residuos metales

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RESIDUOS DE CIANURACIÓN Ing. Iván Reyes López

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En la cementación con cinc , el oro y plata precipitan casi por completo, junto a una porción de cobre, mercurio, arsénico y antimonio Otros componentes del pregnant practicamente no intervienen en las reacciones

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Los compuestos cianurados simples son solubles en agua y se disocian por completo con facilidad produciendo cianuro libre La estabilidad de los complejos cianurados débiles varia de acuerdo al ion metálico que posee . La velocidad de disociación química y de separación de cianuro libre dependen de la intensidad de la luz, temperatura de la solución, el pH , total de sólidos disueltos y la concentración del complejo cianurado

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Los complejos cianurados de hierro, en ausencia de luz son muy estables , pero bajo intensa radiación ultravioleta son capaces de desprender cianuro de hidrógeno en proporciones tóxicas Estos complejos resisten la degradación natural hasta que el cianuro libre y los cianuros metálicos más fácilmente degradables se han disipado

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La luz ultravioleta produce fotólisis e hidrólisis de los complejos hexacianoferratos : Una molécula de agua desplaza a uno de los cianuros del complejo Bajo exposición prolongada a alta radiación ultravioleta, los ferrocianuros han liberado hasta el 85 % de su contenido de cianuro Los ferricianuros alcanzan al 49 %

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El ferrocianuro, en ausencia de luz o de catalizadores, no se oxida al aire en soluciones neutras o alcalinas . El peróxido de hidrógeno lo oxida en disolución ácida pero no alcalina

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También, durante la cianuración se forman cianatos y tiocianatos El cianuro y el tiocianato, a temperatura normal reaccionan lentamente con agua para formar amoniaco, anión formiato o anión carbonato

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TOXICIDAD DEL CIANURO El cianuro de hidrógeno se absorbe rápidamente por ingestión o inhalación y se introduce en el plasma Se combina fuertemente con hierro, cobre, azufre que son parte de proteínas y enzimas importantes en los procesos vitales

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La enzima citocromo oxidasa es la principalmente afectada, causando asfixia celular y posteriormente la muerte de los tejidos También se inhiben las enzimas succinato deshidrogenasa, xantino oxidasa , varios catalizadores y peroxidasas

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La enzima rodanasa convierte cianuro a cianato, aunque en exposiciones muy prolongadas se producirían anomalías tiroideas

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FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA TOXICIDAD DEL CIANURO

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Se incrementa la toxicidad del cianuro cuando : La solución tiene menor contenido de oxígeno disuelto La temperatura se eleva Decrece el pH

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La dosis letal del cianuro para los seres humanos varía de 50 a 200 mg ( 1 – 3 mg/kg) muriendo al cabo de una hora Alrededor de 10 mg o menos de cianuro libre por día no es tóxica y si la ingestión es alrededor de 5 mg diarios por un largo periodo no es tóxico

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En exposiciones al HCN la muerte ocurre entre 10 a 60 minutos para concentraciones de 100 a 300 ppm LC 50 para la absorción de cianuro libre es 100 mg por kg

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TRATAMIENTO DE EFLUENTES DE CIANURACIÓN

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Efluentes de cianuración El residuo del tratamiento de cianuración por agitación es el llamado relave, que se almacena en un área contigua Las relaveras son construídas sobre un terreno compactado, y protegido con geomembranas para evitar las infiltraciones de posibles contaminantes a las aguas subterraneas El rebose de estas canchas de relave antes de ser descargadas a un curso de agua debe tratarse en plantas para eliminar o minimizar su contenido de cianuro y iones pesados

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En la cianuración en pilas no existe relave, sin embargo, el mineral que constituyó la pila debe lavarse hasta eliminar sus contenidos de cianuro y de acuerdo al plan de cierre se termina colocando una capa de suelo que originalmente existía en el lugar . La forestación del área en aconsejable En epoca de intensas lluvias, se incrementan los flujos de solución de cianuro y a menudo se elimina parte de este volumen para mantener el balance , constituyendo esta acción en posible fuente de contaminación por cianuro y otros iones Una planta de tratamiento de estos flujos para minimizar los contenidos de contaminantes se tiene que operar siempre

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Adsorción : La adsorción es otro mecanismo que atenúa la presencia de cianuro en los suelos. Los suelos que tienen altas concentraciones de óxidos hidratados de hierro y manganeso, retienen mejor al cianuro La magnitud de la adsorción de cianuro en los subsuelos guarda relación con el contenido de carbono orgánico en el suelo.

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Oxidación a cianato HCN + 1/2 O2 = HCNO El cianato de hidrógeno y los iones cianato son menos tóxicos que el HCN La conversión de cianuro en cianato se da por la presencia de fuertes oxidantes como ozono, hipoclorito, peróxido de hidrógeno También, la UV con catalizadores como bióxido de titanio, sulfuro de cadmio y óxido de zinc convierte el cianuro en cianato Se ha comprobado que es difícil oxidar el cianuro a cianato en las condiciones ambientales normales

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Biodegradación Las sales de cianuro se mueven solamente en una corta distancia a traves del suelo antes de transformarse biológicamente en nitratos bajo condiciones aerobias La degradación anaerobia del cianuro se hace hasta un límite de 2 mg/l de cianuro. Sobre este límite, el cianuro es tóxico para los microorganismos anaerobios

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CN- + HOH HCN + OH+   La desventaja principal de éste método es el tiempo muy prolongado para las reacciones, que pueden llegar a algunos meses; lo que implica contar con grandes áreas de terreno para la construcción de las pozas y permitir tan altos tiempos de retención. Se ha reportado niveles de cianuro, al final del tiempo previsto, tan bajos como 0,5 ppm de cianuro

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Con el uso de sulfato ferroso , realmente no se ELIMINA al cianuro. Este solamente cambia el cianuro libre hacia una forma más estable, como ferrocianuro el cual puede formar precipitados altamente insolubles con metales pesados.   6 NaCN + FeSO4 Na4 Fe(CN)6 + Na2SO4 El ataque directo del ión ferroso sobre el cianuro, involucra un consumo del ión ferroso sobre el calcio presente en el efluente ( pH 10 ) antes de neutralizar al cianuro de sodio : FeSO4 + Ca(OH)2 Fe(OH)2 + CaSO4 2 Fe(OH)2 + ½ O2 2 Fe(OH)3   Fe(OH)2 + 6 CN_ Fe(CN)64- + 2 OH-

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Como el peróxido de hidrógeno es un fuerte oxidante , es capaz de oxidar cianuro a cianato, la que es una forma no tóxica , de acuerdo a la reacción :   H2 O2 + CN-­ Cu2+ CNO- + H2 O Esta reacción necesita ser catalizada por el ión cúprico; y una pequeña cantidad debe agregarse al sistema, si no está presente en el relave a tratar Con peróxido de hidrógeno, los complejos débiles de cianuro son rotos y son precipitados por el cobre como ferrocianuros insolubles estables. El exceso de ión cúprico es precipitado como un hidróxido insoluble.   2 Cu2+ + Fe(CN)64- Cu2 Fe(CN)6 ( S ) Cu(CN)32- + 7H2 O2 + 2 OH- 6 CNO- + 2 Cu(OH)2 + 6 H2 O

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El cianato es hidrolizado para formar iones carbonato de amonio, los cuales se generan naturalmente en el medio :   CNO- + 2 H2O CO32- + NH4+ Una modificación del sistema peróxido de hidrógeno, conocido como el método ácido de Caro o ácido peroximonosulfúrico, se emplea actualmente con mayor frecuencia para pulpas. Se usa la mezcla ácido sulfúrico con peróxido de hidrógeno El método INCO SO2 /aire fue probablemente el método químico más usado para la destrucción de cianuro

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Bajo condiciones de fuerte agitación, se adicionan a la pulpa, tanto el dióxido de azufre como el aire. Si no está presente en la pulpa, se debe añadir pequeñas cantidades de ión cobre. El pH debe ser controlado en el rango de 7,5 - 9 ,5 La cianosorción involucra la acidificación de la solución portadora de cianuro, para formar cianuro de hidrógeno gas , para luego recuperar el HCN en una solución cáustica, para su reuso en el proceso. La clorinación alcalina es un método poco usado, elimina el cianuro libre y el cianuro ácido débil disociable (WAD) por oxidación, pero no elimina los complejos cianurados de hierro o cobalto. La clorinación alcalina procede en dos etapas, las cuales toman lugar a pH de 10,5 a 11,5 en alrededor de 2 horas. Generalmente se obtienen niveles menores de 1 ppm de cianuro

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La compañía minera Homestake desarrolló el proceso de degradación biológica por los años 80, en respuesta a las severas limitaciones sobre las descargas de efluentes de las pozas de relaves, hacia fuentes de agua. Fue el primer método de minimización biológica del cianuro, que se aplicó   Otras aplicaciones de degradación biológica, es la minimización de cianuro en operaciones de lixiviación en pila, después que la recuperación de oro ha concluido. En la compañía minera Hecla en Ontario, se emplea bacterias para reducir desde aproximadamente 46 ppm de cianuro ácido disociable, hasta valores tan bajos como 0,2 ppm de cianuro WAD

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Los microorganismos eficaces EM 1 , estan siendo investigados para la biodegradación de cianuro Es un concentrado líquido que contiene bacterias : Lactobacillus plantarum, levaduras : Candida utilis, Hongos : Aspergillus oryzae

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La composición química, análisis y toxicidad de las disoluciones provenientes de procesos de cianuración Desarrollar y diseñar las posibles alternativas viables de tratamiento del agua residual Hay muchas variantes de tratamiento y ninguna de ellas es aplicable en todos los casos

Summary: Presentación didáctica

Tags: contaminacion residuos basura contaminante

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