En México, el sector minero metalúrgico ha sido importante para el desarrollo económico del país, de hecho en los últimos años México se ha mantenido dentro de los primeros nueve lugares a nivel mundial en la producción de plata, plomo y arsénico (CG Minería, 2008). Sin embargo, la disposición de los residuos provenientes del procesamiento de los minerales es un potencial problema de contaminación del medio ambiente. Dichos residuos frecuentemente son formados por partículas finas de sulfuros metálicos siendo los de mayor importancia ambiental los que se encuentran constituidos, además de azufre en sus diferentes estados de oxidación, por metales pesados y metaloides (e.g. FeAsS, PbS, CdS). Cuando los residuos son depositados en las denominadas presas de jales pueden desarrollar procesos de alteración de sus propiedades fisicoquímicas debido a la interacción con el medio. Dicha interacción ocasiona la oxidación de los sulfuros y consecuentemente la formación sulfatos, así como el incremento de acidez, aumentando la tasa de movilidad de metales o metaloides como Pb, Cd y As hacia el seno de la solución, lo que es denominado Drenaje Ácido de Mina (DAM)(Blowes et al., 2005). La presencia del DAM es un problema de contaminación tanto de suelos como de aguas superficiales y subterráneas, por lo que es necesario proponer alternativas para su tratamiento, dentro de éstas se encuentran los Sistemas de Tratamiento Pasivos (STP) (Cravotta, 1999). Los STP en desarrollo como alternativas de remediación consisten en camas anóxicas de roca caliza, que se colocan de manera transversal al DAM, de esta forma la acidez característica del DAM es consumida por el CaCO3, principal compuesto de la roca caliza, incrementando la alcalinidad del sistema definida como [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] - [H+] (Stumm y Morgan, 1996; Cravotta, 1999). Estos sistemas poseen también el potencial de retener a los metales. En el caso de los metales en solución, uno de los mecanismos que limiten su movilidad podría estar relacionado a reacciones de precipitación, ocasionadas por el incremento en el pH, y/o de sorción principalmente sobre oxi-hidróxidos de Fe. Además, el As puede ser retenido por procesos de sorción sobre la calcita como lo sugieren los estudios realizados Romero et al. (2004) y Armienta et al. (2009), llevados a cabo en agua contaminada con As. Los STP pueden combinarse con distintos materiales de relleno, como composta o aserrín, con el objetivo de obtener una mejor eficiencia de remoción de los metales en solución, una mayor conductividad hidráulica y aumentar el tiempo de vida del sistema (Soler et al., 2008; Röting et al., 2008). En el presente proyecto se pretende evaluar un STP, a escala laboratorio, para tratar el DAM en el distrito minero de Zimapán. Se utilizarán columnas empacadas con roca caliza local, lo cual representa una gran ventaja si se considera que debido a sus características geológicas, ésta es encontrada naturalmente en la zona de manera abundante; aunque también podrán considerarse materiales de relleno adicionales. Se colectarán lixiviados de los jales para alimentar las columnas. Se tomarán muestras del material sólido de los jales y se determinarán las características mineralógicas, químicas, y la movilidad de los metales y metaloides por medio de análisis físico-químicos, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, extracciones, y determinación del potencial de neutralización. Se prepararán otras columnas con distintas proporciones de jal y caliza las cuales se alimentarán con agua en equilibrio con CO2. Se colectarán muestras de lixiviados de las columnas a lo largo del tiempo del experimento y se determinarán las concentraciones de metales y los valores de pH, conductancia y potencial de óxido-reducción. Se identificarán las fases formadas en la calcita después de los experimentos y se evaluará su estabilidad respecto a la liberación de metales y metaloides tóxicos. Entre los alcances del proyecto se encuentra la identificación de los mecanismos involucrados en la retención de metales pesados y el As, así como la identificación y evaluación de la estabilidad de las fases mineralógicas formadas durante el tiempo del tratamiento. Con los resultados obtenidos referentes a eficiencia de remoción de metales y As, tiempo de residencia, conductividad hidráulica y cantidad utilizada de rocas calizas, se pretenderá aportar los parámetros necesarios para el posible diseño de un prototipo in-situ que permita tratar el DAM en Zimapán y se incrementará el conocimiento de los procesos geoquímicos que se desarrollan en este tipo de sistemas que permita su aplicación en otros sitios mineros.

El presente proyecto establece una propuesta factible para el tratamiento del DAM en el distrito minero de Zimapán. La investigación, a escala laboratorio, estará enfocada al desarrollo, caracterización y evaluación fisicoquímica de un Sistema de Tratamiento Pasivo (STP) identificando los mecanismos involucrados en la remoción de los metales y metaloides en solución. Así mismo, se evaluará la estabilidad de las fases mineralógicas formadas durante el tiempo de tratamiento. Los resultados permitirán establecer las bases, en cuanto a tiempo de residencia, material de relleno y conductividad hidráulica, para el posible desarrollo de un prototipo in-situ para el tratamiento del DAM. El desarrollo del proyecto incrementará el conocimiento de los procesos geoquímicos que intervienen en la retención de los metales y metaloides en los STP constituidos por rocas calizas. Los resultados del proyecto aportarán también información de utilidad para su aplicación en sitios mineros donde se requiera el tratamiento del DAM.