Cómo purificar el agua de la minería en horas, no años

Ahora, los investigadores han descubierto cómo reducir ese tiempo drásticamente, a sólo dos o tres horas. El avance podría ser una ventaja potencial para las compañías mineras, el medio ambiente y las regiones del mundo donde el agua es escasa.
 

"Creo que la capacidad de ahorrar agua va a ser realmente grande, especialmente cuando se habla de China y otras partes del mundo", dice Mark Orazem, profesor de ingeniería química de la Universidad de Florida.

En las operaciones mineras se utiliza agua para el procesamiento de minerales, la supresión de polvo y el transporte de lodos. Cuando terminan con ella, el agua retiene partículas de subproductos minerales, conocidos en el negocio de la minería de fosfatos como efluentes de arcilla.

En el caso de las minas de fosfato que son tan comunes en Florida, el efluente de arcilla tiene la consistencia de la leche. "Parece un sólido, pero si le tiras una piedra, salpica", dice Orazem.

El agua se bombea a enormes estanques de sedimentación -algunos de ellos de una milla cuadrada con una profundidad de alrededor de 40 pies- donde las partículas pueden hundirse hasta el fondo. Sólo en Florida hay más de 150 millas cuadradas de estanques de este tipo, un área que cubriría aproximadamente la mitad de la ciudad de Nueva York.

Pero es un proceso largo porque las partículas están cargadas eléctricamente. Como las cargas repelen y las cargas opuestas se atraen. La carga similar a la de las partículas hace que se repelan entre sí, lo que las mantiene suspendidas en el agua en lugar de pegarse y hundirse en el fondo.

El agua es'reutilizada, y reutilizada y reutilizada'.

Eso significa que las compañías mineras pueden reutilizar el agua sólo un poco a la vez, la parte que se extrajo de la parte superior. No sólo es inútil el agua llena de partículas, sino que la tierra que ocupan los estanques de decantación es un activo valioso que podría utilizarse para otros fines.

Las ideas para acelerar ese proceso se remontan a siglos atrás. En 1807, una aplicación temprana de la batería inventada por Volta en 1800 mostró que las partículas de arcilla se movían en respuesta a un campo eléctrico. En la década de 1990, se utilizó un campo eléctrico para separar la arcilla y el agua en lotes, pero ese concepto se consideró antieconómico.

El nuevo diseño es diferente porque permite una alimentación continua del efluente de arcilla en un sistema de separación. Allí, las placas superior e inferior se utilizan como electrodos. Se aplica una diferencia de potencial eléctrico a través de los electrodos, creando un campo eléctrico que hace que las partículas cargadas se muevan hacia el fondo, donde forman un sólido húmedo llamado torta. En la zona de deshidratación de la torta, las partículas no pueden moverse, por lo que el agua es forzada hacia arriba.

La torta puede ser usada para llenar los agujeros creados por la operación minera, mientras que el agua es ahora lo suficientemente clara como para ser reutilizada para procesar mineral de fosfato extraído.

"En lugar de tener el agua atada en estas áreas de asentamiento de arcilla, el agua se devuelve a través del proceso y luego se reutiliza, se reutiliza y se reutiliza", dice Orazem.

Los investigadores han creado un prototipo del tamaño de un laboratorio y dicen que el siguiente paso es determinar cómo escalarlo hasta un punto en el que pueda funcionar en una mina del mundo real.

Si bien el concepto fue diseñado para las minas de fosfato de Florida, podría utilizarse en cualquier lugar y sería especialmente útil en el árido norte de África. En Marruecos y el Sáhara Occidental, con el 85 por ciento de las reservas mundiales de fosfatos, el agua es especialmente escasa.

"Reciclar el agua va a ser de importancia crítica", dice Orazem. "Así que en Florida, es un problema. En el desierto, va a ser un gran problema".