Optimización de un sistema de tratamiento pasivo con sustrato alcalino para remediación de aguas contaminadas con elementos potencialmente tóxicos del Distrito Minero de San Quintín

Abstract

El complejo minero de San Quintín fue una zona de explotación intensa de plomo (Pb) y zinc (Zn) desde comienzos del siglo XIX hasta el año 1988, cuando cesó la actividad. Los residuos mineros de esta zona constituyen un problema ambiental, pues emiten metales pesados y promueven la formación de drenaje ácido de mina (DAM) el cual es el problema que se estará abordando durante este estudio. En el siguiente trabajo se trata el problema del DAM que ocurre en la zona de San Quintín, y para ello se utilizó un tratamiento de remediación pasivo conocido como Sustrato Alcalino Disperso (SAD). El SAD consiste en un sustrato inerte, formado por virutas de madera mezclado con un material alcalino de grano fino, generalmente caliza y/o MgO. Las virutas de madera proporcionan una elevada conductividad hidráulica a la mezcla, reduciendo en gran medida los problemas de pérdida de permeabilidad, debido a la precipitación mineral dentro del material reactivo. El SAD se dividió en dos tratamientos. El primer tratamiento, SAD-caliza, fue utilizado para aumentar el pH de las muestras de DAM a un pH de aproximadamente 6 y con esto promover la precipitación de metales trivalentes, la cual se logró exitosamente. Durante este primer tratamiento se varió el tamaño de grano del material reactivo entre arenas y gravas, para determinar cuál sería el óptimo para la remediación y se observó que esto no tuvo ningún efecto en la eficiencia del tratamiento. Una vez terminado el primer tratamiento se realizó un segundo tratamiento, SAD-MgO, el cual se empleó para aumentar el pH de las muestras tratadas con la caliza a un pH de aproximadamente 9 y de esta manera lograr la precipitación de los metales divalentes en las muestras de DAM, la cual se obtuvo exitosamente. Al finalizar los tratamientos se determinaron las concentraciones de Fe, Zn y Cd por absorción atómica y se observó que las condiciones óptimas para que el Fe precipitara fueron las condiciones del SAD-caliza, mientras que las condiciones óptimas para que el Zn y Cd precipitaran fueron las condiciones del tratamiento SAD-MgO. Se determinaron los porcentajes de retención para los metales durante los distintos tratamientos, durante el SAD-caliza se obtuvieron unos porcentajes de retención entre 98%-96% para Fe lo cual muestra la efectividad de este tratamiento para la remoción de metales trivalentes mientras que durante el SAD-MgO se obtuvieron unos porcentajes de retención de Zn de 99% lo cual muestra la efectividad de este tratamiento para la remoción de metales divalentes del DAM. Teniendo en cuenta esto mencionado anteriormente y todos los datos obtenidos durante el estudio, se propuso un modelo de remediación utilizando el método de remediación pasivo SAD y sus distintas etapas de tratamiento para lograr la remoción de elementos potencialmente tóxicos (EPTs) del DAM que se encuentra en la Mina de San Quintín.