Biolixiviación: Proceso y Técnicas

Etapa 3: Biolixiviación

• Biolixiviación: Un proceso biohidrometalúrgico que extrae metales usando bacterias como catalizadoras, seguido de procesos de precipitación.
• Utilizan cianuro para extraer oro, y pseudomonas como fuente de carbono. Anteriormente se usaban peces e insectos para evaluar la contaminación del agua. Ejemplo: Thiobacillus ferrooxidans utiliza Fe+2, U+4, SO4.
• Fuente nutricional de las bacterias: arsénico y azufre, elementos que se deben extraer del mineral para obtener cobre. Minerales sulfuros de ejemplo: Arsenopirita (FeAsS), Galena (PbS), Pirita (FeS2).
• Biorreactores: Se riegan las pilas de mineral, similar a la lixiviación.
• Mecanismo químico en la biolixiviación: MS + 2O2 -> MSO4 (donde M representa un metal bivalente insoluble en forma de sulfuro, pero soluble y lixiviable como sulfato).
• Microorganismos disuelven el hierro y azufre, liberando el cobre.
• Finalmente, el cobre se extrae mediante procesos tradicionales de solventes y electro-obtención.

Métodos de Biolixiviación

• In Situ: Extracción directa en el yacimiento minero, adecuado para minerales de baja ley. Se realiza en el sitio donde se encuentra el mineral o residuo. No es necesario extraerlo. Utilizado en minerales de cobre, oro y uranio en áreas donde la extracción es difícil o costosa.
• Botadero: Los desechos de baja ley de la operación minera se dirigen a un botadero en el sitio de la mina. Construido sobre el terreno donde se encuentran los minerales; requiere una impermeabilización de base. Utilizado en minerales de cobre, oro y níquel en minas a cielo abierto.
• Agitación: El mineral o residuo se mezcla con un agente lixiviante en un reactor de agitación, en presencia de microorganismos y nutrientes. Se utiliza para minerales de cobre, oro y plata en plantas de procesamiento de minerales.

Factores ambientales que afectan la biolixiviación

• pH, temperatura, luz, nutrientes y oxígeno pueden afectar el proceso.

Ventajas de la Biolixiviación

• Mayor beneficio de yacimientos de metales de interés económico como oro, cobre, plata o uranio.
• Ahorro de costos de limpieza y energía.

Contaminantes orgánicos

• Sustancias químicas en el medio ambiente compuestas por carbono e hidrógeno. Ejemplos: pesticidas, hidrocarburos, dioxinas y fenoles.

Metales pesados

• Biomagnificación: Acumulación de sustancias tóxicas (como plaguicidas) en la cadena trófica, causada por la baja tasa de degradación o excreción de estas sustancias. Esto se ve afectado por la cadena trófica (transferencia de nutrientes entre especies).
• Contaminantes orgánicos persistentes (POPs), como el DDT y el hexaclorobenceno, son altamente tóxicos para los seres humanos y el medio ambiente por su gran persistencia y bioacumulación.

Biorremediación

• Técnicas de biodegradación de contaminantes, utilizando microorganismos para limpiar sitios contaminados.
• Bioestimulación: Se agrega nutrientes para mejorar el crecimiento y la actividad de los microorganismos.
• Bioaumento: Se introducen o se generan microorganismos para que degraden mejor el contaminante orgánico.
• Bioatención: Los contaminantes orgánicos pueden reducirse naturalmente por el ecosistema.

Bioremediación de metales pesados

• Se pueden usar microorganismos que soporten metales pesados para limpiar ecosistemas contaminados.

Ciclos biogeoquímicos

• La Tierra se comporta como un súper-organismo autorregulado, con condiciones fisicoquímicas apropiadas para la vida, según la hipótesis Gaia.
• Ejemplos de ciclos biogeoquímicos: ciclo del carbono (degradación de celulosa), ciclo del nitrógeno, ciclo del azufre.
• La composta es un producto de residuos orgánicos generados por un proceso biológico de fermentación, con fases mesófila (40-45°C) y termófila (45-70°C) con degradación de materia orgánica.
• Ciclo del carbono, nitrógeno, azufre, con reservorios naturales y flujos entre ecosistemas como la desnitrificación, la fijación y la amonificación.

Tratamiento de aguas residuales

• Las aguas residuales contienen varios contaminantes, y hay diferentes procesos para tratarlas, incluyendo tratamientos primario (físico), secundario aeróbico y anaeróbico (biológico) y terciario (físico o químico).
• La demanda biológica de oxígeno (DBO) se utiliza para medir la contaminación del agua.
• Límites de contaminantes en aguas según NOM-003-ECOL-1997, para diferentes usos (contacto directo e indirecto).