Tecnologías en plantas de tratamiento de agua

Las tecnologías y los sistemas para el tratamiento de agua de minas son cada vez más complejos. Las empresas destinan inversiones para optimizar uno de sus recursos más valiosos, el agua.

Es sabido que el tratamiento adecuado del agua procedente de los relaves mineros, dependerá del contexto y balance hídrico de la mina. En esta línea, cabe mencionar que los relaves mineros concentran una cantidad considerable de agua y si la mina se ubica en una zona con deficiencia del recurso, las soluciones deben orientarse a recuperar y reutilizar la mayor cantidad del agua presente en el relave.

Yoann Ogor, director técnico de Veolia Perú, comenta que dependiendo de los procesos mineros empleados (tipo de mineral, concentración, procesos de extracción, etc.) y la calidad de agua requerida, se definirá la propuesta de diseño del proceso, al igual que los costos asociados porque los actuales procesos de separación sólido / líquido para grandes volúmenes y con costes operacionales competitivos son pocos.

Considerando que dentro de una explotación minera existen corrientes de agua de distinta procedencia, surge la pregunta de cuáles deben ser los aspectos a considerar en el diseño y la construcción de una planta de tratamiento.

El experto de Veolia Perú refiere que debido a la existencia de varias corrientes de agua en las operaciones mineras con características muy distintas (agua de contacto, agua de proceso, agua procedente del relave, etc.), deben ser tratadas de acuerdo a su propósito. “Cada operación minera es un caso y al diseñar una nueva instalación de tratamiento es importante entender el balance hídrico de la mina y el contexto de esta nueva instalación”, comenta.

Los procesos mineros son grandes consumidores de agua y es importante considerar maximizar el reúso del recurso para su cuidado desde una perspectiva medio ambiental y por los potenciales ahorros asociados en el largo plazo. Un buen diseño anticipa los futuros cambios en la operación de la mina y mejora sustancialmente la calidad operacional”, considera Yoann Ogor.

Por otro lado, sobre los aspectos a considerar al momento de realizar el diseño y la construcción de una planta de tratamiento, Alex Sandu, líder de Tratamiento de Aguas Industriales y Residuales de MWH, ahora parte de Stantec, comenta que la gestión del agua en entornos donde se necesita el diseño y la construcción de una planta de tratamiento de aguas requiere un enfoque integrado.

Esto referido a la influencia del agua sobre los diferentes elementos, “incluyendo el impacto mbiental a corto y largo plazo, para operaciones, drenaje del sitio, procesamiento y disposición de relaves, rentabilidad minera y no en último lugar, el bienestar de la comunidad”, indica el especialista de MWH, ahora parte de Stantec.

Explica que en las zonas áridas, la atención se centrará en la minimización de los desechos y en la maximización de la reutilización del agua. “En áreas más húmedas, el foco puede estar en proveer almacenamiento de agua para que se pueda mantener una política de descarga mínima/cero, o tratar el agua de proceso para el uso del suministro”.

Otro aspecto de gran interés son los costos relacionados con la inversión y operación de capital y cómo podrían ser optimizados durante el desarrollo de las cuatro fases principales: planificación y diseño, construcción, operación y cierre. “Creo que la `sostenibilidad` implica un `cambio` constante durante el comportamiento evolutivo de la mina”.

El “cambio” será sostenible y controlará el impacto/riesgo que puede ser inducido dirigiéndose a un ecosistema lucrativo. Experto precisa que “con las comunidades en crecimiento y el clima altamente  variable, el reciclaje del agua está haciendo una contribución cada vez más importante a los recursos hídricos donde las comunidades y la minería / industria están compitiendo”.

Agrega que “el uso de agua reciclada para fines no potables hace que el suministro de agua potable vaya más lejos y puede ayudar a retrasar la necesidad de invertir en infraestructura nueva y mejorada y añadir un triple beneficio por la misma molécula de agua: uso por las comunidades, sobre el medio ambiente”.

TRATAMIENTO DE AGUAS DE DESECHOS MINEROS

Las gamas de procesos de tratamiento de aguas mineras utilizados para las operaciones mineras de aguas residuales son: biológica, físicoquímica, clarificación, filtración, desinfección, intercambio iónico, separación de membrana, desalinización, tratamiento de lodos, electrocoagulación, evaporación y cristalización.

La selección del sistema de tratamiento adecuado la mayoría de las veces implica múltiples criterios. Alex Sandu, de MWH, ahora parte de Stantec, sostiene que “en los últimos 10 años, las restricciones medioambientales exigen que las empresas mineras implementen sistemas de tratamiento más complejos, como la separación de membranas y/o la evaporación.

Algunos casos específicos pueden ir hasta la descarga de líquido cero (ZLD) que implica un reciclado completo con un mínimo de eliminación de lodos.  Las tecnologías de tratamiento de agua de minas ayudarán a producir el agua de procesos para las actividades mineras, extraer minerales de la corriente de agua, reutilizar el agua de procesos, tratar el lodo de la mina, proveer agua reciclada para uso secundario y cumplir con los requisitos de cumplimiento en los lugares de descarga.

En tanto, para Luis Sánchez, gerente comercial de OZ Perú Group, hay una serie de procesos unitarios en el tratamiento de los efluentes de la actividad minera, entre ellas la homogenización, neutralización, coagulación, floculación, sedimentación, entre otros.

“A ellos tenemos que agregar el tratamiento de los efluentes domésticos propio de los campamentos mineros que normalmente utilizan sistemas de tratamiento primario y secundario que incluyen procesos biológicos, como lodos activados seguido de filtración y desinfección”, acota experto.

NEUTRALIZACIÓN

Luis Sánchez comenta que existen tratamientos pasivos y activos para neutralizar las aguas acidas. “Los primeros se diseñan para tratamientos en humedales aeróbios o anaeróbios y son usados generalmente después del ciclo productivo de la mina”.

En los tratamientos activos se dosifican reactivos químicos como soda caústica, cal o cal hidratada para hacer precipitar los hidróxidos alcalinos. “Podemos encontrar diferentes variantes al sistema convencional de tratamiento de las aguas acidas que utiliza decantación, donde se puede observar otras etapas como floculación, espesamiento, recirculación de lodos, etc”.

Mientras tanto, para Alex Sandu, de MWH, ahora parte de Stantec, el proceso comercial más utilizado para tratar el drenaje ácido de la mina es la precipitación de la cal en un proceso de lodos de alta densidad (HDS) presente en la mayoría de las operaciones mineras.

“Una lechada de cal se dispersa en un tanque que contiene el drenaje ácido de la mina y el lodo reciclado para aumentar el pH del agua a cerca de 9. A este pH, la mayoría de los metales se oxidan y precipitan, ayudados por la presencia del lodo reciclado. Se puede introducir aire en este tanque para soportar hierro oxidante y manganeso y ayudar en su precipitación”, explica. Dice que la suspensión resultante se dirige a un clarificador, recipiente de sedimentación de lodos. “Existe una variedad de opciones de este proceso, tal como lo dicta la química de ARD, su volumen y otros factores.

Generalmente, los productos del proceso HDS contienen también yeso y cal que no ha reaccionado, lo que mejora su sedimentación y resistencia a la acidificación y la lixiviación de metales”.

Algunas aplicaciones mineras, menos complejas, como la simple neutralización de la cal, pueden involucrar no más que un silo de cal, un tanque de mezcla y un estanque de sedimentación.

Experto de MWH, ahora parte de Stantec, opina que “estos sistemas son mucho menos costosos de construir, pero también son menos eficientes (es decir, se requieren tiempos de reacción más largos y producen una descarga con mayores concentraciones de metales traza y sólidos)”.

Existen varias soluciones para tratar las aguas ácidas y dependerá de cada problemática (tipo, cantidad, calidad de entrada, de salida, ubicación, pH, etc.).

Yoann Ogor, director técnico de Veolia Perú, comenta que “Veolia siempre analiza el problema desde una perspectiva global con énfasis en establecer parámetros de tratamiento más confiables. Actualmente, analiza la posibilidad de recuperar elementos disueltos de valor económico que antes no estaban considerados.

“Algunos proyectos de tratamiento de aguas acidas están enfocados a minimizar riesgos ambientales y si no hay elementos de valor en cantidades interesantes para su recuperación, se deben proveer soluciones robustas y comprobadas para asegurar a los clientes una operación adecuada en las condiciones más severas encontradas en el paisaje minero mundial y en especial, en América Latina”, precisa Ogor.