CARACTERIZACIÓN PRELIMINAR DE DESECHOS MINEROS DE MINA LA ESTANCIA, PROVINCIA DE SAN LUIS

CARACTERIZACIÓN PRELIMINAR DE DESECHOS MINEROS DE MINA LA ESTANCIA, PROVINCIA DE SAN LUIS

PRELIMINARY CHARACTERIZATION OF MINING WASTES FROM LA ESTANCIA MINE, SAN LUIS PROVINCE

Carolina Kanneman1, M. Cecilia Gallard Esquivel2, Ernesto Perino3, Jorge González4, Natalia J. Marchevsky1*

1Departamento de Minería, FCFMyN, Universidad Nacional de San Luis, Chacabuco 917, CP. 5700, San Luis, Argentina.

2Departamento de Geología, FCFMyN, Universidad Nacional de San Luis, Ejercito de Los Andes 950, CP. 5700, San Luis, Argentina.

3INQUISAL (CONICET-UNSL) - Área de Química Analítica, FQByF, Universidad Nacional de San Luis, Chacabuco 917, CP. 5700, San Luis, Argentina.

4INTEQUI (CONICET-UNSL), Almirante Brown 1455, CP. 5700, San Luis, Argentina.

*nmarchevsky@unsl.edu.ar; nmarchevsky@gmail.com

RESUMEN

La Estancia, es una antigua mina de oro y plomo, ubicada en el centro oeste de la Sierra de San Luis. La explotación de minerales en este lugar cesó a mediados del siglo XX. Desde entonces, yace a orillas de su planta concentradora una acumulación de desechos que se encuentran sin ningún tipo de contención; pudiendo constituir una fuente potencial de contaminación de aguas naturales y suelo del lugar.

El objetivo de este trabajo fue caracterizar este material de desecho desde el punto de vista físico-químico y mineralógico. Se trabajó con una muestra compósito la cual fue cuarteada en sucesivas etapas hasta obtener fracciones de material suficiente para aplicar cada una de las técnicas: análisis granulométrico, análisis por Espectroscopia de Emisión Óptica de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES), Fluorescencia de Rayos X (FRX) y Difracción de Rayos X (DRX). La mineralogía se estudió mediante microscopía óptica de luz reflejada.

El análisis químico reveló la presencia de Pb (> 1%), Zn (952 ppm), Fe (1,8%) y metales preciosos como Au (3,8 ppm) y Ag (60 ppm). La caracterización mineralógica cualitativa demostró la existencia de diversos sulfuros como galena, esfalerita, pirita y óxidos e hidróxidos de hierro en abundancia. Las fases mayoritarias de minerales pudieron ser contrastadas mediante DRX. Los resultados preliminares indican que este material podría ser un potencial generador de drenaje ácido, por lo que se recomienda profundizar los estudios en este sentido.

Palabras Clave: desechos mineros, relaves, caracterización.

ABSTRACT

La Estancia, is an old gold and lead mine, located in the west center of Sierras de San Luis. The exploitation of minerals in this place ceased in the middle of the 20th century. Since then, mine tailings, without any type of containment, lies around its concentrator plant, thereby acting as a potential source of contamination of natural waters and soil of the place.

The objective of this work was to characterize this waste material from the physical-chemical and mineralogical point of view. A composite sample from tailing was reduced by quartering until get suitable fraction of material to apply following techniques: granulometric analysis, Optical Emission Spectroscopy of Inductively Coupled Plasma (ICP-OES), X-Ray Fluorescence (FRX) and X-ray diffraction (XRD). The mineralogical characterization was carried out by optical microscopy of reflected light.

The chemical analysis revealed the presence of Pb (> 1%), Zn (952 ppm), Fe (1.8%) and precious metals such as Au (3.8 ppm) and Ag (60 ppm). The qualitative mineralogical characterization showed the existence of several sulfides such as galena, sphalerite, pyrite and iron oxides and hydroxides in abundance. The major phases of minerals were determined by XRD. Preliminary results indicate that this material could be a potential generator of acid drainage; therefore, further studies are recommended in this regard.

Keywords: mining waste, tailings, characterization.

INTRODUCCIÓN

Mina La Estancia, se encuentra ubicada en el Cerro La Estancia del departamento Pringles de la Provincia de San Luis a 32°47´ latitud S y 66°02´ longitud O y 1500 msnm. Dista aproximadamente 60 km al NNE de la ciudad capital y 4,5 km al NE del pueblo La Carolina. La Estancia ha sido caracterizada como un yacimiento hidrotermal, donde se ha  reconocido la presencia de importantes cantidades de minerales sulfurados como pirita, esfalerita, galena, marcasita, entre otros, además de oro y plata [1].

Inicialmente, la mina fue habilitada para la explotación de oro hacia fines del siglo XIX. A lo largo de su historia tuvo varios períodos intermitentes de trabajo, e incluso en diversas oportunidades se la intentó reactivar para el beneficio de minerales de plomo, hasta mediados del siglo XX, cuando cesaron definitivamente estos esfuerzos [1].

Hoy en día, se encuentran en el lugar diversos pasivos ambientales derivados de estas antiguas explotaciones. En cercanías de los vestigios de su planta concentradora es posible reconocer una acumulación de minerales molidos (relaves) que yace a escasos metros del arroyo La Estancia. Esta situación es riesgosa desde el punto de vista ambiental, dado que los relaves que contienen minerales sulfurados cuando son expuestos a condiciones ambientales (aire y agua) se oxidan rápidamente. La oxidación de pirita (frecuentemente sulfuro mayoritario) y de otros minerales sulfurados puede producir drenaje ácido de mina o de roca (DAM o DAR). Estos drenajes se caracterizan por presentar bajos valores de pH, lo que ocasiona la solubilidad y movilidad de metales [2, 3, 4]. Por tal motivo, los DAM son considerados una de las fuentes de contaminación más severas que produce la industria minera. 

El objetivo de este trabajo es realizar la caracterización físico-química y mineralógica de estos relaves. A partir de los resultados obtenidos, se espera poder contribuir en el conocimiento de las características que tiene este material a fin de poder discernir si los mismos han generado drenajes ácidos de minas (DAM), o bien, si aún son potencialmente peligrosos desde el punto de vista ambiental.

TECNICAS EXPERIMENTALES

Diversas muestras fueron tomadas de zonas superficiales del relave, todas ellas se unificaron para constituir una muestra compósito de 8 kg aproximadamente. En el laboratorio, la muestra fue homogenizada y cuarteada en sucesivas etapas hasta obtener fracciones de material suficiente para aplicar cada una de las técnicas que se describen a continuación:

Análisis químico: se realizó una digestión total de la muestra y luego se determinaron las concentraciones de sus elementos mediante Espectroscopía de Emisión Óptica de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES). Este procedimiento fue realizado por personal de la empresa Alex Stewart, en la ciudad de Mendoza.

Análisis granulométrico: la curva de distribución granulométrica fue efectuada empleando tamices correspondientes a las mallas: 16, 20, 30, 40, 70, 140, 170, 200, todos ellos pertenecientes a la serie ASTM.

Fluorescencia de rayos X (FRX): las muestras se prepararon y analizaron de acuerdo a las condiciones descriptas en [5]. Las determinaciones fueron realizadas en un Espectrómetro de Fluorescencia de rayos X (FRX) dispersivo en longitudes de onda; Marca Philips, modelo PW1400.

Difracción de rayos X (DRX): se realizó la identificación de fases cristalinas mayoritarias. Las determinaciones fueron realizadas en un Difractómetro de rayos X (DRX) Marca Rigaku, modelo Ultima IV.

Análisis mineralógico: Se efectuó mediante conteo modal de acuerdo a las propiedades ópticas descriptas en [6]. El conteo constó de un total de 1100 puntos efectuados bajo microscopía de luz transmitida y reflejada utilizando un microscopio hexaocular Leica DMRXP. Mediante esta técnica se pudo determinar las especies minerales presentes tanto de mena como de ganga.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos en el análisis granulométrico del relave muestran que aproximadamente el 60% del material presenta un tamaño inferior a 0,1 mm (malla 170) y cerca del 30% es menor a 74 micrones (malla 200). La presencia de una importante  proporción de partículas pequeñas supone al menos dos situaciones de riesgo ambiental: por un lado, éstas podrían ser arrastradas más fácilmente hacia zonas inundables (aguas abajo) y producir contaminación en áreas más extensas en comparación con las de mayor tamaño en un ambiente fluvial; y por el otro, que estas partículas tienen una relación superficie/volumen relativamente grande; esto hace que las mismas sean cinéticamente más propensas a oxidarse, y a liberar elementos contaminantes al medio, que las de mayor tamaño [7]. La figura 1 muestra la curva de distribución granulométrica obtenida para el relave de mina La Estancia.

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