Estudio teórico experimental del proceso de remoción de hierro y manganeso del efluente de la unidad minera San Rafael MINSUR S.A. mediante la técnica de electrocoagulación electroflotación utilizando electrodo de hierro

Abstract

Las diversas operaciones para la concentración de óxido de estaño (casiterita) en la unidad minera San Rafael que se encuentra a una altura de más de 4500 msnm, ubicada el distrito de Antauta, provincia de Melgar, departamento de Puno, Perú, necesita altas cantidades de agua por tonelaje de mineral tratado, el relave final del proceso de concentración se decanta en un espesador de 80 pies (espesador 80') produciéndose el efluente minero, que luego de un tratamiento tradicional, se vierte al río Antauta. Como consecuencia de su actividad, se generan efluentes residuales que se tratan para posteriormente ser vertidos. Entre los contaminantes principales que se encuentran en el efluente de la planta concentradora de la unidad minera San Rafael tenemos: cadmio, cobre, plomo, manganeso, hierro, zinc, sólidos en suspensión, y otros metales. Estos contaminantes son perjudiciales para la salud y el medio ambiente, razón por la cual el estado peruano regula los valores de los efluentes procedentes del sector minería. El presente trabajo tiene como principal propósito, proponer una alternativa para reducir la cantidad de Fe y Mn en el efluente minero final desarrollando el método de electrocoagulación / electroflotación utilizando electrodos de hierro y así verificar que el agua tratada por dicho método cumple con la normativa legal vigente. El proceso de electrocoagulación electroflotación es una técnica alternativa para remover contaminantes del agua y efluentes. Este proceso involucra la aplicación de corriente eléctrica para sacrificar ánodos dentro del tanque del reactor donde la corriente genera un agente coagulante y burbujas de gas. Un reactor de electrocoagulación está compuesto por celdas ánodo y cátodo. Además, el proceso de electrocoagulación/flotación es una técnica que implica la adición electrolítica de iones coagulantes metálicos directamente desde los electrodos de sacrificio. Estos iones coagulantes con contaminantes en el agua, similar a la adición de químicos coagulantes como el aluminio y el cloruro férrico, son capaces de remover fácilmente los contaminantes por sedimentación y flotación. Este proceso ha demostrado ser efectivo en · remover contaminantes del agua y es caracterizado por reducir la producción de lodo, no requerir el uso de químicos y de fácil operación. La base de la electrocoagulación es la formación de una especie coagulante que puede remover diversos contaminantes del agua. Existen tres mecanismos principales en todo el proceso de electrocoagulación/ electroflotación. • Oxidación del electrodo • Generación de burbujas de gas • Flotación y sedimentación de flóculos formados. En la parte experimental del trabajo se mostrará los resultados obtenidos en los reactores por lotes y por flujo continuo, utilizando electrodos de hierro. Se observará que al aplicarse corriente eléctrica, en ambos casos, la electrodisolución del ánodo será acompañada por la reducción del agua. En el experimento realizado en el reactor por lotes de 5L de capacidad se utilizó electrodos de hierro, en donde se tomó 3 muestras en intervalos de 10 minutos a 4 diferentes densidades de corriente, para así determinar el valor de la densidad corriente que se debe aplicar para obtener mejores resultados. En el experimento realizado en el reactor de flujo continuo se realizará fijando la variable de densidad de corriente, valor óptimo determinado en el experimento desarrollado con el reactor por lotes. Se utilizarán electrodos de hierro, usando un reactor de flujo continuo con capacidad de 5L. Se tomó 4 muestras en intervalos de 10 min a 4 diferentes densidades de flujos para encontrar el estado estacionario del reactor y el flujo óptimo de trabajo, además de analizar las muestras iniciales.