Traduccion THE ENVIRONMENTAL HAZARD CAUSED BY SMELTER SLAGS FROM THE STA. MARIA DE LA PAZ MINING DISTRICT IN MEXICO

THE ENVIRONMENTAL HAZARD CAUSED BY SMELTER SLAGS FROM THE STA. MARIA DE LA PAZ MINING DISTRICT IN MEXICO.

En los últimos años, numerosas publicaciones han informado sobre el arsénico y contaminación por metales pesados ​​en los suelos causados ​​por las actividades mineras. La mayoría de esta contaminación (que a menudo se encuentra en las proximidades de las fundiciones), es el resultado de la deposición de óxidos metálicos o de colas de la atmósfera (Little y Martin, 1972; Koning, 1974; Lobersli y Steinnes, 1988; Puchelt, 1992). Los sitios contaminados también pueden ser atribuidos a la considerable acumulación de escoria y material de flotación en suelos (Simon, 1978;. Gryschko et al, 1995), ya que se ha encontrado para ser el caso en la región del Bosque Negro (Alemania) y en La Paz (México). Los proyectos de investigación antes mencionados se centraron en las investigaciones sobre la contaminación por metales pesados ​​en diferentes compartimentos. En una segunda fase, varias investigaciones se llevaron a cabo con el objetivo de caracterizar la movilidad y la disponibilidad de estas sustancias de los suelos y escorias (Castro, 1995; Manz, 1995;. Castro et al, 1997).

En 1991-1995, extensas investigaciones geoquímicas se llevaron a cabo en el distrito minero de Sta. María de la Paz, en las tierras altas del centro de México con el fin de establecer el riesgo potencial para el medio ambiente creado por las actividades mineras (Castro, 1995). Decidimos aumentar estos resultados mediante la investigación de las enormes cantidades de residuos de escoria que se derivan originalmente de la fundición de minerales metálicos y todavía estar presente. Además de la caracterización geoquímica, también se llevaron a cabo una serie de ensayos por lotes usando diferentes disolventes. Varios agentes de elución diseñados para emular condiciones casi naturales permitieron el comportamiento movilización de elementos inorgánicos (arsénico y metales pesados) para ser estudiados en relación con el tiempo de extracción y tamaño de grano de una variedad de material de escorias (Manz, 1995). Al considerar los resultados obtenidos, hay que subrayar que la escoria no es más que uno de una serie de fuentes de contaminación que afectan el medio ambiente. suelo y la vegetación del arca minera contienen altos niveles de contaminantes introducidos por la entrada atmosférica y de las aguas residuales de las actividades mineras pasadas y presentes (debido en gran parte a la falta del propietario de la mina de la conciencia ambiental).

Descripción geográfica

El área de la minería se encuentra en el borde oriental de la altiplanicie central mexicana entre las coordenadas 100o45, y 100 ° 35'O y 23o37 'y 23 ° 44' N, cerca de 500 kilómetros NNO a la Ciudad de México (Fig. 1). Comprende una depresión asimétrica norte-sur, cuyo punto más profundo se encuentra a unos 2 km al este de la ciudad de Matehuala a una altitud de 1550 m sobre el nivel del mar. La pequeña ciudad de La Paz, en el oeste se encuentra a una altitud de 1800 m sobre el nivel del mar. La altiplanicie tiene un clima semiárido, con arroyos estacionales waterbearing resultantes de la lluvia de verano. Utilizando la clasificación de la FAO, los tipos de suelo en el área van desde cálcico a gípsico xerosoles (FAO-UNESCO, 1988). Las minas y la instalación de preparación se encuentran en el extremo occidental de la zona, cerca de La Paz. Fue aquí, en la mitad del siglo 18 que el mineral de Ag-Pb-Zn fue descubierto en venas hidrotermales, junto con Cu-Au de mineral en las costuras. El mineral se ha trabajado a partir de ese momento, prácticamente de forma continua. En 1992, las minas de Ag-Pb-Zn fueron cerradas como una reacción a los bajos precios en el mercado internacional; pero las minas de Cu-Au siguen operando. El mineral fue atendido por flotación y fundido en una planta en el extremo norte del distrito minero fuera de la ciudad de Matehuala (cerca de H4 en la Fig. 1) hasta mediados de la década de 1960, cuando la planta fue cerrada. El mineral se funde y se procesa posteriormente en otras instalaciones en otras partes de México o en el extranjero.

Esta inmensa actividad ha dado lugar a muchos sitios contaminados, el más significativo de los cuales se muestran en la Fig. 1, es decir, las colas de flotación (H1-H3) al este de La Paz y unas colas escombrera medir 400 m MX250 con una altura de hasta 8 m en las afueras de Matehuala (H4). Hoy en día, la antigua área de fundición está en remodelación y algo del material de escoria se ha utilizado para el camino de metal, senderos y vías de ferrocarril. La presencia de grandes cantidades de residuos plantea la pregunta acerca del riesgo medioambiental precisa que representan.

MATERIAL Y MÉTODOS

Los residuos de escoria se tomaron muestras en diferentes lugares, siendo el material posteriormente se mezcla para producir una muestra compuesta que pesa aproximadamente 2 kg. Preparación implicado las siguientes etapas:

1. Limpieza, cribado y trituración a un tamaño de grano inferior a 2 mm;

2. La eliminación de fragmentos erosionados secundarias;

3. La homogeneización de todo el material de menos de 2 mm;

4. Rectificado de alrededor de la mitad del material de escoria en un molino planetario;

5. homogeneización secundaria del material del suelo.

Con el fin de determinar la concentración total de contaminantes, el material molido se disolvió con HF-HNO3-HC104 después de Heinrichs y Herrmann (1990). Los elementos en la solución se determinaron utilizando

Fuente de plasma acoplado inductivamente espectrometría de masas (ICP-MS) y diversos métodos espectro-fotometría de absorción atómica. También se hicieron mediciones adicionales (fluorescencia de rayos X y análisis de activación de neutrones) con el fin de evaluar los resultados. experimentos por lotes con una relación escoria / solución de 1:10 se realizaron en botellas de polietileno en una máquina de sacudidas horizontales utilizando tanto material de escoria por debajo de 2 mm y el material analíticamente bien. Como los procesos naturales no están sujetos a pH constante, los ensayos por lotes no se llevaron a cabo a un pH constante tampoco. Varios eluyentes diferentes fueron utilizados en los experimentos 24-h de lote:

1. acidificado H20 desmineralizada (pH 1, estandarizado

con HNO3), para estimar la capacidad de extracción de

metales pesados ​​en condiciones extremadamente agresivas;

2. agua de lluvia natural (RW) con un pH de 5,4, para simular las condiciones de lixiviación casi naturales;

3. El agua rica en sustancias húmicas (HW) de un lago altiplanicie amarra cerca Kaltenbronn en el Bosque Negro (Alemania) con un pH de aproximadamente 4, para simular la concentración de las sustancias húmicas en la solución del suelo;

4. Una solución de nitrato de 1 M de amonio (NH4NO3) con un pH de 4.8 - un método que se ha utilizado en Alemania desde 1995 para la extracción de elementos traza disponibles de suelos (DIN 19730);

5. Una solución de 0,25 g CaCO3 en agua bidestilada 1 litro con un pH de aproximadamente 7 al comienzo de la prueba por lotes, para simular el efecto de una solución de suelo calcáreo.

Además, numerosos experimentos por lotes dependientes del tiempo (2, 7,5, 24 y 240 h) con el agua de lluvia, agua húmicos y agua calcárea se llevaron a cabo en el material cribado. Algunos ensayos por lotes se repitieron para facilitar la evaluación de los resultados. Para algunos metales (Cd, Cr, Sb y Bi) las concentraciones en los eluatos eran a menudo por debajo del límite de detección del método analítico utilizado.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El área bajo investigación se caracteriza por alta arsénico, plomo, zinc, cobre y la contaminación de cadmio. El residuo de flotación y la escoria se depositan en grandes colas, sin garantía, y por lo tanto están expuestos a la lluvia directa y la erosión del viento. Arsénico y metales pesados ​​se han acumulado en el agua de la mina y la filtración de colas. Esta agua llega al clarificador preliminar prácticamente inalterado y puede entrar en el agua subterránea. Por otra parte, el agua contaminada también se utiliza para el riego de hortalizas y cereales (maíz principalmente). Este riesgo ambiental se ha destacado por varias investigaciones en los alrededores (Castro, 1995).

Caracterización química y potencial de contaminación

En términos macroscópicos, la escoria de vidrio básico tiene un color que va del negro al negro grisáceo y aparece vítreo, similar a una obsidiana. Tiene una estructura densa y homogénea fracturas bruscamente. El residuo metalúrgica de los residuos tiene principalmente un intervalo de tamaño de partículas con un diámetro que oscila desde abajo 5 em a una fracción analíticamente bien. sin fundir el material mineral se encuentra a veces. Las investigaciones basadas en el microsonde de escoria comparables invariablemente muestran que los metales pesados ​​a menudo se pueden encontrar inclusiones en forma de gota en una masa de tierra silicato de óxido. En algunos casos, los metales pesados ​​(por ejemplo, zinc y plomo) se producen como silicatos, que se forman bajo temperaturas extremadamente altas de fundición (Faber, 1954; Bachmann, 1982; Manz, 1995). Además de los altos fracciones de SiO2, Fe203 y CaO, los principales componentes también incluyen altas concentraciones de una serie de metales pesados, especialmente de cinc (2,86%; Fig. 2). Varios minerales de hierro y piedra caliza se añadieron como fundente durante el proceso de fundición. Los niveles inusualmente altos de arsénico para la escoria de este tipo (0,38%) son notables, ya que la mayoría de los presentes usuallyescapes arsénico durante el proceso de fundición, como el óxido de arsénico.

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