Cu Mn Zn Co Ni REE Y Sc
mg/L µg/L
Promedio 620 78 81 239 4028 1197 1810 380 53
Mediana 225 21 31 50 1388 467 984 202 19
P75 679 98 79 218 4908 1252 2449 485 55
P25 83 7 13 12 482 197 286 75 7
Al Cu Pb Mn Zn Co Ni
6726 650 0.7 872 1651 27 10
T/año
REE Y Sc Ga
14179 3834 704 215
kg/año
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
• Fact. corrección del 30%• 8.8 millones de USD/año
• 1.1 millones USD/año Cu• 1.3 millones USD/año Zn• 1 millón USD/año Sc• 0.5 millón USD/año REY
Gran potencial
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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3. RECUPERACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
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3. RECUPERACIÓN DE REY
1 kg de Nd10 kg de La
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3. RECUPERACIÓN DE REY
Comportamiento conservativo a pH inferior 4.5Se pueden recuperar al 100% con el DAS
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3. RECUPERACIÓN DE REY
Posibles mecanismos de retención en el DAS
1. Sorción o coprecipitaciónen basaluminita (A-B)
2. Precipitación de fluorita (C-E) : AlF2+ F- pH > 5
S-Kα (azul), (La+Ce+Nd+Sm)-Lα (rosa) y Al-Kα (verde)μ-XRF de basaluminita
bechererita, (Zn,Cu)6Zn2(OH)13[(Si,S)(O,OH)4]2
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3. RECUPERACIÓN DE REY
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3. RECUPERACIÓN DE REY
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
∑ RE
Y (p
pm)
Deep-Ocean Deposits
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Residuo Al Xinxiu Guposhan Huashan Heling Phuket
∑ RE
Y (p
pm)
Ion-Absortion Type Deposits
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
∑ RE
Y (p
pm)
Coal Deposits
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3. RECUPERACIÓN DE REY
0.00500.00
1000.001500.002000.002500.003000.00
REY
0.00
500.00
1000.00
1500.00
2000.00
2500.00
LREE
0.0050.00
100.00150.00200.00250.00300.00
MREE
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3. RECUPERACIÓN DE REY
0.0050.00
100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00
HREE
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3. RECUPERACIÓN DE REY
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Francisco Macías Suárez¡ Muchas gracias por su atención !