Tratamiento combinado de disolución de magnesio y floculación en un drenaje ácido de una mina de carbón

Abstract

Los drenajes ácidos de minas de carbón (DAM) surgen de la actividad minera mediante oxidación de la pirita (Fe2S), y se incorporan a las fuentes hídricas por escorrentía o descarga directa, lo que ocasiona la acidificación del agua, la disolución de metales y un incremento en el contenido de sulfatos. Los estudios actuales para su tratamiento aún son limitados y se desconoce el efecto de la concentración de Mg2+ y el pH en un proceso de floculación. Por ello, se evaluó un tratamiento combinado de disolución de Mg2+ que empleó limadura de aleación AZ31 y oxidación con H2O2, seguido de una etapa de floculación; como una alternativa que busca disminuir el color real, la turbidez y la concentración de sulfatos, Fe, Mn y Zn. Se empleó un diseño compuesto central 22 rotable con puntos estrella, los niveles para la concentración de Mg2+ fueron 75 ppm y 225 ppm, y para el pH de floculación 9.5 y 10.5. Se utilizó un reactor discontinuo de 250 mL con agitación magnética, una concentración fija de polímero de 5 ppm, y de H2O2 de 50 ppm. El sobrenadante se analizó usando espectrofotometría de absorción atómica, UVVis y nefelometría. La primera técnica buscó cuantificar la concentración total de Fe, Mn y Zn. La segunda, permitió determinar el color real y cuantificar los sulfatos, y la tercera evaluó la turbidez. Con 75 ppm de Mg2+ y un pH de 10.5 se alcanzó una concentración de Mn <0.072 ppm y de Zn <0.024 ppm. Se evidenció una disminución de 99.9% en la concentración de Fe, 97.9% en el color real, 96.0% en la turbidez y 96.2% en el contenido de sulfatos. El costo del tratamiento fue $3918/m3 de DAM, con un consumo de Ca(OH)2 de 3313 ppm y una disminución del 21% en el volumen del lodo