Abstract

1. CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS DE UNA ANTIGUA MINA DE W EN BARRUECOPARDO (SALAMANCA, ESPAÑA), Y ELIMINACIÓN DE ARSÉNICO POR MÉTODOS QUÍMICO Y ELECTROCINÉTICOJ.A. Egido Rodríguez1, M.A. Nogueira Henriques-Rosa2 y M.C.Márquez Moreno31Unidad Docente: Edafología y Q. agrícola. Fac. de C. Agrarias. Universidad. de Salamanca (España).2 Escuela Superior de Tecnología de Tomar. (Portugal).3 Dpto. de Ingeniería Química y Textil. Fac. de C. Químicas. Universidad de Salamanca. Introducción Abstract Actualmente, las principales actividades antropogénicas que introducen arsénico en el ambiente son la minería de metales no ferrosos y las fundiciones, el procesamiento y la combustión de combustibles fósiles, el tratamiento de maderas, la producción y aplicación de pesticidas, el depósito y la incineración de residuos municipales e industriales (Popovic el al, 2001; Prosun et al, 2002). Se estima que un 19% del arsénico que circula por el suelo se lixivia y pasa al agua (Wang & Mulligan, 2006). La contaminación debida a residuos mineros, normalmente por su lixiviación, contiene altas concentraciones de arsénico y constituye una fuente potencial de riesgo ambiental. En Canadá, existen informes que totalizan la entrada de arsénico en el lago Moira (Ontario) en 3,5 toneladas por año debido al procesamiento minero local (Azcue & Nriagu, 1995), y se estiman 220 millones de toneladas de trióxido de arsénico, altamente tóxico, que son enterradas en Yellowknife (Northwestern Territories) y que amenazan el agua subterránea y superficial en kilómetros alrededor de la mina. Se han realizado diversos intentos de eliminación de As, unos por lavado químico empleando diversos ácidos y bases, extrayendo cantidades del orden del 94 % (Jang et. Al, 2005) y otros por electro-remediación, aplicando una baja diferencia de potencial entre electrodos e intensidades de corriente del orden de los mA/cm, extrayendo un 90 % de As ( Lageman et. al,1989). El objetivo de este trabajo ha sido caracterizar unos residuos de una antigua mina de W, que contienen cantidades importantes de As, en forma de arsenopirita, para posteriormente proceder a su restauración, empleando dos métodos: extracción química y electro-remediación.. The aim of this study was to characterize some waste of an old mine W, containing significant amounts of As, which have been subsequently restored, by using two methods: a sequential chemical extraction with 0.2 M HCl followed by 1M HCl (second step) and OHNa 1M (third step), and other Electro-remediation applying an initial intensity of 500 mA. For this purpose three sort of samples were taken: pool of fines, concentrate tailings and soil from the vicinity, it as "background." The pH (in water) are all acids, the pool of fine between 4 and 5, concentrated between 1.5 and 3 and the soil around 5. Textures: silty loam, clay and sandy loam. The most abundant heavy metals As and Fe, with values ​​of about 230 and 175 g / kg, respectively, in the more concentrated sample, to 1.4 and 38.2 g / kg, on the pool of fines and 0.19 and 6.79 mg / kg in soil. As a conclusion the two extraction methods, we can say that the chemical cleaning was more effective when extracting an average of 85 % As, (approximate value to the bibliography.), whereas the electrokinetic process was about 40%, a percentage significantly lower than the one found in the bibliography. With regard to this, we should stress that in the bibliography, the original concentration of As was around 0.3 g / kg, much lower from the working mine, which no doubt has an impact on the extraction difference. Keywords: Mining, arsenic, remediation. Material y Métodos Para ello se tomaron tres tipos de muestras; balsa de finos, concentrados de escombreras y suelo de las proximidades, éste como “background”. Realizando los análisis clásicos de caracterización ( Soil conservation service, 1972), con la determinación de metales pesados mediante disgregación ácida, eliminando previamente la materia orgánica con H2O2, (Harstein et al., 1973), y dos métodos de restauración: uno de extracción química secuencial con HCl 0,2M-HCl 1M-OHNa 1M ( Jang et. Al, 2007) y el otro de Electro-remediación, con electrodos de Cu y aplicando una intensidad inicial de 500 mA. En la la figura 1 se ofrece un esquema del proceso electrocinético. Figura 1 – Extracción electrocinética con detalle de los electrodos usados, vaso de agitación/electrolisis, aparatos de control de corriente eléctrica y recuperación de la fracción líquida por filtración. Resultados y Discusión Tabla 1. Tratamiento electrocinético. Figura 2 – Correlación entre As y Fe para todas las muestras (n=12) Bibliografía Figura 3 – Valores relativos de las 3 extracciones químicas de As Azcue JM, Nriagu JO,1995. Impact of abandoned mine tailings on the arsenic concentrations in Moira Lake, Ontario. J Geochem Explor; 52: 81 – 9. Hartstein A.M, Freedmon, R.W, y Yplatter, D.W,1973. Novel wet-digestion procedure for trace-metal analysis of coal by atomic absorption. Anal. Chem. 45:611-614. Jang M, Hwang J, Choi S, 2007. Remediation Sequential soil washing techniques using hydrochloric acid and sodium hydroxide for remediating arsenic-contaminated soils in abandoned iron-ore mines. Chemosphere, 66: 8-17 Jang M, Hwang J, Choi S, Park J, 2005. Remediation of arsenic-contaminated soils and washing effluents. Chemosphere. 60: 344-354 Lageman R, Pool W, Seffinga G, 1989. Electro-reclamation: theory and practice. Chemistry and practice 10: 585. Popovic A, Djordjevic D, Polic P, 2001. Trace and major element pollution originating from coal ash suspension and transport processes. Environ Int; 26: 251– 5. Prosun B, Mukherjee AB, Gunnar J, Nordqvist S, 2002. Metal contamination at a wood preservation site: characterization and experimental studies on remediation. Sci Total Environ; 290: 165– 80. SOIL CONSERVATION SERVICE, 1972. Soil survey laboratory methods and procedures for collecting soil samples. USDA, Washington D.C. Wang S, Mulligan CN, 2006. Effect of natural organic matter on arsenic release from soils and sediments into groundwater. Environ Geochem Health: 28: 197-214. Los pH (en agua) son todos ácidos, los de la balsa de finos entre 4 y 5, los concentrados entre 1,5 y 3 y los del suelo en torno a 5. Las texturas son franco limosas, arcillosas y franco arenosas. Los metales pesados más abundantes son el As y el Fe, presentando valores del orden de 230 y 175 g/kg, respectivamente, en la muestra más concentrada, pasando por 1,4 y 38,2 g/kg, en la balsa de finos y 0,19 y 6,79 mg/kg en el suelo. Ambos elementos se correlacionan significativamente en todas las muestras (Figura 2). Como conclusión a los dos métodos de extracción, diremos que el lavado químico secuencial se mostró más eficaz extrayendo una media de 85 % de As,(valor aproximado al de la bibliografía.),resultando más eficaz la extracción alcalina (Figura 3); respecto al procedimiento electrocinético fue del orden del 40 %, (Tabla 1), obteniéndose los mejores resultados, en general, cuando a la acción electrocinética (Ag+Ek) se le ayuda con la acción química (Ag+Qui+Ek), es decir adicionándole sales que facilitan la conducción eléctrica; no obstante este porcentaje es netamente más bajo que el encontrado en la bibliografía, acerca de esto es necesario resaltar que en la bibliografía, la concentración original de As era del orden de 0.3 g/kg, valor muy inferior a los de nuestra explotación minera, lo que repercute sin lugar a duda en la diferencia de extracción.