OSMOSIS INVERSA COMO TRATAMIENTO DE AGUAS EXCEDENTES DE PROCESOS MINEROS

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OSMOSIS INVERSA COMO TRATAMIENTO DE AGUAS
EXCEDENTES DE PROCESOS MINEROS
Por Yuri Gallo
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Antecedentes

• Tecnología de tratamiento de exceso de agua
  convencional con dificultad para cumplir las
  nuevas exigencias de la reglamentación peruana
  para el Cianuro, Nitratos y metales pesados.
• Plan de minado considera el procesamiento de
  minerales transicionales (sulfuros) que producen
  cambios en la química de las soluciones de
  proceso
• Excesiva pérdida de oro durante la temporada de
  lluvias debido a la adición de Cianuro que es
  destruido durante la etapa de Clorinación
• Se evaluaron varias alternativas tecnológicas
• Continuar con el estatus quo
• Remoción biológica de Nitratos (oxidación
  bacteriana) planta convencional
• Tecnología de membranas
• Otras tecnologías
• Intercambio Iónico para remoción de Nitrato
• Reducción química de Nitrato
• AVR (Acidificación, Ventilación, Readsorción)
  para recuperación de Cianuro
• Columnas de carbón para recuperación de oro
  remanente

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Objetivos del Proyecto

• Tratar el exceso de agua del procesamiento para
  distintos minerales minados (óxidos, sulfuros,
  etc.), cumpliendo los limites máximos permisibles
  de elementos pesados en el agua.
• Alcanzar la exigencia de contenido de Cianuro WAD
  de 0.1 ppm exigido por DIGESA a partir del 2002
  para la descarga de aguas al medio ambiente.
• Reducción del contenido de Nitrato en la descarga
  de aguas a niveles aceptables lt10 mg/l NO3-N.
  (Recomendado por la US EPA y la World Health
  Organization)
• Reducción de pérdidas de Oro durante la temporada
  de lluvias.
• Alcanzar futuros estándares más exigentes
  respecto a metales pesados que pueda expedir la
  reglamentación peruana.

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Manejo de solución de proceso
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Planta convencional de tratamiento de agua
Planta de tratamiento de agua de exceso, EWTP
(Excess Water Treatment Plant)
Planta de Proceso
50 ppm CN
Tanque de Alimentación de exceso de agua
Cloruro Férrico
Floculante
Cloro
NaSH
Cal
Clarificador
540 m3/h
Agua tratada a poza de amortiguación
Max. 0.2 ppm CN
Tanque de Precipitación de metales
Tanque de Remoción de As y Sb
Tanque de Clorinación Alcalina
Lodos a cancha de Lixiviación
7 m3/h
Tanque de Lodos
Tiempo de operación anual 6 meses (temporada de
lluvia) Tiempo en recirculación 20
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Osmosis

• Es la difusión natural de moléculas a través de
  una membrana semipermeable.
• Cuando se ponen en contacto dos soluciones de
  diferentes concentraciones separadas por una
  membrana semipermeable se genera un flujo desde
  la solución mas diluida a la mas concentrada,
  hasta igualar la concentración de ambas.

Membrana Semipermeable
Solución B
Solución A
80 g de X 2.0 litros Agua (40 g/l)
20 g de X 1.0 litro Agua (20 g/l)
Flujo de Moléculas de agua (400 ml)
20 g de X 0.6 litros Agua (33.3 g/l)
80 g de X 2.4 litros Agua (33.3 g/l)
En un tiempo t
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Osmosis Inversa

• Es la difusión del agua, mediante una membrana
  semipermeable, de la solución mas concentrada a
  la solución mas diluida. Para ello es necesario
  de aplicar una presión para su ocurrencia.
• En la práctica la presión utilizada en la ósmosis
  inversa es entre 5 y 20 veces la presión
  osmótica.

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Diseño de un Sistema de Osmosis Inversa
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Tecnología de Membranas

• Los módulos EMSTM (Engineering Membrane System)
  de la empresa de Harrison Western Process
  Technologies Inc, suelen acoplarse en paralelo o
  en serie en función de los caudales, las
  características del agua y las características de
  cada módulo.

o
o
Cada unidad EMS contiene 3 etapas. La primera
etapa tiene 36 elementos, la segunda 24 y la
tercera 12.
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Tecnología EMSTM

• HW Process Technologies, Inc. es dueño de la
  patente EMS.
• El proceso de filtración se realiza aplicando
  presión y flujo por la menbrana semi permeable.
• El liquido de ingreso es separado en dos
  Permeado y Concentrado.
• La solución permeada tiene bajo contenido total
  de sólidos disueltos (TDS), orgánicos y
  bacterias.
• El concentrado que es rechazado por la membrana,
  conserva los sólidos, los orgánicos y las
  bacterias.
• El sistema EMS puede ser diseñado para
  seleccionar Uranio, selenio, calcio,
  magnesio, aluminio, Oro, nickel, Cobre, zinc,
  cloro, iron, Silica, organicos y coloides.

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Planta de tratamiento de agua de Osmosis Inversa
Sistema de Lavado
Bombas de alta presión
NaOH
Cloro
Permeado
EMS Unidad A
Cloro
Antincrustante
2
Alimentación
1
Agua tratada a poza de amortiguación
EMS Unidad B
Solución de Proceso (BARREN)
Tanque de almacenamiento de permeado
Tanque de Clorinación
Pre-Filtros
Concentrado
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Al Sumidero de Solución Barren
Canchas de Lixiviación
1
2
3
Punto
714
500
Flujo m3/h
214
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Parámetros de Operación

• pH afecta ligeramente la solubilidad de algunas
  sales solubles. El rango de trabajo varía entre 4
  a 11, siendo el promedio de descarga de 10.5.
• SDI (Slit density index) indica el potencial de
  ensuciamiento de la membrana
• Turbidez también indica ensuciamiento de la
  membrana. Su valor normal esta por debajo de 1
  NTU.
• Temperatura de ingreso en el rango de 9.5 a
  13.5C (promedio 10C), la cual afecta la
  viscosidad de la solución.
• TDS (Total disolved solids) medida de
  concentración de contaminantes, que por lo
  general se encuentra por debajo de 1200 ppm.
  Puede ocasionar precipitados sobre las membranas.
  
• TSS (Total suspended solids) debe controlarse
  con el pre-filtrado a un nivel de 1.4 ppm en la
  alimentación para evitar daños a las membranas
  que trabajan a alta presión.
• ORP (Oxidation-reduction potencial) indica el
  potencial de oxido-reducción de la solución de
  alimentación. Rango recomendado -60 a -80 mV.
• Dureza contenido de sales de calcio. Pueden
  saturar a las membranas, incrementando presión o
  frecuencia de lavado. Se agrega antincrustante
  para retardar su precipitación.

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Sistema de Lavado

• El lavado se realiza cuando las membranas se
  saturan y esto se manifiesta por un valor alto de
  presión diferencial entre las etapas de
  concentrado, entonces se procede a lavar toda las
  membranas de la unidad o alguna de ellas.
• Lavado con pH bajo (acido sulfúrico con agua ph
  2.0) para eliminar las incrustaciones del
  calentador o la saturación con carbonato
• Lavado con ph alto ( soda cáustica y agua ph 11)
  eliminar los saturantes orgánicos
• Lavado neutro ( detergente y agua) para eliminar
  los sulfatos
• Lavado con Cianuro ( Cianuro y Agua ph alto) para
  eliminar el mercurio

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Calidad de Agua - Planta Osmosis Inversa
Nota ensayos realizados en el laboratorio de
medio ambiente de MYSRL
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Area requerida
Planta Convencional 1000 m3/h
Poza de Exceso de Agua
Planta Convencional 750 m3/h
Planta Osmosis Inversa 1250 m3/h
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Comparación entre tecnologías
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Conclusiones

• Mejor control de la calidad de agua excedente del
  procesamiento de diferentes tipos de materiales
  (óxidos y minerales transicionales)
• Reducción de los costos de operación, al emplear
  menos reactivos que la planta convencional y
  recuperación del Cianuro que también es un insumo
  de operación.
• Recuperación de oro y plata remanente en la
  solución excedente del proceso de las canchas de
  lixiviación, no recuperable con la tecnología
  convencional.
• Menor espacio respecto a las plantas de
  tratamiento convencionales, lo cual ayuda a la
  operación y mantenimiento de la planta.
• Inversión de capital ligeramente mayor, que
  cumple los requisitos ambientales necesarios y
  teniendo un costo operativo menor, implica un
  mayor beneficio para la empresa en el largo
  plazo.

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Gracias Preguntas?