ESTABILIZACIÓN DE ARSENITO DE CALCIO USANDO GEOPOLÍMEROS

Abstract

El desarrollo sustentable en la industria minera impone desafíos día a día, con el fin de procesar minerales de forma segura para el medio ambiente y la comunidad. De esta manera, diversas innovaciones han comenzado a ser estudiadas con el objeto de solucionar los problemas ambientales urgentemente. Se estudió la estabilización de arsenito de calcio usando una nueva tecnología de geopolímeros. Se analizaron los efectos de las variables que influyen en el proceso de geopolimerización, tales como el tipo de fuente de aluminosilicato, la dosificación y tipo de solución activadora, y el tipo de adición de arsenito de calcio. Luego de la síntesis de geopolimerización y estabilización, el sólido prosiguió el desarrollo de la reacción en una etapa de curado por 7 días a 25 °C en estufa de secado. Finalmente, el residuo geopolimérico fue sometido al ensayo TCLP EPA 1311 para determinar su toxicidad. En paralelo se simuló un ensayo TCLP utilizando la probeta geopolimérica sin triturar en lecho inundado. Los resultados obtenidos en el corriente ensayo TCLP EPA 1311 presentaron niveles de arsénico en solución alrededor de 100 mg/L en los experimentos realizados, valores 8 veces más bajo que la toxicidad del arsenito de calcio por sí solo (800 mg/L). A pesar de lo positivo que fueron los resultados de estabilización, no cumplieron la normativa ambiental, la cual tiene como límite máximo 5 mg/L de arsénico total en solución. Por otro lado, los resultados del ensayo TCLP en lecho inundado mostraron contenidos de arsénicos en solución en un rango desde 15 mg/L hasta 55 mg/L cuando el arsenito de calcio fue añadido en queque húmedo, mientras que, para la adición en pasta, se lograron niveles de arsénico entre 40 mg/L y 100 mg/L de arsénico en solución. De acuerdo con los resultados de los ensayos de estabilidad, la mejor condición de material base fue obtenida por una mezcla de aluminosilicatos: ceniza volante y metacaolín (razón másica 2:1); por otro lado, la solución activadora consistió en una mezcla de silicato de sodio y solución NaOH 10 M, reflejada en la razón molar Si/Na igual a 0,5. Al cuantificar la estabilización conseguida en los experimentos analizados por el ensayo TCLP en lecho inundado, se obtuvo que cuando la adición del arsenito cálcico fue en húmedo se alcanzó una mayor estabilización (79,5%), respecto que cuando se adicionó en forma pasta (39,3%), según las cota superior 100% como el TCLP EPA 1311 y la cota inferior como el arsenito de calcio por sí solo. Si bien, los resultados fueron alentadores, los niveles de arsénico están por sobre el límite permitido, esto se debió a la formación de un compuesto soluble, como el arsenito de sodio, el cual se originó luego de la lixiviación que sufrió el arsenito de calcio en el medio alcalino con NaOH, y en consecuencia formando una especie altamente soluble en las condiciones del ensayo estándar TCLP.Finalmente, con la información obtenida en este trabajo se planteó un caso de estudio para la fundición Caletones. De acuerdo con su producción de arsénico anual, se estimó el consumo específico de materias primas y de reactivos para estabilizar el arsenito de calcio producido en la planta de tratamiento de gases, mediante geopolimerización.