El sulfato es un subproducto común que puede encontrarse en el agua impactada de mina el cuál está cada vez más en el radar regulador como un contaminante de preocupación. A diferencia de contaminantes metálicos  como el cobre, que a menudo se encuentran en las aguas residuales mineras a niveles bajos de 0.1 a 10 mg/L, las concentraciones de sulfato tienden a ser mucho más altas y pueden superar concentraciones de 1,000 a 2,000 mg/L. Estos valores son comunes incluso después del ajuste de pH con cal, el cuál es el método más común que se usa actualmente para controlar sulfato. Como resultado, mientras que el porcentaje de eliminación requerido para alcanzar los límites de descarga ambiental puede ser similar tanto para el sulfato como para los metales, la carga de masa de sulfato que requiere remoción es de una magnitud superior a la de los metales.

Para ilustrar este orden de diferencia de magnitud, la tabla a continuación muestra las extracciones de masa de una corriente residual de mina siendo tratada a una velocidad de flujo de 5,000 m³/d  con las Pautas de Calidad del Agua de BC como objetivo.

En este ejemplo, alcanzar los objetivos de tratamiento requiere eliminar 1,000 veces más sulfato que cobre. Esta diferencia tiene implicaciones importantes para el manejo de residuos, consumo de reactivos y selección de la tecnología de tratamiento. Cada uno de estos factores hace del sulfato un contaminante excepcionalmente difícil de manejar en el agua impactada de mina.

Gestión de Residuos
El tipo de residuo de sulfato generado depende del tipo de tratamiento utilizado. Se puede obtener  yeso sólido, ettringita o salmuera líquida. Los 7,900 kg/d de sulfato eliminado en este ejemplo equivalen a 14 t/d de yyeso, 30 t/d de ettringita o 1,100 t/d de salmuera líquida. Cada forma de residuo tiene características muy diferentes en términos de estabilidad, facilidad de manejo, toxicidad y potencial de extracción, los cuales se deben considerar para apreciar y minimizar el costo del tratamiento durante el ciclo de vida.

Consumo de Reactivos
La eliminación de grandes cantidades de sulfato del agua requiere de grandes cantidades de reactivos. Para hacer yeso y ettingrita, el consumo de cal sería aproximadamente 3-6 t/d, y el consumo de aluminio para ettringita sería 1.5 t/d. Incluso cuando la mina está en pleno funcionamiento y bien conectada a servicios portuarios o ferroviarios, este es un gasto significativo. Sin embargo, al principio del desarrollo de un proyecto, cuando la infraestructura es limitada y la dependencia del transporte aéreo es más común, el costo de manejo de toneladas por día de reactivo puede ser prohibitivo. Lo mismo ocurre durante el cierre, cuando la mina contaría con menos personal.

Selección de Tecnología
Los estudios en papel para la gestión del agua de minas a menudo presentan la eliminación de sulfatos a través de humedales o tratamientos pasivos como opciones viables. En estos procesos, el sulfato se convierte primero en sulfuro y luego se precipita como un sulfuro de metal como el sulfuro de hierro. Para cantidades muy pequeñas de sulfato, estas opciones de tratamiento son sostenibles, pero en demandas de eliminación de cargas masivas altas en sulfato en algunos casos puede superar la capacidad de asimilación de un humedal  mientras se necesitan grandes adiciones de formas reactivas de hierro que actúe como captadores de sulfuro en otros. En consecuencia, el grado de remoción de sulfato que se puede lograr a través de humedales / tratamiento pasivo a menudo se exagera.

En el fondo de todo esto, el tratamiento del agua se trata del equilibrio de masas. Siempre que elimines un contaminante de aguas residuales lo estás convirtiendo en un subproducto que debe ser gestionado. Esto no es exclusivo del sulfato. Lo que sí es propio del sulfato es la escala del problema: Cualquier cosa que elijas hacer, estarás haciendo mucho de ello.

Escrito por
Patrick Littlejohn, PhD, PEng