Un treball demostra el potencial de l'encapsulació en ciment per gestionar residus miners que contenen antimoni, un contaminant tòxic considerat prioritari per la Unió Europea. S'ha aconseguit convertir aquest residu tòxic en un de no tòxic i apte per emplenar mines.

Una explotación minera de antimonio. Imagen: IRNASA/CSICUn equip d'investigadors liderat per l'Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), ha mostrat el potencial de l'encapsulació en ciment per gestionar residus miners que contenen antimoni, un element tòxic considerat un contaminant prioritari per la Unió Europea a causa dels importants problemes ambientals i de salut que pot ocasionar. En la investigació també hi han participat la Universitat de Salamanca, la Universitat d'Extremadura i la Universitat de Lorraine (França).

L'antimoni és un element químic de gran valor que s'utilitza en la fabricació de multitud de productes, des de telèfons mòbils fins a vidre. Per això, la seva producció, lluny de disminuir, anirà en augment les properes dècades. Actualment, el principal productor a nivell mundial és la Xina. "A Espanya, encara que la seva explotació va tenir lloc entre els anys 40 i 80 del segle passat, els residus generats no s'han gestionat adequadament i es mantenen dipositats en l'entorn", precisa Esther Álvarez Ayuso, científica de l'IRNASA, qui dirigeix la investigació.

Hi ha una preocupació creixent per l'àmplia distribució de l'antimoni en el medi ambient. De fet, l'estibina, que és el mineral més important i la principal font comercial d'antimoni, s'oxida amb facilitat i pot alliberar antimoni que, quan està per sobre de certes concentracions, pot contaminar sòls i aigües, causar efectes tòxics en plantes, acumular-se i transferir-se a través de la cadena tròfica, amenaçant la salut humana i dels ecosistemes. El antimoni està a la Llista de contaminants prioritaris a controlar (Priority Pollutant List) de la Unió Europea.

Per trobar una solució per aquesta problemàtica, l'equip d'investigadors treballa per desenvolupar mètodes que impedeixin i minimitzin la dispersió d'aquest element tòxic. Un d'ells és l'encapsulació en ciment que, si bé no és una tècnica nova, no s'ha explorat gaire per al tractament de residus amb presència d'antimoni.

“L'encapsulació en ciment “és una tècnica econòmica i ja s'ha aplicat amb èxit per al tractament d'altres elements que presenten un comportament geoquímic similar. A més, permet diferents opcions de gestió dels materials que es generen després del procés de cimentació”, explica la investigadora de l'IRNASA.

L'equip va sotmetre els residus a diferents processos de cimentació en el laboratori, utilitzant ciment Portland i hidròxid de calci com a aglomerant, en diferents proporcions, i determinant les condicions òptimes. "Hem aconseguit que aquests residus, que eren caracteritzats com a tòxics i ni tan sols eren admissibles en abocadors de residus perillosos a causa de la seva elevada lixiviació d'antimoni, es converteixin en residus no tòxics i siguin acceptats en abocadors controlats", subratlla la investigadora.

Per a la seva aplicació com a substituts d'agregats naturals en construcció, el mètode podria aplicar-se a residus amb altres elements tòxics sempre que compleixin els requisits de lixiviació corresponents

Els estudis d'encapsulació dels residus miners s'han fet a nivell de laboratori. “A continuació”, afegeix Esther Álvarez Ayuso, “cal abordar-los a escala pilot per establir el seu comportament sota condicions ambientals i definir les formulacions òptimes com a pas previ a la seva aplicació”.

Aquest mètode pot ser aplicat per les mateixes empreses mineres, les quals podrien dur a terme el tractament d'encapsulació destinat a generar el material per farcir mines o els serveis d'enginyeria geològica i minera amb què comptin o col·laborin.

La pràctica d’emplenar mines és habitual i forma part del procés miner. Un dels punts forts d'aquest treball és que comprova que el material resultant compleix els valors de resistència a la comprensió requerits.

Però no és l'única sortida que ofereix als residus. S'ha observat que alguns dels residus miners estudiats tenen un gran potencial per ser emprats com a substituts d'agregats naturals en materials de construcció.

Així, amb aquest mètode "estaríem aconseguint el tractament dels residus, evitant la contaminació del medi ambient i alhora reutilitzar-los, preservant els recursos naturals, cosa que és molt interessant des del punt de vista de l'economia circular", destaca Álvarez Ayuso.

Pel que fa a la seva aplicació com a substituts d'agregats naturals en materials de construcció, podria ser extensible a residus miners amb presència d'altres elements tòxics sempre que es compleixin els requisits de lixiviació corresponents.

Referencia científica: 
E. Álvarez-Ayuso, A. Murciego, M.A. Rodríguez, R. Mosser-Ruck. Cement encapsulation processes to mitigate the risks posed by different types of antimony-bearing mine waste. Journal of Cleaner Production. DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.133671