Investigadores lograron transformar residuos de trióxido de arsénico almacenados en la antigua mina de oro Giant Mine, en Canadá, en arsénico metálico con una pureza superior al 99%, planteando una alternativa para recuperar materiales desde pasivos mineros que hasta ahora requieren confinamiento de largo plazo.
Un residuo altamente tóxico acumulado durante décadas por la minería de oro podría convertirse en una materia prima aprovechable. Científicos consiguieron recuperar arsénico metálico directamente desde residuos de trióxido de arsénico de Giant Mine, ubicada en Yellowknife, en los Territorios del Noroeste de Canadá, mediante un proceso químico que alcanzó recuperaciones superiores al 99% y produjo material con más de 99% de pureza bajo condiciones óptimas.
El resultado cambia el enfoque tradicional aplicado a este tipo de pasivos. En vez de concentrarse exclusivamente en inmovilizar el contaminante para evitar su dispersión, el trabajo explora la posibilidad de extraer el arsénico contenido en el residuo y transformarlo en un producto con potencial de utilización industrial.
La investigación fue desarrollada por Kaifeng Wang y Case M. van Genuchten, del Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia (GEUS), junto con Tamara R. Etmannski, de la Universidad de British Columbia, utilizando muestras obtenidas directamente desde las cámaras subterráneas de Giant Mine.
Un pasivo de 237.000 toneladas
Giant Mine constituye uno de los casos más complejos de contaminación heredada de la minería aurífera canadiense.
La operación comenzó en 1948 y el procesamiento del mineral involucró la tostación de arsenopirita para facilitar la recuperación del oro. Esa etapa generó grandes cantidades de trióxido de arsénico, un compuesto altamente tóxico que terminó acumulándose bajo tierra.
Actualmente existen alrededor de 237.000 toneladas de polvo de trióxido de arsénico almacenadas en cámaras y sectores subterráneos del antiguo complejo minero. Su manejo representa uno de los componentes centrales del programa de remediación que mantienen las autoridades canadienses.
La estrategia adoptada para el material almacenado considera mantenerlo confinado y congelado bajo tierra, reduciendo así el riesgo de que el arsénico migre hacia el entorno.
La nueva investigación no significa que ese esquema vaya a ser reemplazado. El proceso de recuperación se encuentra todavía en fase experimental y requerirá estudios adicionales antes de determinar si puede escalarse técnica, ambiental y económicamente.
Sin embargo, los resultados introducen una posibilidad distinta: que parte del material considerado exclusivamente un pasivo pueda convertirse en una fuente secundaria de arsénico.
Más de 99% del arsénico pudo ser disuelto
Para probar el concepto, los investigadores trabajaron con cerca de 100 gramos de residuos obtenidos desde seis cámaras de almacenamiento de Giant Mine, seleccionadas para representar distintas composiciones del material acumulado.
El proceso se dividió esencialmente en dos etapas.
Primero se buscó transferir el arsénico presente en el residuo sólido hacia una solución acuosa. Los ensayos utilizaron agua y una solución de hidróxido de sodio de 0,1 M.
En ambos casos fue posible disolver más del 99% del arsénico presente en la fase sólida bajo determinadas condiciones experimentales.
Posteriormente se incorporó dióxido de tiourea como agente reductor. Esta etapa permitió precipitar el arsénico desde la solución y transformarlo en arsénico elemental, denominado químicamente As(0).
La precipitación reductiva recuperó también más del 99% del arsénico acuoso en los mejores ensayos.
El producto obtenido correspondió a arsénico metálico pobremente cristalino o amorfo y alcanzó purezas superiores al 99% de arsénico en las condiciones óptimas.
El antimonio aparece como uno de los desafíos
Los ensayos también revelaron una dificultad relevante para un eventual escalamiento.
Los residuos históricos de Giant Mine no contienen exclusivamente arsénico. Su composición incluye antimonio, elemento que puede disolverse junto con el arsénico durante el tratamiento químico.
El uso de hidróxido de sodio aceleró la disolución del arsénico, pero también aumentó la incorporación de antimonio a la solución. Posteriormente, parte de ese antimonio pudo coprecipitar durante la recuperación del arsénico metálico.
El resultado es un compromiso operacional: aumentar la velocidad de disolución puede facilitar la extracción del arsénico, pero al mismo tiempo incrementar las impurezas del producto recuperado.
Resolver esa separación será uno de los puntos técnicos relevantes si el método avanza hacia ensayos de mayor escala.
De inmovilizar contaminantes a recuperar materiales
La investigación se inserta en una tendencia que está adquiriendo peso dentro de la industria minera: reconsiderar relaves, residuos metalúrgicos y pasivos históricos como depósitos secundarios de materiales.
Durante décadas, gran parte de la gestión de residuos con arsénico se ha orientado a estabilizarlos, encapsularlos o aislarlos para limitar su movilidad ambiental. Estas estrategias continúan siendo esenciales debido a la toxicidad del elemento.
La recuperación propuesta para Giant Mine introduce una lógica complementaria.
En lugar de mantener indefinidamente todo el arsénico como residuo, una eventual tecnología industrial podría extraer una fracción aprovechable y reducir simultáneamente la cantidad de material que requiere manejo de largo plazo.
Ese principio podría resultar relevante para distritos mineros históricos donde décadas de procesamiento dejaron concentraciones significativas de metales y metaloides en residuos.
No significa, sin embargo, que cualquier pasivo minero pueda transformarse automáticamente en recurso. La viabilidad dependerá de la mineralogía, concentración, presencia de impurezas, costos químicos y energéticos, seguridad operacional, tratamiento de soluciones y mercado disponible para el producto recuperado.
Un proceso que todavía debe demostrar su escala industrial
Los resultados obtenidos en Giant Mine corresponden a una prueba de concepto de laboratorio.
Ese punto resulta fundamental para dimensionar el alcance del desarrollo. Haber conseguido más de 99% de disolución y recuperación bajo condiciones experimentales no implica que las mismas eficiencias puedan reproducirse inmediatamente sobre cientos de miles de toneladas.
El escalamiento deberá determinar consumos de reactivos, generación de residuos secundarios, requerimientos de agua, costos de tratamiento, comportamiento de impurezas y estabilidad del producto obtenido.
También será necesario evaluar los riesgos asociados a manipular grandes volúmenes de materiales ricos en arsénico y comparar el desempeño ambiental del proceso con las alternativas convencionales de confinamiento.
En Giant Mine, además, cualquier aplicación tendría que integrarse a un programa de remediación de gran escala que ya contempla infraestructura y medidas específicas para mantener aislado el trióxido de arsénico.
Por ahora, la relevancia del trabajo está en demostrar químicamente que el material almacenado puede dejar de ser únicamente un contaminante inmovilizado y convertirse en una fuente recuperable de arsénico elemental de alta pureza.
Una señal para la gestión futura de pasivos mineros
El caso canadiense abre una discusión que trasciende a Giant Mine.
La minería enfrenta un creciente desafío asociado a instalaciones históricas, relaves y residuos metalúrgicos generados bajo estándares diferentes a los actuales. Al mismo tiempo, nuevas tecnologías de separación y procesamiento permiten identificar concentraciones aprovechables de elementos que décadas atrás no tenían valor suficiente para justificar su recuperación.
El concepto de reprocesamiento de residuos ya se analiza para cobre, tierras raras, cobalto y otros minerales. El trabajo realizado con arsénico agrega una dimensión distinta: valorizar un material cuyo principal problema económico ha sido precisamente el costo y riesgo de mantenerlo confinado.
La oportunidad todavía deberá demostrar que funciona fuera del laboratorio. No existe por ahora una planta industrial operando este proceso en Giant Mine ni una decisión para modificar la estrategia de confinamiento del depósito.
Pero convertir residuos reales de una antigua mina en arsénico elemental con pureza superior al 99% demuestra que algunos pasivos mineros pueden contener materiales técnicamente recuperables. El próximo desafío será determinar si esa capacidad química puede transformarse en una solución industrial capaz de competir, en costos y seguridad ambiental, con décadas de almacenamiento y confinamiento.
