Tratamiento de minerales sulfurados refractarios de oro mediante procesos de biolixiviacion utilizando consorcios microbianos nativos como una alternativa de contribucion a la sostenibilidad ambiental

Existe una gran preocupación en el mundo debido a las cantidades de sulfuros provenientes de la explotación minera con características refractarias, nocivos al medio ambiente y a la salud humana, que se han venido acumulando en el tiempo. Estos sulfuros presentan contenido de oro relevantes en la mayoría de los casos; el tratamiento de estos materiales no es factible por métodos convencionales, lo cual incrementa el costo de la recuperación de los valores metálicos presentes. Es por esta razón que, en las últimas décadas, la biohrometalurgia, se ha convertido en una tecnología comercialmente viable para la extracción de metales preciosos siendo además amigable con el ambiente. Este nuevo concepto de la biotecnología se emplea en la biorremediación de drenajes ácidos, en la remoción de metales pesados presenten en las áreas mineras, suelos y sedimentos contaminados, en el procesamiento de residuos industriales como cenizas de incineración; degradación de cianuro, en la adecuación de concentrados para separación por flotación espumante, biodesulfurización de carbones, entre otras aplicaciones.
El tratamiento de recuperación de metales de interés económico a partir de minerales sulfurados, utilizando microorganismos se denomina biolixiviación. Es una tecnología que ha cobrado mayor importancia en las últimas décadas, tanto desde el punto de vista científico como tecnológico por sus aplicaciones actuales, y mayores oportunidades futuras, para un variado número de procesos industriales, y por su amigabilidad ambiental. Los microorganismos acidófilos que se utilizan en estos procesos tienen capacidad de oxidar minerales de hierro y azufre. Es una de las pocas tecnologías basadas en el uso de microbios que ha llegado a ser implementada industrialmente con éxito en el procesamiento de minerales de baja ley.

Esta investigación en tres etapas pretende el aislamiento y caracterización de microorganismos biolixiviantes del drenaje ácido de mina y de sólidos de la región aurífera de California, Santander, la conformación de consorcios y biopelículas; la utilización de diferentes medios de cultivo selectivos; el cultivo de los microorganismos a diferentes temperaturas; la utilización de reactores aireados de 1 litro y finalmente la separación del oro de la pirita y de la aresenopirita mediante procesos combinados de biolixiviación y biooxidación, contribuyendo a la sostenibilidad ambiental.

La minería es una actividad extractiva altamente destructiva y dependiendo del método que se utilice puede ser altamente nociva para la salud de las personas y para el medio ambiente. Entre los principales impactos se encuentran: la destrucción de la corteza terrestre; la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas; el envío de emisiones sólidas a la atmósfera por las actividades de voladura y arranque de material, en los procesos de carga y por el transporte o por las actividades metalúrgicas y la remoción eólica de partículas finas procedentes de los botaderos; la afectación de la flora y fauna del entorno; la emisión de gases por la combustión de la maquinaria, emisión de voladuras que producen CO2, CO, mezcla explosiva de metano y aire (grisú), las emisiones propias de la actividad minera como COX, NOX, SOX, SO2 de la pirometalurgia; los aerosoles tóxicos que se producen en los procesos de biohidrometalurgia que implican el riego por aspersión de pilas de mineral con compuestos tóxicos como el ácido sulfúrico y el cianuro de sodio para la extracción del oro; ruido por los diferentes mecanismos de acción como la molienda del mineral y las excavaciones, ondas aéreas, que son ondas de presión que general vibraciones; desertificación, erosión y pérdida de la fertilidad del suelo, con modificación del relieve de los terrenos, aumento notorio de la escorrentía; pérdida de las propiedades químicas del suelo, contaminación por metales pesados, acidificación por drenajes ácidos y adición de al suelo de sales especialmente sulfatos impacto visual y los efectos negativos a veces graves a la salud humana. Como enfermedades pulmonares, afectaciones de la piel, cáncer de diversos tipos.
En Colombia la minería ha causado notables daños, con tasas altas de mortalidad infantil que en los departamentos del Cesar y la Guajira llegaron en el 2012 se registraron respectivamente 20 y 32 decesos influenciado este fenómeno por la ejecución irresponsable de las actividades mineras.
En Potafolio de Mayo de 2016, aparece un interesante artículo de Emilio Sardi, en donde hace un análisis sobre la minería en el país: “Los efectos negativos ambientales, sociales y de seguridad de las explotaciones mineras, legales e ilegales, son divulgados día tras día, y generan indignación en comunidades, preocupación en medios de comunicación y decisiones judiciales de altas cortes, No aludiré hoy a la minería ilegal más allá de señalar que su impacto como factor de inseguridad y degradación ambiental es monstruoso. Es fuente financiera de bandas criminales de todas las layas y siglas, empezando por la Farc, y quizás por eso está absolutamente descontrolada. El Estado central elude el problema mediante el simple expediente de endosárselo a los alcaldes, quienes obviamente no tienen la forma de enfrentarlo. Pero, también, la llamada minería legal tiene graves problemas. En el 2015, 9.291 títulos mineros inscritos en el registro minero nacional cubrían más del 5% territorio. Ese año, las inspecciones del Estado generaron 29.966 no conformidades, o incumplimientos de parte de los titulares de esas concesiones, en temas jurídicos, técnicos, económicos, ambientales y de seguridad minera. Esta cifra, similar a la de cualquiera de los años precedentes, en los que más de 90% de los títulos, rutinariamente, suma cerca de 30 mil incumplimientos por año”.
Dada esta situación es necesario buscar soluciones alentadoras, no en contra de la minería sino cambiando los mecanismos y la mentalidad de la extracción de minerales. En la actualidad se conocen los aportes significativos de los microorganismos pertenecientes a diversos grupos taxonómicos en los procesos de extracción de metales de interés económico a partir de yacimientos o concentrados minerales de baja ley, a estos microorganismos se les conoce como biolixiviantes y a su metodología como biolixiviación microbiana que lleva implícita la bioxidación. A estos microorganismos se les ha encontrado en diferentes ambientes tanto mesófilos como termófilos, pertenecientes a los dominios Bacteria y Archae como Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thioxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Ferroplasma acidiphillum, Acidithiobaillus caldus, Sulfolobus acidocaldarius
Diferentes investigaciones a partir del descubrimiento de los microorganismos lixiviantes, han demostrado las aplicaciones potenciales en la biolixiviación como una alternativa rentable, viable y ambientalmente sostenible.
El crecimiento y multiplicación de un microorganismo biolixiviante como su capacidad de biolixiviar metales, como oro, presente en los minerales pirita (FeS2) o arsenopirita (FeAsS), puede ser afectado por diferentes factores fisicoquímicos y ambientales como la temperatura, el pH, la saturación de oxígeno, el potencias redox entre otros. Es por eso que conocer la temperatura adecuada y el efecto que ésta produce en el crecimiento microbiano y la capacidad biolixiviante de un cultivo nativo, se constituye en un tema innovador, ya que la búsqueda bibliográfica ha reportado pocos trabajos sobre el mismo y los resultados obtenidos de la investigación serán de gran importancia para el desarrollo de las nuevas tecnologías que sin duda traerá grandes beneficios, como la mayor extracción de minerales sin producir daños ambientales apreciables..

Tratar minerales sulfurados refractarios de oro mediante procesos de biolixiviación utilizando consorcios microbianos nativos como una alternativa de contribución a la sostenibilidad ambiental.

● Enriquecer el mineral a lixiviar procedente de los sólidos de la región aurífera de california, Santander, mediante su inmersión en medio 9K Silverman y Lundgren por 10 días para liberar a los microorganismos.
● Aislar microorganismos biolixiviantes de drenaje de minas y de mineral de pirita y arsenopirita utilizando diversos medios de cultivo.
● Identificar a los diferentes microorganismos aislados y mas tarde se conformarán consorcios para la biolixiviación.
● Determinar el efecto de diferentes temperaturas, 25, 40, 50, 70ºC y el grado de correlación en el crecimiento microbiano y la biolixiviación de los minerales, en el medio de cultivo seleccionado.
● Definir la temperatura a la cual se establece mayor concentración microbiana de oro biolixiviados.
● Establecer el grado de correlación entre la curva de crecimiento microbiano, la biooxidación de hierro III y la biolixiviación del oro.
● Emplear para el proceso de biolixiviación reactores agitados a para establecer una circulación ascendente-descendente de la pulpa lo que facilita el bioproceso.