Mercurio - Geco - MineroArtesanal

PROYECTO GAMA - COSUDE
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ING. F. Ulises Coyla A.
Puno, Abril del 2007
Introducción
• Las emisiones de mercurio al ambiente son motivo
de preocupación para las autoridades y las
organizaciones ambientalistas y profesionales, por
sus efectos en la salud y el medio ambiente.
• En esta charla se presentará un panorama de la
situación ambiental derivada del uso del mercurio,
principalmente por la minería artesanal.
• El mercurio comenzó a ser utilizado por el hombre
en los albores de la historia, primero como
pigmento y con fines medicinales y enseguida para
extraer oro de los minerales. Hoy más de 2500
años después, sigue siendo utilizado por la
minería artesanal en África, Asia y América.
Historia
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El mercurio era conocido desde la antigüedad:
Los egipcios lo empleaban en la época
de los faraones, 1600-1500 AC.
En China lo extraían del cinabrio en
las minas de Kwichan, 1200 años AC.
Los fenicios y cartagineses, 700 años AC,
comercializaban y utilizaban el mercurio de
Almadén para extraer oro.
Griegos (lo denominaron Hidrargiro = plata líquida),
y romanos usaban el cinabrio como pintura y en
ungüento, descrito por Plinio, año 50 DC.
Los árabes lo denominaron “Azogue”.
Historia
Mochica
Señor de
Sipán
• Culturas preincaicas y los incas
conocían el cinabrio y lo usaban
como pintura. Éstos lo llamaban
“llimpi”.
• En 1555 Bartolomé de Medina
descubre y aplica en Pachuca,
México, el proceso Patio para
el beneficio de minerales de plata,
utilizando mercurio.
Este proceso es introducido en
el Perú en 1571 y es adaptado
a las condiciones locales.
Historia
• 1556: descubren mercurio
en Huancavelica.
• 1563: Ñavincopa descubre
la mina Santa Bárbara,
cerca de Huancavelica,
comprada en 1570 para
el rey de España.
• 1633: el médico López de
Saavedra Barba inventa en Plaza de Armas Huancavelica
Huancavelica los hornos
“busconiles” o “aludeles” para producir mercurio,
que luego son implantados en Almadén, España.
• 1786: se hunde parte importante de la mina Santa
Bárbara por extracción de pilares de sostenimiento.
Historia
• Hasta fines del siglo XV el consumo de mercurio fue
escaso. Durante los siglos XVI y XVII, aumenta su
demanda para el tratamiento de los minerales de
oro y plata descubiertos en América.
• En el Perú en 1897 funcionaban 17 plantas de
amalgamación, 2 de oro.
• Durante la colonia se emitió al ambiente 200 mil
toneladas de mercurio, a un promedio de 600 t/año.
• En la época republicana Santa Bárbara fue
explotada a pequeña escala, con intermitencias.
1954: se reinicia la producción a escala industrial.
1965: se complementa con una planta de flotación
del material fino. Entre 1962 y 1975 produce 110 a
120 TM Hg/año.
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Mercurio: Propiedades
Metal líquido pesado, de color blanco plateado
Nº atómico: 80, Peso atómico: 200.6
Densidad (20ºC): 13.596 g/cm3
Punto de fusión : - 38.9 °C
Punto de ebullición: 356.7 °C
Tensión superficcial:480.3 din/cm3
Insoluble en agua
Poco compresible.
Mal conductor de electricidad a temperatura
ambiente, pero excelente conductor cerca de 0ºK.
• En estado de vapor a alta temperatura conduce
la electricidad (lámpara de vapor de mercurio)
• Coeficiente de dilatación uniforme entre 0º y
300ºC: Uso en termómetros.
Propiedades
• Por su alta densidad y baja presión de vapor se usa
en barómetros y bombas de vacío
• Disuelve muchos metales formando amalgamas,
pero no al hierro. Con oro forma AuHg2, Au2Hg y
Au3Hg. En la práctica la amalgama tiene 20-40% Au.
• No forma amalgama con telururos de Au/Ag, como
la calaverita y silvanita
• Combina con azufre y halógenos. Sales más importantes: cloruro y bicloruro de mercurio (calomel)
• Sólo se disuelve con HNO3 diluido o concentrado,
y en H2SO4 concentrado y caliente.
• Mineral más importante: Cinabrio (HgS), de color
rojo bermellón, tiene origen magmático.
Propiedades
• Tiene muy baja afinidad por el oxígeno
• Además del estado elemental existe como Hg+1
y Hg+2
• Condición a evitar: Calor
• Manipulación: en lugares ventilados
• Muy tóxico para la vida acuática.
• Tiene gran capacidad de absorción por arcillas
y ortos sedimentos.
• En estado metálico hay alta evaporación desde
depósitos minerales y procesos industriales, y
es la principal causa de la contaminación por
mercurio.
Minas
• Las minas de mercurio más importantes del
mundo y su producción a la fecha son:
Minas
Ubicación
Producción,
x 1000 TM
259
Almadén
Idria
Monte Amiata
España
Eslovenia
Italia
Santa Bárbara
Huancavelica, Perú
52
New Almaden
EE.UU.
36
New Idria
EE.UU.
21
Mc Dermitt
EE.UU.
14
103
69
Franjas Mineralizadas de Mercurio
Producción Total: 20 millones de Frascos
Yacimientos
En el Perú, Huancavelica destacó como distrito minero
productor de plomo, zinc y mercurio.
La mina Santa Bárbara adquiere fama en la época
colonial como fuente de mercurio.Durante un siglo y
medio, desde el siglo XVIII, fue la principal productora
de mercurio del mundo
–Los minerales llenan fracturas y zonas porosas de
arenisca, caliza y rocas ígneas, muchos de ellos
asociados con fallas.
–Minerales presentes: Mercurio nativo, cinabrio,
metacinabrio (HgS), cuarzo, pirita, esfalerita,
rejalgar, oropimente, estibina, galena, calcita,
barita, arsenopirita. Más abundante es el cinabrio;
mercurio nativo es abundante sólo localmente, y el
metacinabrio es raro.
Metalurgia
• El mercurio se obtiene por desulfurización del
cinabrio mediante calentamiento directo o indirecto
del mineral.
• El cinabrio se sublima a 580ºC a nivel del mar.
• El mercurio metálico sale al estado de vapor que
luego se condensa.
HgS + O2 = Hg + SO2
• En casos de mineral de baja ley puede
concentrarse previamente mediante flotación.
• Hornos: - Aludeles, (usados entre 1663 y 1925)
-Hornos continuos, de varios diseños
-Hornos de retorta
-H.mecánicos: rotatorio Gould, y de solera múltiple.
Usos
Usos antes del siglo XX
• Recuperación de oro y plata por amalgamación
• Pigmento bermellón (HgS) en pinturas y tintas
de imprenta
• Fabricación de fulminato y fieltro.
Usos actuales
• Fabricación de celdas de cloro y soda cáustica
• Baterías de Hg, aparatos eléctricos, lámparas
• Suministros dentales, productos farmacéuticos.
• Insecticidas, fungicidas, preservantes de
madera, catalizadores
• Termómetro, barómetro, manómetro, lentes de
telescopio, conmutadores, medidores de flujo
• Recuperación de oro por amalgamación.
Emisiones de Mercurio
Fuentes de emisión del mercurio al ambiente:
• Naturales: Evaporación de minerales y aguas,
erosión de la corteza terrestre y la actividad volcánica
aportan unas 50000 a 150000 t/a de metal al ciclo
global.
• La minería, metalurgia e industria, incluida la quema
de combustibles fósiles, aportan 6000 a 20000 t/a.
• Con las aguas servidas se descarga por la red de
desagüe, 1000 t/a Hg.
OMS: “La concentración de mercurio en la atmósfera
es tan baja que no contribuye de manera significativa
a la ingestión humana de mercurio”.
Efluentes y Emisiones
Industria
Plantas de cloro soda.
Efluente
Mercurio metálico
Industria de pulpa de
papel de madera
Fenilmercurio
Fábricas químicas
Metilmercurio
Minería aurífera
artesanal
Mercurio metálico a
ríos y vapor a la
atmósfera
.
Emisiones de Mercurio
Proceso
Concentración en circuito
abierto
Relave de amalgamación
Refogado (quema) de
amalgama
Pérdida
kg Hg/ kg Au
5-10
0.01-1
0.5-2
Minería Artesanal
• Fuente generadora de empleo:
> 30,000 personas
• Importante productor de oro
• Requiere escasa o ninguna
mecanización
• Requiere poca inversión
• Baja demanda de infraestructura
• Promueve consumo local
• Forma barata de prospección de
yacimientos
• No requiere gran reserva de mineral
para iniciar la explotación
Minería Artesanal...
• Explotación de yacimientos inadecuados para
otros métodos
• Ausencia crónica de capital
• Frecuente informalidad
• Uso ineficiente de recursos
• Baja productividad
• Deficiente seguridad e higiene minera
• Falta de conciencia ambiental
• Sus emisiones de mercurio son problema para
la salud y el medio ambiente
• Difícil control ambiental por la autoridad
competente.
Principales Areas
de Minería Aurífera
Artesanal en el Perú
Explotación y Tratamiento
• Selva (Madre de Dios)
a. Llano en selva baja:
- Explotación: Carretilla; monitores
y bombeo; draga de succión
- Lavado en canaleta con alfombra
y amalgamación
b. Pie de Monte:
Minado mecanizado y chute,
canal con alfombra y
amalgamación.
Explotación y Tratamiento
Costa Sur (Ica-Arequipa)
• Minería subterránea en vetas angostas
• Amalgamación en quimbalete
• Venta de relaves a plantas de cianuración
Sierra Sur (Ananea, Puno)
• Minería subterránea en cerros con múltiples
vetas y amalgamación.
• Tratamiento de relaves por cianuración
Impacto Ambiental
Selva de Madre de Dios:
• Alteración de morfología
• Erosión de áreas explotadas
• Deforestación
• Descarga de sedimentos
• Colmatación del cauce de ríos
• Deterioro calidad de agua
• Contaminación por mercurio
• Desaparición de flora y fauna acuática
Huepetuhe: explotación mecanizada
Huepetuhe: Lavado de grava aurífera en canales
Deforestación, colmatación de cauce y turbidez del agua
Pueblo de Huepetuhe, Mayo de 1999
Colmatación de cauce del río Huepetuhe, Nov. 2001.
Impacto Ambiental
Costa Sur y Sierra Sur:
• Uso inadecuado de mercurio: relave y
volatilización
• Inestabilidad de labores
mineras
• Alteración del paisaje
• Acumulación de desmonte
• Contaminación con relaves
• Generación de polvo
Panorama de La Eugenia, Caravelí, Arequipa
Quimbalete y poza con relave de amalgamación
Relaves de amalgamación en medio del poblado
Amalgamación
• En siglos pasados fue el principal proceso de
extracción de oro y plata.
• Actualmente practicada en minería artesanal e
informal de oro nativo, por su sencillez, rápida
obtención y poca inversión.
• Efectos negativos en amalgamación:
–Sulfuros de As, Sb, Bi, Fe
–Talco, baritina, esteatita y otros silicatos hidratados
de Mg y Al
–Lubricantes: se adhieren al Hg, hacen flotar al Au
–Agua ácida de mina que oxida sulfuros
–Cu, Al, Pb, Zn metal consumen y ensucian al Hg.
Impacto Ambiental
Uso deficiente de mercurio:
- Uso de exceso de mercurio directo en
molinos y canales. S.Simón: 36 kg Hg/kg Au
- Lavado de amalgama directo al río,
- Uso de quimbaletes cerca de viviendas
- Quema de Hg en depósito abierto,
- Quema de Hg residual (<5 %) por
compradores y fundidores.
- 70 % de contaminación: vaporización de Hg.
Pérdidas de Mercurio en
Amalgamación
País
Colombia
Brasil, Bolivia Minas primarias
Brasil, Perú, minería aluvial
Pérdida
kg Hg/ kg Au
3-10
5-10
2
Impacto Ambiental ...
• El mercurio vapor se condensa con las
lluvias y contamina suelo y agua.
• En época seca se desplaza más con el viento.
La luz ultravioleta puede oxidar a Hg2+ y Hg22+
• El mercurio en el agua se oxida y los microorganismos acuáticos lo transforman en metilmercurio que es absorbido por el fitoplacton y se
acumula por la cadena alimenticia.
• El consumo de pescado contaminado
afecta a la población ribereña.
Bioacumulación de Mercurio
Minería
Informal
Av
Ho
In In
Pa
Hg
Mercurio
LEYENDA
Fp Fitoplancton
Oxidación
Hg+2
Fp
Hg+2
Zp
Zp
P1
…….
P2
..
….
Zp Zooplancton
...Sd CH3Hg
Metilación.....
… +
P1 Pez consumidor primario
P2 Pez grande consumidor
secundario
Sd Sustancias disueltas
Sedimentos
Pa
Pa
Pa Planta acuática
In Insecto
Av Ave
Ho Hombre
Exposición a Mercurio
• El aire contiene < 50 ng/m3 Hg.
En minas y refinerías de Hg puede tener <700 ng/m3.
• El agua bebible tiene 50 ng/l Hg, algunas aguas en
zonas de minas de Hg o industrias pueden tener 400700 ng/l. Límite para el agua potable (OMS): 1 µg/l.
• Nivel seguro de mercurio en alimentos,
excepto pescado: 1500 ppb, en peso
húmedo. (Hg iónico, menos tóxico)
• Límite seguro en peces (µg Hg/kg): Alemania, EEUU,
Finlandia, Holanda, Suecia: 1000; Australia, Brasil,
Canadá, Dinamarca, España, India, OMS,
Suiza, Venezuela: 500. (como Metil Hg)
• Los vegetales no son impactados <5000 µg/kg
de Hg en tejido. Árboles: 3500. Pastos: 2000.
Exposición a Mercurio...
• Para medir el nivel de mercurio en
el organismo, se toma muestras de
sangre y orina y se analiza en
laboratorio.
• Los niveles encontrados pueden
indicar los posibles efectos del
mercurio en la salud.
• Niveles normales de mercurio:
– Sangre < 10 µg/L
– Orina < 20 µg/L
Mercurio en la Salud
• Ingesta media de mercurio (FAO/OMS) por
alimentos: <20 µg/día, como metilmercurio.
• Contenido medio en alimentos: 3-20 µg/kg
• Pescado de agua dulce: 200-1000 µg/kg
• Pescado de mar:
0-500 µg/kg.
Atún, pez espada:
500-1500 µg/kg.
• El metilmercurio tiene una toxicidad muchísimo
mayor que el Hgº y compuestos inorgánicos.
• Las intoxicaciones han estado asociadas a uso
y manipulaciones incorrectas que ocasionaron
exposiciones altísimas de metilmercurio,
imposibles de ocurrir en la naturaleza.
Mercurio en la Salud
• Hgº es soluble en lípidos y altamente disfusible a
través de membranas
• El Hgº se absorbe muy poco en el tracto gastrointestinal y su proceso de oxidación es muy lento.
• El Hg inorgánico es soluble en agua y menos
difusible a través de biomembranas.
• La intoxicación por ingestión alta de HgCl2
presenta acción cáustica irritante, se forma
albuminato soluble que favorece la permeabilidad,
absorción y toxicidad.
• El metilmercurio es soluble en lípidos, altamente
difusible a través de biomembranas, y muy
lentamente transformado en Hg inorgánico.
Mercurio en la Salud
• Vapor de mercurio
metal ingresa al pulmón,
atraviesa la membrana
alveolar, pasa a la sangre
e ingresa al cerebro y se
deposita en tejidos,
(se absorbe 80% de lo
inhalado), ocasionando
pérdida de memoria, falta
de concentración, insomnio,
temblores e infección renal
y urinaria, y muerte.
Mercurio en la Salud
• Metil-mercurio
Se ingiere con pescado o
granos contaminados,
ocasiona daño cerebral y a
fetos entrando a la placenta.
Se absorbe más fácilmente
que el mercurio elemental.
Efectos del Mercurio en la Salud...
• Efecto agudo:
Por exposición, durante corto tiempo, a altas
concentraciones de mercurio.
• Efecto crónico:
Por exposición por periodos largos a
mercurio metálico o metil-mercurio.
• Ambos tienen efectos similares en la salud.
• El mercurio en el organismo demora meses
en ser eliminado a través de la orina y heces.
Vida Biológica del Mercurio en
el Organismo
Vida media
Vida media
biológica en
biológica en el
órganos y tejidos
organismo
Mercurio
Mujeres: 29 a 41 días Sangre: 20 a 28 días
inorgánico
Hombres: 32 a 60 días
Mercurio
35 a 90 días
Pulmón: 1.7 días
elemental
Riñón: 64 días
Cerebro: >1 año
Metilmercurio 110 a 190 días
Sangre: 70 días
Cerebro: 240 días
Forma del
Mercurio
OMS: “El riesgo mayor para la salud humana se centra en
la exposición ocupacional al mercurio”
VIAS DE INGRESO Y METABOLISMO
DEL MERCURIO
Mercurio
RESPIRACION
RESPIRACION
Vapor
PULMONES
PULMONES
CEREBRO
CEREBRO
ORINA,
ORINA,
HECES
HECES Y
Y
SUDOR
SUDOR
ALIMENTACION
ALIMENTACION
Metil
Mercurio
SANGRE
SANGRE
Mercurio
Líquido
PIEL
PIEL
PULMONES,
PULMONES,
CEREBRO,
CEREBRO,
RIÑON
RIÑON
Efectos del Mercurio en la Salud...
INHALACION:
• Excesiva salivación, anorexia,fiebre,
anomalías cardíacas, anemia,
problemas digestivos,dolor abdominal,
deseo frecuente y dificultad de orinar,
temblores, reacciones alérgicas.
• Exposición crónica:
La más frecuente en el ambiente laboral,
constituye el hidrargirismo.
Daños al sistema nervioso.
• Casos avanzados:
Pérdida de memoria, y alucinaciones.
Efectos del Mercurio ...
OJOS Y PIEL:
• Enrojecimiento, sequedad o dolor y
lagrimeo.
• Prolongado contacto: úlceras.
INGESTION:
• Sabor metálico en la boca, náuseas,
vómitos, efectos en el sistema
nervioso central y daño a los riñones
y sistema gastrointestinal.
Primeros Auxilios
Para personas afectadas por mercurio:
INHALACION:
• Llevar a víctima a lugar con aire fresco
• Si es necesario usar respiración artificial
• Buscar inmediata atención médica.
CONTACTO CON LA PIEL:
• Tomar baño de agua más de 15 minutos
• Quitarse la ropa contaminada; no tocar los ojos.
• Buscar inmediata atención médica
Primeros Auxilios ...
CONTACTO CON LOS OJOS:
• Abrir los ojos bajo abundante agua
• Lavar los ojos por más de 15 minutos
• Buscar atención médica inmediata.
INGESTION:
•
•
•
•
Buscar atención médica inmediata.
Inducir al vómito
Beber leche o gran cantidad de agua
Si está inconsciente, tiene convulsiones o no
puede tomar agua, no inducir al vómito.
Tratamiento Médico
• Los antídotos reducen la cantidad de mercurio
en el tejido receptor, formando un complejo
inactivo o facilitando la eliminación del metal
de los tejidos.
• Los antídotos son más eficaces cuando son
administrados inmediatamente después de la
exposición al mercurio.
• La eliminación de mercurio carece de utilidad
si ya se han producido lesiones irreversibles.
Tratamiento Médico
Forma de
Intoxicación
Antídoto
Cloruro de Hg
Observaciones
2-3-dimercaptopropanol, por vía
intramuscular
Origen laboral 2-3-dimercaptopropansulfonato
Contraindicado en
intoxicación por
alquilmercurio
En solución
intramuscular
Vapor de
mercurio y
metilmercurio
Aumentan la excreción
de Hg y alivian síntomas
de intoxicación crónica
Penicilaminas
por vía oral
CASO MINAMATA, JAPÓN
• En la década de 1950 ocurrió un envenenamiento
masivo por consumo de pescado contaminado
por residuos industriales de mercurio
descargados en la bahía.
• El contenido medio de Hg
en los peces fue de 11 000
µg/kg, y el valor máximo, de
25 000 µg /kg, como metilmercurio.
• El agua llegó a 1600-3600
ng/l, siendo lo normal 50 ng/l.
CASO CHOROPAMPA
• Yanacocha produce mercurio como subproducto.
• 02/06/00: Derrame de 150 kg de mercurio en
transporte de la mina a Lima, entre San Juan y
Magdalena, Cajamarca
• Pobladores de Choropampa lo recogen y llevan a
sus viviendas
• Días después se presentan problemas de salud.
Primer diagnóstico: “enfermedad febril eruptiva”,
una persona en coma durante meses
• 14/06/00: Se determina que los cuadros clínicos
son por intoxicación aguda por mercurio, sólo
explicable por inhalación de vapor de concentrado
de mercurio en ambiente cerrado.
CASO CHOROPAMPA...
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Acciones tomadas:
Monitoreo sistemático en la cuenca por 5 años
Retiro de material de cunetas y de pista asfáltica
Trampas para retener mercurio y evitar llegue al río
Recuperación de mercurio de casas y pistas
mediante aspiradoras para evitar nuevos casos de
intoxicación
Importación de medicamentos penicilamina y
dimercaprol.
Inspección de 2814 casas con detectores Lumex,
115 casas requerían remediación
Atención médica en hospitales y ambulatoria.
Cambio del sistema de manejo y transporte de Hg.
Amalgamación
manual en la
Rinconada,
Puno
Retortas para amalgama de oro
RETORTA DISTRIBUIDA POR MEM A MINEROS ARTESANALES
RETORTA PARA
AMALGAMA
DE ORO
RETORTA PARA AMALGAMA DE ORO
Muchas
Gracias