Formación de geopolimero para la inmovilización de mercurio, mediante tecnología de estabilización/solidificación, de los residuos mineros de la minería artesanal región – Arequipa

Abstract

Las zonas mineras de Nazca, Chala y Secocha, ubicadas en la región Arequipa y parte de la región Ica; son ricas en polimetales, principalmente el oro, siendo la pequeña minería y minería artesanal las que utilizan el proceso de amalgamación en circuito abierto del material aurífero con mercurio, generando residuos sólidos mineros (relaves) con alto contenido de mercurio y otros metales tóxicos, generando una gran amenaza para la salud humana y el medio ambiente. El objetivo del presente trabajo fue inmovilizar el mercurio presente en éstos residuos mineros mediante la tecnología de Estabilización/Solidificación vía sulfuro de mercurio y matriz polimerizante, formado este último con 55% de piedra pómez, 45 % de metacaolín y una solución altamente alcalina a base de hidróxido de sodio (10 M) y solución de silicato de sodio comercial. Se caracterizó los residuos mineros fisicoquímicamente: pH (UNE 77305), conductividad eléctrica (ISO- 11265- 1994), tamaño de partícula (NTP N° 339.128), humedad (ASTM D- 2216), así como concentraciones de mercurio como metales totales en muestras (EPA 200.7 ICP-OES) y en los lixiviados mediante el test (EPA. TCLP-1311). El mercurio en las muestras alcanzó en promedio concentraciones > 275 mg/Kg, y en el lixiviado una de ellas alcanzó una concentración de 0,43 mg/L, valores muy por encima de los ECA para suelos; clasificándose como muy peligrosos, requiriendo un proceso de estabilización, para ello se siguió el procedimiento según patente americana N°US-6, 911,570 b, 2005 modificado. Los factores y sus respectivos niveles evaluados fueron: ratio molar de S:Hg, pH y % de material geopolimerizante: residuo sólido minero-estabilizado así como sus puntos centrales. Las variables respuesta evaluadas fueron: concentración de Hg en los lixiviados con un valor promedio de 0,0367 mg/L, reduciendo el mercurio hasta un 92 %, resistencia a la compresión (norma NTP 334.051:2013) alcanzando un máximo de 34,70 MPa, absorción de humedad con un promedio de 17,27 % y volumen de vacios de acuerdo a la norma (ASTM C642-13), con promedio de 22,47% para ambos ensayos; por lo tanto se logró inmovilizar el mercurio y garantizar una estabilidad química y física de los residuos solidos mineros en el ambiente de disposición final. Se utilizó un diseño factorial completo con tres pruebas centrales aplicando el software Statigraphics Centurión XVI.