Caracterización electroquímica del estado superficial de sulfuros minerales de hierro: factores que afectan la biooxidación de minerales sulfurosos y la reactividad de pirita y pirrotita en la generación de drenaje ácido de roca Public Deposited
La industria minera es una de las principales actividades productivas en México. Esta actividad enfrenta frecuentemente problemas de operación y de control del impacto ambiental generado por sus residuos. Estos problemas se deben principalmente al poco conocimiento que se tiene sobre los principios que rigen los procesos involucrados tanto en el procesamiento de minerales, como en las reacciones que ocurren en sistemas naturales. Para lograr un conocimiento profundo de los factores que rigen estos procesos, es necesario llevar a cabo un estudio de los fenómenos interfaciales involucrados en el procesamiento de minerales y en la alteración de los residuos mineros. En este trabajo de investigación se abordan dos de los problemas de interés de la industria minera dedicada a la obtención de metales preciosos y de metales base. Estos problemas son: 1) la necesidad de optimizar el proceso oxidación biológica de la arsenopirita como etapa· de pretratamiento oxidativo en la recuperación de metales preciosos contenidos en menas refractarias a la cianuración, 2) la necesidad de la industria minera dedicada a la explotación de sulfuros metálicos de contar con técnicas eficientes para la predicción de la generación del drenaje ácido de roca, uno de sus principales problemas ambientales asociado a la oxidación de sulfuros minerales contenidos en residuos mineros.
Con un estudio sistemático, basado en el empleo de la voltamperometría cíclica utilizando electrodos de pasta de carbón (CPE-Mineral), se logró estudiar las propiedades fisicoquímicas del sistema arsenopirita-Thiobacillus ferrooxidans, con el fin de evaluar los factores que afectan la adhesión bacteriana, y por consecuencia la oxidación biológica directa -del mineral. De esta manera, se logró establecer que la arsenopirita es inestable a · las condiciones ácidas del sistema de biolixiviación, formándose en su superficie una especie similar al rejalgar (As2S2) y Fe(II) que pasa a solución. La presencia de rejalgar en la interfase y de Fe(II) en solución, parecen ser los principales factores que afectan la adhesión de la bacteria sobre el mineral, retardando el proceso de oxidación biológica directa de la arsenopirita. Por otra parte, gracias al empleo de la voltamperometría cíclica utilizando electrodos de pasta de carbón (CPE-Mineral), se logró determinar el efecto de los cambios en el estado superficial y la presencia de impurezas de sulfuros en la reactividad de los sulfuros de hierro (pirita y pirrotita), que son los principales minerales cuya oxidación es generadora del drenaje ácido de roca. Los resultados del estudio electroquímico fueron complementados estudios por técnicas convencionales de caracterización de minerales, lo cual permitió establecer una metodología para la identificación de los factores que afectan la reactividad de los sulfuros mineros bajo condiciones de alteración meteórica simulada. Esta metodología fue aplicada a muestras de residuos mineros de diferente origen, obteniéndose resultados que sugieren que la aplicación de dicha metodología provee una nueva alternativa en la predicción del drenaje ácido de roca. Con los resultados de este trabajo se demuestra la capacidad de la voltamperometria cíclica utilizando electrodos de pasta de carbón (CPE-Mineral) en el estudio de problemas importantes para la industria minera, donde estén involucradas reacciones y fenómenos interfaciales.
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