Alternativa para reducir toxicidad en procesos de extracción minera

La industria minera y metalúrgica emite 20 por ciento de los gases de efecto invernadero de todo el mundo, entre ellos se encuentra el disulfuro de carbono (CS₂), un compuesto líquido con olor desagradable, altamente tóxico e inflamable. Según la Organización Mundial de la Salud, la exposición a niveles elevados de este material puede provocar alteraciones al sistema nervioso, riesgo cardiovascular o daños en la visión.

Ante este panorama, la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA, por sus siglas en inglés) determinó que el límite permitido para la liberación de CS₂ a la atmósfera es de una parte por millón. Por otro lado, la Norma Oficial Mexicana NOM-010-STPS-1993, establece las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se manejen, transporten, procesen o almacenen sustancias químicas, como el CS₂, capaces de generar contaminación en el ambiente laboral.

En este sentido, Martha Elizondo Álvarez, egresada del Cinvestav Unidad Saltillo, propuso sustituir el uso de los llamados xantatos, empleados en la extracción de minerales, por reactivos más sostenibles con un rendimiento superior y sin los problemas de salud, seguridad o medio ambiente, como la emisión de CS₂, presentado por los xantatos.

Uno de los principales procesos para la extracción minera, es la separación de minerales por medio de la flotación, el cual consiste en renovar continuamente el aire de la pulpa mineral (minerales en agua), con la presencia de reactivos de flotación para facilitar la adhesión de las partículas minerales a las burbujas de aire ascendentes. De manera que puedan ser recuperadas en la superficie, como una espuma mineralizada, dejando en el fondo al mineral no deseado en ese momento.

Actualmente existe una gran variedad de colectores utilizados en el procesamiento de minerales, siendo los xantatos los más usados en la flotación. Estos reactivos han demostrado ser compuestos inestables que se descomponen con relativa rapidez y generan el mencionado CS₂ en soluciones ácidas recién preparadas.

En un estudio publicado en la revista Ecotoxicology and Environmental Safety, se evaluó la estabilidad química de tres xantatos (etílico, isopropílico y amílico) mediante espectroscopia ultravioleta-visible (UV/Vis), en función del grado de acidez y del tiempo en que ocurría la reacción química.

Los resultados mostraron que los espectros de absorción UV/Vis de los xantatos reflejan la presencia de una reacción química, a medida que el pH disminuye de cuatro a 2.5, da lugar a la formación de CS₂. Además, la generación de este compuesto se ve favorecida a medida que transcurre el tiempo y la acidez de las soluciones aumenta de 10 a seis.

De la misma forma, se evaluaron unos colectores poco conocidos, los hidroxamatos (ácido benzohidroxámico y ácido octanohidroxámico) y un ditiofosfinato (diisobutil ditiofosfinato de sodio), con el fin de determinar si sus propiedades son menos tóxicas y pueden sustituir a los colectores convencionales.

“El diisobutil ditiofosfinato de sodio y los hidroxamatos mostraron una mayor estabilidad química comparados con los xantatos. Al no hidrolizarse, oxidarse, descomponerse en otras especies químicas ni producir CS₂, por lo que podrían considerarse reactivos respetuosos con el medio ambiente”, señaló Elizondo Álvarez.

Los hidroxamatos pueden formar micelas a una determinada concentración, por lo que se debe tener cuidado de no superar dicha aglutinación para evitar el consumo inútil de colectores en el proceso de flotación.

Es importante señalar que los datos obtenidos durante la investigación y su análisis son válidos para la degradación de los colectores en soluciones acuosas (es decir, libres de partículas minerales). En presencia de minerales, es probable que las tasas de degradación y las concentraciones residuales sean diferentes.

Con estos resultados se busca que la industria de procesamiento de minerales adopte más decididamente el uso de estos colectores cuya producción, uso y degradación sean menos contaminantes.

Puedes revisar el artículo original en este enlace: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106456