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CARACTERIZACIN DE DRENAJES ACIDOS DE MINA
Osvaldo ADUVIRE (*) (Dr. Ing. de Minas)
(*) INSTITUTO GEOLOGICO Y MINERO DE ESPAADireccin de Recursos Minerales y Geoambiente.Calle Ros Rosas, 23. 28003 Madrid (Espaa).Telfono: 34-913495740.Email: [email protected]
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GENERACION ACIDAAlteracin natural (Atacama Chile)
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Mina Tharsis: Cortas Filn Norte (masa pirtica con Pb y Zn)y Sierra Bullones (Prfido cuarcfero)
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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DRENAJES DE MINA
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DRENAJES DE MINA
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DRENAJES DE MINA
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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PRECIPITACION DE OXIHIDROXIDOS(Slidos ocre-amarillentos)
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FACTORES QE AFECTAN A LA GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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DISEO DE LA EXPLOTACIONSondeos de reconocimiento geolgico
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ESTUDIO PETROLOGICO Y MINERALOGICO PARA PREDECIR EL DRENAJE DE ROCA
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CARACTERIZACION GEOLOGICATestigo de perforacin
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MUESTREO EN DETRITUS DE PERFORACION
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MODELIZACION GEOLOGICASondeos de reconocimiento para determinar bloques
acido-base
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CARACTERIZACION DE UN DRENAJE ACIDO(Ensayos Estticos)
POTENCIAL DE NEUTRALIZACIN NETA (NNP):
NNP = NP - AP
AP= Potencial de generacin cida NP= Neutralizacin potencial
Carbonato disponible para neutralizar la acidez.
MEDICIN DE LA GENERACIN CIDA:
NNP = 0 y NP/AP = 1. Situacin equilibrio NNP < 0 (Negativo) y NP/AP < 1. Si forma acidez NNP > 0 (Positivo) y NP/AP > 4. No forma acidez NNP = (-20 a 20 ) y NP/AP = 3:1. Incierta o baja acidez
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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CARACTERIZACION DE UN DRENAJE ACIDO(Ensayos Estticos)
Produccin cida de un material en funcin a la presencia de azufre:
2 FeS2 + 15/2 O2 + 7 H2O 2 Fe(OH)3 + 4 H2SO4 1 mol de azufre (S) produce 2 moles de cido (2H+)
CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O 1 mol de azufre es neutralizado por 1 mol de CaCO3.
Potencial de generacin cida (AP):
AP = (X/100) x 1000 kg x [ Peso molecular CaCO3 / Peso atmico S ]
AP = S% x 31,25 kg CaCO3 / t
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Clasificacin cido/base de rocas mediante ensayos estticos
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Diagrama para medir la generacin cido/base de una muestra
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DRENAJES DE MINA
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DRENAJES DE MINA
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CARACTERIZACION GEOLOGICADistribucin espacial cido base
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VERTIDO SELECTIVO DE ROCAS ACIDO BASE
DISEO DE ESCOMBRERAS DE MINA
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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VALORAR LA GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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AGUAS ACIDAS DE MINA
Principal fuente de contaminacin de aguas y suelos.
Tienen un pH entre 1,7 y 4,5 Alto contenido en sulfato y
metales disueltos (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb, etc.).
Son nocivas para la actividad biolgica.
Contaminan cauces de agua.
Pueden daar estructuras y cimentaciones.
Contienen slidos en suspensin.
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AMD: Diagrama Eh-pH para el Sistema Fe-O-H-S
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AMD: Comparacin de Constantes de Velocidades segn pH
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ACCION BACTERIANA EN AGUAS ACIDASThiobacillus ferrooxidans (30,000 ampliaciones)
Thiobacillus ferrooxidans transformando el Fe2+ (ferroso) a Fe3+ (frrico) color naranja
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MICROORGANISMOS EXTREMFILOS THIOBACILLUS FERROOXIDANS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS
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Tcnicas para prevenir la formacin de aguas cidas
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MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJE DE MINA
- Acondicionamientode los estriles.- Recubrimiento y sellado.- Depsitossubacuticos.- Vertido selectivo.- Mezcla de materiales (cido-base).- Adicin de materiales alcalinos.- Uso de bactericidas
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CONTROL DE DRENAJEAcondicionamiento de estriles en escombreras
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CONTROL DEL DRENAJECompactacin de estriles para el sellado
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CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAdicin de material alcalino en capas
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CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAdicin de material alcalino en capas
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CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAdicin de material alcalino en capas
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MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJERecubrimiento y sellado de estriles y residuos
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MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJERecubrimiento y sellado de estriles y residuos
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MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAcondicionamiento selectivo de estriles
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CONTROL DE LA EROSION, AGUA Y AIREColocacin de capas de arcilla, estabilizacin de plataformas, conduccin de aguas superficiales
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CONTROL DE LA EROSION, AGUA Y AIREColocacin de capas de arcilla, estabilizacin de
plataformas, relleno con residuos
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COLOCACION SELECTIVA Y SELLADO DE MATERIALES ACIDO FORMADORES
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COLOCACION SELECTIVA Y SELLADO DE MATERIALES ACIDO FORMADORES
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CONTROL DE AMD CON BACTERICIDAS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS EN ESCOMBRERAS
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GENERACION DE AGUAS ACIDAS EN MINA SUBTERRANEA
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FASES HIDROQUMICAS DE LOS DRENAJES DE LA FPI
FASE FERROSA:pH 1,43,8 Eh 400600 mVOxgeno disuelto 0-40% Color del agua verde
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FASES HIDROQUMICAS DE LOS DRENAJES DE LA FPI
FASE FERRICA: ( Fe3+ + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 H+ )
pH 2-3,5 Eh 640800 mVOxgeno disuelto 70-100% Color del agua acre-amarillo
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FASES HIDROQUMICAS DE LOS DRENAJES DE LA FPI
FASE ALUMINICA: ( Al3+ + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+ )
pH 4-5,7 Eh 500 mVSaturado de oxgeno Color del agua blanco
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Tipos de Drenajes de mina (Faja Pirtica):Relacin Eh y ratio Fe2+/Fe total
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Evolucin de un Drenaje de Mina: (La Poderosa):Relacin OD y ratio Fe2+/Fe total
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Evolucin de un Drenaje de Mina: (La Zarza):
Relacin Fe2+/Fe total en cuatro ensayos de laboratorio
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FORMACION DE MINERALES SECUNDARIOS EN DRENAJES DE LA FPI
3Fe3+ + K+ + 2SO42- + 6H2O KFe3(SO4)2(OH)6 + 6 H+ (Jarosita)16Fe3+ + 2SO42- + 28H2O Fe16O16(SO4)2(OH)12 + 44H+ (Schwertmanita)Fe2+ + 2SO42- + 7H2O Fe2+SO4 .H2O (Melanterita)2Fe3+ + 3SO42- + 9H2O Fe3+(SO4 )3 . 9 H2O (Coquimbita)
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ACIDEZ Y ALCALINIDAD DE UN DRENAJE DE MINA
acidez/alcalinidad neta = acidez total alcalinidad total (5)
Acidez total (laboratorio y Ec. 5): Iones hidrgeno libres (definidos por el pH). Iones hidrgeno generados en la oxidacin e hidrlisis de metales. Me+n + n H20 = Me(OH)n + n H+ (6)
Acidez total terica: acidez total equivalente CaCO3 (mg/l) = Me+n (mg/l)(50,045 /
PaMe)n PaMe = Peso atmico del metal. Me+n = Cationes metlicos. 50,045 = Factor de conversin (dividir el PmCaCO3 por su valencia). 10-pH = Concentracin de iones H+
Alcalinidad total (laboratorio): Iones hidrxido, carbonato y bicarbonato.
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Clasificacin de drenajes de mina