Optimización de la remoción de hierro del drenaje ácido de mina del pasivo ambiental minero de Mesapata, Recuay- Áncash, 2020-2021

Abstract

En el Perú la minería posee un gran impacto en la economía nacional, debido a la generación de divisas por la exportación de minerales como cobre, zinc y plata; sin embargo, es lamentable que en la actualidad el Perú reporte 7668 Pasivos Ambientales Mineros (PAMs) y uno de ellos es el PAM de Mesapata que constituye un relave polimetálico de flotación de minerales sulfurados. Estos depósitos generan continuamente Drenajes Ácidos de Mina (DAM) que contienen cantidades significativas de metales pesados. Uno de los metales que se encuentran en abundancia es el Fe+2 (800 mg/L) que impacta la calidad de las aguas, suelos y pastos naturales; por lo tanto, el presente trabajo de investigación tuvo por objetivo optimizar la remoción del hierro del Drenaje Ácido de Mina del Pasivo Ambiental Minero de Mesapata. El desarrollo de la investigación se dividió en tres etapas: En la etapa preexperimental se acondicionó el lugar de trabajo, se muestrearon comunidades de Bacterias Oxidadoras de Hierro (BOFe) de Pastoruri, Mesapata y Campanayoc; y, se recolectó el DAM del lado norte del PAM de Mesapata. La etapa experimental consistió en optimizar la remoción de Fe+2 mediante tratamientos abióticos (pH, O2 y O3) y bióticos (BOFe); y, en la etapa post-experimental se realizó el análisis de las eficiencias de remoción de Fe+2 para la elección de las alternativas óptimas de tratamiento. Los resultados mostraron que, el pH óptimo para la remoción de hierro varió entre 4.52 y 5.61, poseyendo eficiencias de remoción de hierro de 94.6% y 99.9%, respectivamente. Por otro lado, la oxigenación (1 L/min) y ozonización (2.15 L/min) para la remoción de Fe+2, son dependientes del pH, puesto que no oxidan al Fe+2 a pHs muy ácidos (2.32), por lo que antes de la inyección de O2 y O3 debe añadirse un neutralizante. De acuerdo a ello, se realizó la inyección por separado de O2 y O3 a 3 L de DAM a pH 4.0 y 5.5, los resultados demostraron que los tiempos de oxigenación óptimos se encuentran entre la 1 y 1.5 horas en DAM a pH 5.50, con eficiencia de remoción de Fe+2 de 65.0% y 80.8%. Así mismo, el tiempo de ozonización óptimo se encuentra entre los 5 y 11 minutos para DAM a pH 5.5 con eficiencias de remoción de Fe+2 de 71.3 %y 72.0%. Para el caso del tratamiento biótico con BOFe, se observó que las bacterias provenientes de zonas con DAM y DAR con concentraciones mayores de 16 mg/L y pHs ácidos (2.56) tuvieron mejor crecimiento en Medio 9K Mod.; conservándose en total 17 cepas a pH 3 y 4. Por otro lado, las bacterias inoculadas (consorcio) en los sistemas Aquarium-Fe con DAM de 400 mg/L, 600 mg/L y 800 mg/L de Fe+2 y pH 2.56 – 4; obtuvieron vii eficiencias muy altas de remoción de Fe+2, al día 49 se observaron que en condiciones de aerobiosis las eficiencias de remoción fueron de 44%, 50%, 78% y en condiciones de microaerofilia fueron de 63%, 63% y 80%, respectivamente. En tal sentido, hay mayor eficiencia de remoción de Fe+2 en condiciones de microaerofilia, pH ácido y altas conentraciones de Fe+2. En conclusión, es posible optimizar la remoción de Fe+2 del DAM del PAM de Mesapata con tratamientos abióticos (pH, O2 y O3) y bióticos (BOFe), teniendo en cuenta la sinergia con el pH