Reutilizar residuos mineros del oro en la industria cementera necesita “dosificaciones”

El clínker es un material granular resultante de la combinación de calcio, sílice, aluminio y hierro sometidos a altas temperaturas, generalmente alrededor de 1.450 °C, para generar una serie de fases minerales esenciales en la fabricación del cemento. Las cementeras tradicionales obtienen estas materias primas de diferentes yacimientos como minas de mármol, para el calcio, o minas arcillas especiales.

Por eso, Natalia Jaramillo Zapata, magíster en Ingeniería - Recursos Minerales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, estudió la posibilidad de fabricar este material utilizando los residuos o “colas” de una mina de oro en Antioquia. A simple vista, estos residuos parecen ser lodos finos y arenosos, pero en realidad contienen roca triturada y fluidos como el cianuro, utilizado en el procesamiento del oro.

La buena noticia de su estudio es que encontró que los desechos contienen sílice -uno de los elementos principales para fabricar clínker-, que podrían sustituir parcialmente las materias primas convencionales, convirtiendo los residuos de minería de oro en activos ambientales dándole un nuevo uso y disminuyendo el impacto de estos en el ambiente.

Sin embargo, al aplicar la técnica fluorescencia de rayos X (FRX), que determina la composición de elementos de una amplia variedad de materiales, la investigadora encontró que, frente a otros estudios, sus muestras contenían contaminantes como arsénico, azufre y otros metales pesados, los cuales afectan la reacción química en la obtención del clínker.

“Cuando iniciamos el estudio encontramos que otros investigadores habían fabricado clínker con residuos mineros, pero trabajaban con materiales relativamente puros, con hasta un 75 % de los componentes necesarios. En el terreno en don trabajamos los residuos contenían más de 50 % de elementos considerados contaminantes como el mercurio, arsénico, azufre y cianuro.

La razón detrás de la alta presencia de contaminantes en esta zona se debe a la geología de la cual provienen los residuos. Por ejemplo, en el municipio de Andes (Antioquia) el material aurífero se encuentra asociado con minerales como la arsenopirita, lo que introduce una cantidad considerable de arsénico y azufre en los desechos.

Además, las históricas prácticas de extracción con mercurio han dejado rastros significativos de este metal en los residuos almacenados. “Estos factores diferencian este sitio de otras regiones, en las que la minería aurífera produce desechos con un mayor contenido de sílice y niveles más bajos de elementos indeseados para producir clínker”, explica la investigadora.

¿Hay riesgos?

Señala además que “uno de los retos más significativos fue la presencia de mercurio y arsénico, elementos altamente contaminantes que podrían volatilizarse durante el proceso de clinkerización”. Esto representaba un riesgo significativo, ya que podrían dispersarse en el aire y ser inhalados por personas, lo que podría generar graves problemas de salud

Para mitigar este problema, implementó tratamientos térmicos en un horno, sometiendo el material a temperaturas de 700 ºC, lo que permitió reducir significativamente estos compuestos.

No obstante, aunque se eliminan los contaminantes más peligrosos, las fases minerales del clínker resultante no reaccionan de la misma manera que las de uno convencional. Por ello, su estudio sugiere replantear la dosificación de los materiales para garantizar un producto viable.

“Mediante un tratamiento térmico adecuado podemos eliminar el mercurio y otros contaminantes volátiles antes de iniciar el proceso. Además, los elementos restantes quedan ‘atrapados’ permanentemente en la estructura del clínker, sin riesgo de liberación posterior”, aclara.

Más de 15 departamentos colombianos tienen actividad minera aurífera, lo que significa que en el país existen grandes depósitos de residuos similares a los estudiados por la magíster. Si se lograra establecer una metodología adecuada para su aprovechamiento, estos desechos se convertirían en un insumo valioso para la construcción, lo cual reduce la presión sobre los ecosistemas y genera nuevas oportunidades económicas para comunidades mineras.

“Este trabajo también se enmarca dentro de los esfuerzos nacionales por abordar el problema de los pasivos ambientales mineros. En años recientes el Gobierno ha impulsado iniciativas para identificar y gestionar estos depósitos de desechos, que en muchos casos han sido abandonados sin un plan de mitigación claro”.

“Esta caracterización detallada de los residuos aporta información para avanzar en esta tarea y serviría de base para futuras estrategias de aprovechamiento”, concluye la magíster.

El estudio fue dirigido por los profesores Óscar Jaime Restrepo Baena de la Facultad de Minas y Begoña Fernández Pérez de la Universidad de Oviedo.