Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato de carbonatos wollastoníticos y/o brucita dispersos.

Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastomiticos y/o brucita.

Constituido a partir de una sucesión de un número de tanques que se comunican mediante rebosaderos. Una bomba eleva el agua del interior de la mina. En el interior de los tanques se han vertido los minerales que componen el tratamiento y que consta de un fondo de unos centímetros de lecho drenante constituido por un material tamaño grava y composición silícea como es el cuarzo que varía su granulometría desde grava, es decir 10-20 cm. en el fondo, a una capa suprayacente de unos 10 cm. con cuarzo tamaño fino, 1-2 cm., sobre el que se superpone el conjunto de materiales alcalinos en unas proporciones aproximadas entre 20 y 30% de carbonatos wollastoníticos-brucíticos y 80-70% de virutas de madera, mezclado con un material inerte como la viruta de madera o el poliuretano.

Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato de carbonatos wollastoníticos y/o brucita dispersos.

El sistema y el tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato de carbonatos wollastoníticos y/o brucita se refiere a una serie de tanques de forma rectangular donde se deposita un reactivo alcalino, tratándose en este caso de la mezcla reactiva de grano fino y de proporciones variables según las características del agua contaminada, consistente en carbonato cálcico, wollastomita y/o brucita, sobre una matriz inerte de cortezas o virutas de madera. Por dichos tanques fluye el agua que se mueve por gravedad desde el interior de la mina extraída mediante una bomba, hasta el final de la serie de tanques donde se encuentra una plataforma de decantación. De esta manera se consigue purificar un agua ácida de mina producida por la hidrólisis de los cationes trivalentes y devolver dicha agua a la tierra sin el menor indicio de contaminación.

El fenómeno de aguas ácidas de mina se encuentra actualmente tipificado como el desafío medioambiental más importante de los muchos que afronta la industria minera a escala mundial. Los procesos que dan lugar son conocidos aunque hay que resaltar que es la hidrólisis e los cationes trivalentes la responsable de la liberación de gran parte de la acidez protónica. Existen ciento cinco minerales generadores de acidez que almacenan acidez en la zona no saturada temporalmente y se forman también por la evaporación de aguas ácidas preexistentes. Son estos procesos los causantes de la acidificación de suelos en zonas mineras. Los drenajes ácidos de mina, conocido como AMD, son aguas que tras haber interaccionado con ciertos sulfuras metálicos, esencialmente pirita, sufren un descenso de pH hasta valores ácidos, así como un importante aumento en la concentración de especies metálicas disueltas.

La oxidación de la pirita se produce de forma directa o indirecta, según el agente oxidante, O2 o Fe 3+, que interviene de forma biótica o abiótica, dependiendo de la ausencia o presencia de microorganismos que favorezcan la oxidación. La interacción de ambos factores definen los cuatro diferentes mecanismos de oxidación existentes.

Su aplicación industrial se encuadra en la elaboración de sistemas para la purificación de aguas y, dentro de ésta, de sistemas para la purificación de aguas ácidas de mina.

El estado de la técnica aporta algunos modelos de características algo similares, aunque ninguno con las novedades que propone la presente invención.

Así el documento 1028068 describe un tratamiento de agua basado en la bioxidación, elevación del ph mediante cal y separación de iones mediante resinas quelatantes. El documento 528204 propone una reacción de oxidación mediante un gas como es el oxígeno.

Todos estos sistemas conocidos presentan los inconvenientes que a continuación se indican:

- El hecho de incluir una etapa de bioxidación incorpora la necesidad de un reactor donde la bacteria es instalada. Las diferentes etapas son reacciones químicas no naturales.

- La reacción por oxidación implica un reactivo químico más y por tanto no una reacción que sirva para devolver a la tierra con toda seguridad aquellas aguas provenientes de minas.

Frente a estos inconvenientes, el sistema propuesto por la presente invención aporta al estado de la técnica las siguientes ventajas:

- Es un tratamiento pasivo que implica un sistema estático en el cual se mejora la calidad del agua por reacciones químicas y sin el uso de reactivos sintéticos.

- Es un tratamiento que sólo contiene materiales naturales y no necesita energía externa.

- La mezcla de una matriz inerte como pueden ser cortezas o virutas de madera o poliuretano impide la pasivización del mismo debido a que permite el uso de minerales de grano fino que proporcionan una mayor superficie reactiva.

- La mayor parte del reactivo se consume, siendo por tanto más económico porque minimiza los costes de retirarlo.

Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de la técnica actual.

Así, la presente invención se constituye a partir de la sucesión de un número de tanques de forma rectangular solidarios entre sí que se comunican mediante rebosaderos que extraen el agua de uno de éstos y la derrama en el siguiente fluyendo el agua de uno a otro por gravedad. Desde los tanques contiguos a la cavidad del interior de la mina donde el agua queda estancada, una bomba eleva el agua y la introduce en el interior del tanque más cercano a ésta, ocasionando el flujo que hace que el agua salga del primero entrando en el segundo y así sucesivamente. En el interior de los tanques se han vertido con anterioridad los minerales que componen el tratamiento y que consta de un fondo de unos 50 centímetros de lecho drenante constituido por un material tamaño grava y composición silícea como es el cuarzo que varía su granulometría desde grava, es decir 10-20 cm. en el fondo, a una capa suprayacente de unos 10 cm. con cuarzo tamaño fino, 1-2 cm., sobre el que se superpone el conjunto de materiales alcalinos en unas proporciones aproximadas entre 20 y 30% de carbonatos wollastoníticos-brucíticos y 80-70% de virutas de madera, mezclado con un material inerte como la viruta de madera o el poliuretano, con objeto de que el dren carbonatado no se colmate por la precipitación de hidróxidos de aluminio y hierro, ya que el material inerte permite el uso de minerales de grano fino que, debido a su tamaño, se disuelven antes de ser recubiertos por precipitados. La mayor parte del reactivo, pues, se consume. El uso de Wollastonita y/o brucita permite la captación e inmovilización inmediata de cationes divalentes en proporciones muy importantes, especialmente del cobre y el arsénico. El agua, al pasar de un tanque a otro donde se purifica debido a la precipitación de schwertamnita y basaluminita y a la captación de cationes divalentes por la wollastonita y la brucita finalizando el tratamiento en una planta de decantación, en forma rectangular pero de mayores dimensiones que las de un tanque, planta que permite que el agua finalice su tratamiento apta para el consumo.

Para la mejor comprensión de cuanto queda descrito en la presente memoria se acompaña un dibujo en los que a título de ejemplo no limitativo se representa un caso práctico de la invención.

Figura 1. Vista en alzado lateral del sistema.

Los elementos numerados corresponden a:

1) Tanques.

2) Rebosaderos.

3) Agua.

4) Bomba.

5) Cavidad del interior del mina.

6) Mina.

7) Interior del tanque.

8) Cuarzo.

9) Granulometría de grava.

10) Fondo del tanque.

11) Cuarzo de tamaño fino.

12) Carbonatos wollastoníticos-brucíticos.

13) Virutas de madera.

14) Planta de decantación.

Una realización preferida de la invención propuesta se constituye a partir de la sucesión de un número de tanques

(1) de forma rectangular solidarios entre sí que se comunican mediante rebosaderos (2) que extraen el agua (3) de uno de éstos y la derrama en el siguiente fluyendo el agua de uno a otro por gravedad. Desde la cavidad (5) del interior de la mina (6) donde el agua (3) queda estancada, una bomba (4) eleva el agua y la introduce en el interior del tanque (7) más cercano a ésta, ocasionando el flujo que hace que el agua salga del primero entrando en el segundo y así sucesivamente. En el interior de los tanques (7) se han vertido con anterioridad los minerales que componen el tratamiento y que consta de un fondo de unos 50 centímetros de lecho drenante constituido por un material tamaño grava y composición silícea como es el cuarzo (8) que varía su granulometría desde grava, es decir 10-20 cm. (9) . en el fondo (10) , a una capa subyacente de unos 10 cm. con cuarzo tamaño fino, 1-2 cm. (11) ., sobre el que se superpone el conjunto de materiales alcalinos en unas proporciones aproximadas entre 20 y...

1. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita caracterizado por encontrarse constituido a partir de una sucesión de un número de tanques (1) de forma rectangular solidarios entre sí que se comunican mediante rebosaderos

(2) que extraen el agua (3) de uno de éstos y la derrama en el siguiente fluyendo el agua de uno a otro por gravedad. En el interior de los tanques (7) se han vertido con anterioridad los minerales que componen el tratamiento y que consta de un fondo de unos 50 centímetros de lecho drenante constituido por un material tamaño grava y composición silícea como es el cuarzo (8) que varía su granulometría desde grava, es decir 10-20 cm. (9) . en el fondo (10) , a una capa subyacente de unos 10 cm. con cuarzo tamaño fino, 1-2 cm. (11) ., sobre el que se superpone el conjunto de materiales alcalinos en unas proporciones aproximadas entre 20 y 30% de carbonatos wollastoníticos-brucíticos (12) .

8. 70% de virutas de madera (13) .

2. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita, según reivindicación 1, caracterizado porque desde la cavidad (5) del interior de una mina (6) donde el agua (3) queda estancada, una bomba (4) eleva el agua y la introduce en el interior del tanque (7) más cercano a ésta, ocasionando el flujo que hace que el agua salga del primero entrando en el segundo y así sucesivamente.

3. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita, según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque los carbonatos wollastoníticos-brucíticos (12) se mezclan con un material inerte como la viruta de madera o el poliuretano (13) , no colmándose el dren carbonatado por la precipitación de hidróxidos de aluminio y hierro, ya que el material inerte permite el uso de minerales de grano fino que, debido a su tamaño, se disuelven antes de ser recubiertos por precipitados.

4. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita, según reivindicación1a3, caracterizado porque la mayor parte del reactivo se consume.

5. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita, según reivindicación 1 a 4, caracterizado porque el uso de wollastonita y/o brucita (12) permite la captación e inmovilización inmediata de cationes divalentes en proporciones muy importantes, especialmente del cobre y el arsénico.

6. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita, según reivindicación1a5, caracterizado porque el agua, al pasar de un tanque (1) a otro donde se purifica debido a la precipitación de schwertamnita y basaluminita y a la captación de cationes divalentes por la wollastonita y la brucita (12) .

7. Sistema y tratamiento pasivo para la eliminación de acidez en aguas y fijación permanente de metales pesados mediante sustrato carbonatos wollastoníticos y/o brucita, según reivindicación1a6, caracterizado porque el tratamiento finaliza en una planta de decantación (14) , en forma rectangular pero de mayores dimensiones que las de un tanque (1) .