1. TRATAMIENTO DE AGUAS ACIDAS
CON CARBONATO DE CALCIO
Ing. CIP Pablo A. Molinero Durand.
Contaminación de suelos y aguas
subterráneas.
EPG – UNPRG.
Lambayeque 2005.

2. Introducción

La degradación de la fertilidad es la disminución de la capacidad del suelo
para soportar vida. Se producen modificaciones en sus propiedades físicas,
químicas, fisicoquímicas y biológicas que conllevan a su deterioro.

Al degradarse el suelo pierde capacidad de producción y cada vez hay que
añadirle más cantidad de abonos para producir siempre cosechas muy
inferiores a las que produciría el suelo si no se presentase degradado. Puede
tratarse de una degradación química, que se puede deber a varias causas:
pérdida de nutrientes, acidificación, salinización, sodificación, etc.

Dado que la mayor parte de la actividad económica en nuestro país se
desarrolla en base a la minería, primer contribuyente al PBI, se ha dado
énfasis en aspectos referentes a este tema, sin descuidar el tratamiento de
vertidos agroindustriales, por ser una actividad generadora de acidez y cada
vez de mayor importancia para nuestro país ante el incremento de
exportaciones no tradicionales. Se ha decidido incluir el problema de
acidificación por lluvias ácidas, cuya prevención, si bien es cierto, cae en el
campo de la contaminación atmosférica sus efectos se hacen sentir
principalmente en el suelo.

3. Fuentes de acidificación de suelos.

La acidez del suelo: proceso natural, causado por la formación de ácidos orgánicos e
inorgánicos, debido a la actividad microbiana y a la pérdida de bases del suelo, por
intercambio de iones y lixiviación con el exceso de agua de lluvia.

Para los suelos minerales la acidez está comprendida entre 3.6 y 9.0
aproximadamente. Valores comprendidos entre 5.5 y 7.5 son los más comunes para
los terrenos agrícolas. (O. Bockman et al; 1993)
DEGRADACIÓN
QUÍMICA
Clases
Nula o ligera
Moderada
Alta
Muy alta
SI LA SATURACIÓN EN
BASES ES <50%
SI LA SATURACIÓN EN BASES
ES >50%
disminución de la saturación en bases, en % año
<1,25
<2,5
1,25-2,5
2,5-5
2,5-5
5-10
>5
>10

5. 
El proyecto internacional "Global Assessmente of Soil Degradation", 1991, (GLASOD)
ha puesto de manifiesto el grave estado de degradación en que se encuentran
actualmente los suelos en todo el mundo. Los resultados referentes a degradación
química se reproducen en la siguiente tabla:
TIPO
LEVE
(Mha)
MODERADA FUERTE
(Mha)
(Mha)
EXTREMA
(Mha)
TOTAL
(Mha)
Perdida de nutrientes
52.4
63.1
19.8
-
135.3
Salinización
34.8
20.4
20.3
0.8
76.3
Polución
4.1
17.1
0.5
-
21.8
Acidificación
1.7
2.7
1.3
-
5.7
Total
93.0
103.3
41.9
0.8
239.1
TOTAL
%
12.2

6. Fuentes de acidificación de suelos.

Minería
OXIDACION DEL SULFURO DE HIERRO (FeS2): PIRITA O MARCASITA
Oxidacion Directa



2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
4Fe2+ + 10H2O + O2 = 4Fe(OH)3 + 8H+
2Fe2+ + ½ O2 + 2H+ = 2Fe3+ + H2O
MINERA YANACOCHA.
MINA EN PLAN DE CIERRE

7. Oxidación Indirecta

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O = 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+
OXIDACION DE METALES BASES Y OTROS SULFUROSOS:
GALENA (PbS), ESFALERITA (ZnS)
OXIDACION MICROBIANA: Thiobaccillus ferro-oxidans (T.ferro-oxidans)
MINERA YANACOCHA
PAD DE LIXIVIACIÓN

8. Agroindustria

Agroindustria
DESTILERIAS CHICLAYO Y BARI
DESCARGA AL DREN 4000
PROCEDENCIA
Condensado de alambique
Aguas de lavado de alambique
Condensado de evaporador
Licor espeso a la zona de alimentación
PH
7,2
7,7
4,5
4,3

9. PROFRUSA - OLMOS
POZA DE VERTDOS
PROCEDENCIA
Efluente destilado (alambique)
Efluente de lavado cáscara
Efluente del vaso florentino
Efluente de lavado de equipos
Mezclado de todos los efluentes
PH
2,34
3,34
3,19
6,40
3,20

10. 
Lluvia Ácida



SO2 + oxidante → SO3 + H20 → H2SO4
Emisiones de las centrales térmicas y por la combustión de hidrocarburos que
llevan S, N, Cl, etc.
Procesos naturales similares que se producen en las zonas de manglares,
arrozales, volcanes, etc.
Industria, tráfico rodado, abonos nitrogenados que sufren el proceso de
desnitrificación.

11. Efectos de la acidificación en los
suelos




Reduce los nutrientes al variar su ciclo.
Provoca la movilización de elementos tóxicos como el
aluminio (soluble a pH<4.2).
Incrementa de la movilidad de metales pesados.
Provoca variaciones en la composición y estructura de la
microflora y microfauna.
Conceptualmente la acidificación equivale a:



Disminución del pH.
Disminución de la saturación en bases.
Aumento en la proporción de H+ y Al+3 en el complejo de
cambio.

12. Tratamiento de la acidificación

Procesos de Consumo de ácido

La formación de Drenaje ácido de Mina puede ser inhibida o retardada
por las reacciones con otros componentes presentes en los desechos de
mina o en el agua que se infiltra en los desechos de mina. La generación
de ácido puede ser afectada por reacciones con: Carbonatos,
aluminosilicatos, y otros compuestos

Los carbonatos, como la dolomita y la calcita, son materiales que se
encuentran presentes en la mayoría de tipos de roca y pueden estar
disponibles, ya sea en solución o como sólido, para consumir ácido. Los
minerales de silicatos y silicatos portadores de aluminio (aluminosilicatos)
aunque consumidores de ácido menos efectivos que los carbonatos,
pueden tener efectos significativos en el proceso de generación de ácido.
En contacto con el agua, los silicatos y aluminosilicatos tienden a
producir un pH alcalino.

También, cuando están en contacto con los ácidos, tienden a
degradarse, consumen iones de hidrógeno y producen minerales de
arcilla. En resumen, para sistemas productores de ácido más lentos, la
descomposición del silicato y el consumo del ácido pueden representar
un control efectivo de generación de ácido

13. Tratamiento de la acidificación

Neutralización.

Calcita (Caliza: CaCO3)
CaCO3 + H+ → Ca2+ + HCO3CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2CO3
Fe2+ + CO32- → FeCO3
bicarbonato
ácido carbónico
siderita

La siderita es menos soluble que la calcita, tendiendo a amortiguar el pH
en el rango de 4.5 a 6.0. La calcita tiende a neutralizar soluciones
llevándolas a un pH entre 6.0 y 8.0.

Los hidróxidos,
Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O

14. 
De manera general para el proceso de neutralización por carbonato de calcio
se representa por la siguiente ecuación:
Suelo}(H+)2 + CaCO3 → Suelo}Ca2+ + CO2 + H2O

La mayoría de plantas comunes crece mejor en suelos con pH cercano a la
neutralidad. Si el suelo se vuelve demasiado ácido para el crecimiento óptimo
de las plantas, este puede ser restaurado mediante la adición de carbonato
de calcio.

15. Tratamientos del DAM
HUMEDAL
AEROBICO
6” a 18”
0” a 3”
AGUA
SUSTRATO
12” a 24”
ORGANICO
HUMEDAL
ANAEROBICO O
COMPOST

16. CANAL ABIERTO
DE CALIZA
FLUJO ACIDO DE ENTRADA
FLUJO NEUTRO DE SALIDA
160 ft (1 ft profundidad)
20 ft

17. RETORNO A
LA
CORRIENTE
AGUA DESDE
EL DAM
LECHO
FLUIDO DE
CALIZA
POZO
BIFURCADO
SUPERFICIE
VEGETAL
SUELO
ARCILLOSO
DRENAJE ANOXICO
DE CALIZA
CALIZA DE
ALTA CALIDAD
(90% CaCO3)

18. NIVEL LIBRE DE
DRENAJE 3 ’ – 6 ‘
HUMEDAL DE
FLUJO
VERTICAL
COMPOST 18” – 24”
CALIZA CON TUBERIA
DE DRENAJE 18” – 24”
LECHO FLUIDO DE CALIZA
PROCESO
PYROLUSITE®
PUNTO DE INOCULACION

19. Tratamiento para agroindustrias
PROCESO POR
CARBONATO EN
LECHO FIJO
VERTIDO
TAMIZ
CaCO3 SÓLIDO
EMPACADO
ENCALADO O ADICION
DE CARBONATO EN
SUSPENSION
DRENAJE
NEUTRO