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7/23/2019 Lecture6a Stable Isotopes
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Istopos Estables y su uso como
Trazadores de Procesos y Transportes
en Desechos Mineros
Dr. Jochen Smuda
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Por qu estudios de istopos estables?
Preguntas clave en estudios de desechos mineros:
De donde viene el agua?
Adonde va el agua?
Cuales son los procesos qumicos
que liberan elementos (metales) disueltos?
Los estudios de istopos estables pueden ayudar a
responder a estas preguntas!
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Que son istopos estables?
OxigenH2O
16O
Istopos estables: Cada uno de los tomos estables (no
radioactivos) cuyo ncleo posee el mismo nmero de protones,
pero distinto nmero de neutrones
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Que son istopos estables?
8 protones
8 neutrones
16O
+
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Que son istopos estables?
18O
+
8 protones
10 neutrones
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Abundancia natural de istopos estables
18O
16
O
=
1
2000
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Unidades de istopos estables
Delta - permil: d-
d18
18 16 18 16
18 16OO O O O
O Osample
sample reference
reference
m m
m
( / ) ( / )
( / )
d1818 16
18 16 1 1000O
O O
O Osample
sample
reference
( / )
( / ) VSMOW
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Principios de fraccionamiento
Fraccionamiento:Separacin parcial de dos istopos del
mismo elemento, produciendo reservorios con diferentesratios de
istopos
Mecanism os bsicos del fraccio nam iento :Por diferencia
en peso atmico: Fraccionamiento en equilibrio: Por diferencias
en la
energa de diferencias en los enlaces de istopos en
las molculas
Fraccionamiento cintico:Por diferencias en
velocidades de movimiento y de reacciones
qumicas
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Ejemplo de fraccionamiento
-10
0
-10
0
-16
-4
-26
-12
-34
-20
WarmLow elevation
Low latitude
ColdHigh elevationHigh latitude
d O
Istopos ligerosIstopos pesados
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Estudios de presas de relaves
Tranque de relaves
Chancar
Moler
arena - arcilla
ca. 50 vol% agua
2-3 wt% sulfuros non-econmicos,
p.e., pirita, enargita,
Yacimiento
Minasubterrnea
Tajo
Concentradode Cu y Mo:
1-2 %
Relaves:
98-99 %
Drenaje acida
Flotacin pH 10.5
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rea de estudios
Mina El TenienteClima
Mediterrneo
Chile
Depsitos de prfiroscuprferos Cu-Mo (>70
Mt Cu)
Sulfuros principales:
Pirita, calcopirita,
digenita, bornita,
molibdenita, esfalerita,
galena y tenantita
Ganga: cuarzo, lcali-
feldspar, biotita,anhidrita-yeso y
carbonatos
Zona de
prfiros
cuprferos
Santiago
Punta Arenas
Arica
Mina
Chuquicamata
Desierto
(Atacama)
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La presa de relaves CarnMina El Teniente, Chile
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La presa de relaves TalabreMina Chuquicamata, Chile
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Istopos de O y H:Fuentes de aguas e influencias climticas
-10 -8 -6 -4 -2 0 2
d18O (VSMOW)
-70
-60
-50
-40
-30
-20
d2H(V
SMOW
)
groundwatersalar water
fresh tailings
tailings vadose pore water (0-2m)
tailings shallow groundwater (2-8 m)
CMWL
d2H=
4.5d18O
-29
.1
d2H
=8.3d18O
+9.8
Ta
labr
eregres
sionlin
e
Smuda et al. (in review)
Presa de relaves Talabre (desierto de Atacama)
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Localizacin de procesos
I d lf T d d l d
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Istopos de sulfatos: Trazadores de procesos clave dedrenaje
cido
Smuda et al. (2008)
Presa de relaves Carn (clima mediterrneo)
flotacinsuperficie
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Istopos estables: Trazadores de transporte de elementos y
procesos qumicos
Distinguir fuentes de agua, por ejemplo infiltracin
de aguas de procesos y diferentes tipos de agua
subterrnea Identificar y calificar influencias climticas,
como
evaporacin y recarga por precipitacin
Identificar procesos qumicos importantes de
drenaje cido, como oxidacin de sulfuros yreduccin de
sulfatos
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Gracias por su Atencin!
Preguntas?
