ACID RESIDUES REMEDIATION FROM MINES USING BIOCHAR, MONOPOTASSIUM PHOSPHATE AND LIME MINE RESIDUES REMEDIATION WITH BIOCHAR, LIME AND PHOSPHATES Translated title: REMEDIACIÓN DE RESIDUOS ÁCIDOS DE MINAS CON BIOCARBÓN, FOSFATO MONOPOTÁSICO Y CAL

Abstract

ABSTRACT The Zimapán mining district in the state of Hidalgo (Mexico) generates residues with high content of Cu, Pb and Zn which have been disposed for decades on sites that could cause toxicity to the surrounding area. Simultaneously, district’s water dams have been affected by an invasive plant called water hyacinth (Eichhornia crassipes), both of problems require attention and remediation treatments. The objectives of this research were: a) to evaluate biochar derived from water hyacinth (H) in mining acid residues; and b) to compare its performance vs monopotassium phosphate (F), lime (L) and the phosphates mixtures with biochar (FH) or with lime (FL) by a bioassay of barley root growth, soluble metal and pH. In this investigation four substrates was used to emulate pollution gradients: 100 %-neutral pristine soil (M1); 100 %-acid mine residues (M4); and two mixtures soil: residues (w/w) of 65:35 (M2) and 35:65 (M3). The substrates were treated with the amendment (dose w/w): H (10 %-substrate), L (3.4 %-residues), F (0.06 %-soil + 0.6 %-residues), FH (0.06 %-soil + 0.6 %-residues + 10 %-substrate) y FL (0.06 %-soil + 0.6 %-residues + 3.4 %-residues) (22 total-treatments, blanks-included). This study shows that water hyacinth could be utilized as an acid mine residues treatment by converting it to biochar. It caused the increase of root length, pH and reduce the soluble Cu and Zn as with the others amendments when the residues were present. Although the reduction of soluble Pb with biochar was considerably lower than with lime in the residues-substrates.

Translated abstract

RESUMEN El distrito minero de Zimapán en el estado de Hidalgo (México) ha generado residuos con alto contenido de Cu, Pb y Zn por décadas, que han sido dispuestos en presas de jales con efectos potencialmente tóxicos. Al mismo tiempo el lirio acuático (Eichhornia crassipes) una maleza acuática, ha afectado presas del mismo estado, ambos requieren de atención y soluciones. Los objetivos de este trabajo fueron: a) evaluar biocarbón derivado de lirio acuático (H) en residuos mineros ácidos; y simultáneamente b) comparar su desempeño con fosfato monopotásico (F), cal (L) y las mezclas fosfatos con biocarbón (FH) o cal (FL) mediante un bioensayo de crecimiento de raíz de cebada, metal soluble y pH. Se preparon cuatro sustratos para emular un gradiente de contaminación: 100 %-suelo prístino neutro (M1); 100 %-residuos ácidos mineros (M4); y dos mezclas suelo:residuos (w/w) de 65:35 (M2) y 35:65 (M3). A los sustratos se les aplicaron las enmiendas (dosis p/p): H (10 %-sustrato), L (3.4 %-residuos), F (0.06 %-suelo + 0.6 %-residuos), FH (0.06 %-suelo + 0.6 %-residuos + 10 %-sustrato) y FL (0.06 %-suelo + 0.6 %-residuos + 3.4 %-residuo) (22 tratamientos, blancos incluidos). En este estudio se demostró que el biocarbón de lirio acuático puede ser una enmienda en residuos ácidos mineros. Este incrementó la longitud de raíz y redujo el Cu y Zn soluble al mismo nivel que las otras enmiendas en los sustratos con residuos. La reducción de Pb soluble fue menor con biocarbón que con cal en las mezclas y residuos mineros.