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Mother Earth and Resource Extraction: Women Defending Land and Water

Open-pit Mine Guatemala

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Mining Science 101 Leer la versión en español de este contenido: Introducción a la Ciencia Minera.

For a definition of various terms please see the glossary.

There are two types of mining: open-pit and underground, depending on the location of the mineral deposits.

For open-pit mining, large pits are dug in the ground and explosives are used to release chunks of ore which are later refined. The refining process is the separation of the valuable minerals from the surrounding rock; the actual method used depends on the type of ore being mined.

The two types of underground mining are hard rock and soft rock. Hard rock mining refers to mining for minerals in hard ore, such as gems or metals. Soft rock mining is the mining done in softer sedimentary rocks, which includes mining for oil or coal. In underground mining, access shafts are dug into the ground where depending on the shape and size of the orebody, side tunnels can be dug. Depending on the specifics of the location of the mine project, the ore is taken out of the underground tunnels in a pre-determined way for refinement.

Ore Processing

Ore processing is done in slightly different ways depending on the mineral. All processes start with milling the ore to separate the valuable minerals from the surrounding rock (gangue). The ore is broken down into small, sand-sized pieces. The ore is then mixed in a liquid solution to ‘float’ the desired mineral and separate away as much of the gangue as possible. A leaching process is then undertaken. This is where the different mineral compositions become important, the additives to the slurry depend on what mineral is being refined.

More information on ore processing on the following common minerals can be found on these external webpages:

Gold: https://www.gold.org/about-gold/gold-supply/gold-refining
Copper: https://investingnews.com/daily/resource-investing/base-metals-investing/copper-investing/copper-refining-from-ore-to-market/
Molybdenum: https://www.imoa.info/molybdenum/molybdenum-processing.php
Silver: https://www.perthmint.com/refining-process.aspx
Zinc: http://metalpedia.asianmetal.com/metal/zinc/extraction.shtml
Iron: https://corporate.arcelormittal.com/who-we-are/from-ore-to-steel

After ore processing, the leftover waste cannot be easily disposed of. The most common disposal method is to store the waste, or tailings, into a pond where the water separates from the solids. This separation of water from the solid waste helps trap the small chemical particles from becoming airborne. Universally, tailings ponds are highly toxic pools where untreated dangerous minerals, such as cyanide, can be an environmental risk if not monitored. There are a multitude of other tailings disposal methods such as backfilling underground mines and dry stacking, but the most cost-effective and simple approach for a mining company is a tailings pond.

Environmental Risks and Monitoring Them

It is difficult to categorically list all the possible mining-related environmental risks due to the diversity of mining practices and their regulation, the unique geology of each mine, and unknown consequences related to climate change such as the increased rate and intensity of natural disasters.

Despite the vast number of hypothetical situations, there are a few common risks that local communities can monitor. Most dangerous mining pollutants impact communities due to negligence and lack of continuous monitoring from resource extraction companies. While mining harms the natural environment, proper state regulation and enforcement of environmental laws can help protect communities. Photo documentation and detailed notes of the environmental damage around a mine can be helpful in litigation.

Acid Mine Drainage

A large environmental risk resulting from mining is Acid Mine Drainage (AMD) which occurs when sulphurous rocks are disturbed and exposed to oxygen in or near bodies of water. Sulphurous rocks are highly acidic (have a low pH) making the water toxic to drink. Also known as acid and metalliferous drainage or acid rock drainage, AMD can naturally occur from erosion, but mining greatly increases its rate and frequency.

In an extraction context, AMD most often happens towards the end of an underground mining cycle. Since underground mining happens below the water table, water is constantly pumped out of the tunnels until a mine’s operations cease. The water then becomes contaminated and can cause pollution down-stream from the mine. Due to the chemical composition of the ore, copper mines are the most common culprit of AMD.

AMD is easy to recognize because it changes the appearance of water to the naked eye. Water becomes a rusty orange colour due to the pH level. The high concentration of potentially toxic minerals can decimate ecosystems by killing plant and animal life; many species of fish cannot survive the pollution. In addition, water can no longer be safely consumed or used for washing. AMD impacted water can cause severe irritation and burns to people’s bare skin, and if consumed, can burn the mouth, throat, and stomach. Sulphuric Acid is carcinogenic but there is no medical test to precisely determine amount of exposure. Water sampling is necessary to establish the exact toxicity of water impacted by AMD.

AMD can be treated by running the water through limestone which helps neutralize the water’s pH level. This is called “aeration-liming”. This, however, is a complex and potentially expensive process. Prevention of AMD is recommended.

Cyanide

Cyanide is the chemical used in the refining process for gold and silver. It separates the “valuable” mineral from the “unusable” surrounding rock. There are two ways to use cyanide in this way: heap leaching and vat leaching. In heap leaching, a solution of cyanide is sprayed onto piles of ore causing chemical reactions that make the valuable minerals (usually gold) trickle down and away for collection. In vat leaching, the ore is mixed with the cyanide solution in a large tub and the waste is stored in tailings ponds.

The danger of cyanide is the high toxicity of the chemical. If (and when) cyanide-filled tailings ponds spill, there are many environmental and human health risks. If cyanide spills encounter groundwater, aquifers and surrounding waterways can become contaminated. Cyanide readily interacts chemically with living organisms because it is a carbon-based organic compound; toxicity can be lethal and unpredictable.

Cyanide is highly toxic to humans and aquatic life when ingested. Decomposition (and dissipation) of spilled cyanide depends on environmental conditions. This means there is a lot of uncertainty in measuring the toxicity of cyanide after a spill.

Once cyanide has spilled, the current mitigation strategy is to wait until the chemical has dissipated enough to no longer be toxic. While the dissipation is happening, toxic gases can be released, such as HCN and cyanogen chloride. These gases can cause medical complications in a much wider area due to their extensive diffusion.

Physical Geography

Resource extraction can cause large disturbances to the physical geographical area surrounding the project. Aside from the disturbances caused in creating an open-pit mine, the environmental footprint of a mine can be excessive. Dangers such as erosion from exposed hillsides and sinkholes from collapsed tunnels are very real. Since mine projects have such large physical presences, animal migration paths can also be severely disrupted. Pollution from a site has the potential to modify the quality and diversity of local vegetation due to soil and water changes.
Introducción a la Ciencia Minera Un resumen de la ciencia de la minería para ayudar a comprender los impactos ambientales y humanos.

Hay dos tipos de minería, determinada por la ubicación de los depósitos minerales: a cielo abierto y subterránea.

Para la minería a cielo abierto, se excavan pozos grandes en el suelo y se utilizan explosivos para liberar trozos de mineral que luego se refinan. El proceso de refinación es la separación de los minerales valiosos de la roca circundante. El método real utilizado depende del tipo de mineral que se extraiga.

Los dos tipos de minería subterránea son roca dura y roca blanda. La extracción de roca dura se refiere a la extracción de minerales en el mineral duro, como gemas o metales. La extracción de rocas blandas es la extracción realizada en rocas sedimentarias más suaves, que incluye la extracción de petróleo o carbón. En la minería subterránea, los pozos de acceso se excavan en el suelo donde, según la forma y el tamaño del yacimiento, se pueden cavar túneles laterales. Dependiendo de los detalles de la ubicación del proyecto minero, el mineral se extrae de los túneles subterráneos de forma predeterminada para su refinamiento.

Procesamiento de minerales
El procesamiento del mineral se realiza de formas un poco diferentes según el mineral. Todos los procesos comienzan con la molienda del mineral para separar los minerales valiosos de la roca circundante (ganga). El mineral se descompone en pequeños trozos de arena. Luego, el mineral se mezcla en una solución líquida para "flotar" el mineral deseado y separar la mayor cantidad de ganga posible. Luego se lleva a cabo un proceso de lixiviación. Aquí es donde las diferentes composiciones minerales se vuelven importantes, los aditivos del estiércol líquido dependen de qué mineral se está refinando.

Se puede encontrar más información en inglés acerca del procesamiento de minerales comunes en las siguientes páginas web externas:

Oro: https://www.gold.org/about-gold/gold-supply/gold-refining and https://www.perthmint.com/refining-process.aspx
Cobre: https://investingnews.com/daily/resource-investing/base-metals-investing/copper-investing/copper-refining-from-ore-to-market/
Molibdeno: https://www.imoa.info/molybdenum/molybdenum-processing.php
Plata: https://www.perthmint.com/refining-process.aspx
Cinc: http://metalpedia.asianmetal.com/metal/zinc/extraction.shtml
Hierro: https://corporate.arcelormittal.com/who-we-are/from-ore-to-steel

Después del procesamiento del mineral, los desechos sobrantes no pueden ser eliminados fácilmente. El método de eliminación más común es almacenar los desechos, o relaves, en un estanque donde el agua se separa de los sólidos. Esta separación del agua de los desechos sólidos ayuda a atrapar las pequeñas partículas químicas para que no se transporten al aire. Universalmente, los estanques de relaves son piscinas altamente tóxicas donde los minerales peligrosos no tratados, como el cianuro, pueden ser un riesgo ambiental si no se controlan. Hay una multitud de otros métodos de eliminación de relaves, como el relleno de minas subterráneas y el apilamiento en seco, pero el enfoque más económico y simple para una empresa minera es un estanque de relaves.

Riesgos ambientales y el monitoreo de estos
Es difícil enumerar categóricamente todos los posibles riesgos ambientales relacionados con la minería debido a la diversidad de las prácticas mineras y su regulación, la geología única de cada mina y las consecuencias desconocidas relacionadas con el cambio climático, como el incremento e intensidad de los desastres naturales.

A pesar de la gran cantidad de situaciones hipotéticas, existen algunos riesgos comunes que las comunidades locales pueden monitorear. La mayoría de los contaminantes mineros peligrosos impactan a las comunidades como resultado de negligencia y falta de monitoreo continuo por parte de las compañías extractivas. Si bien la minería perjudica el medio ambiente, la regulación estatal adecuada y la aplicación de las leyes ambientales pueden ayudar a proteger a las comunidades. La documentación fotográfica y los apuntes detallados del daño ambiental alrededor de una mina pueden ser útiles en los litigios.

Drenaje de ácido de minas
Un gran riesgo ambiental derivado de la minería es el drenaje ácido de minas (AMD) que ocurre cuando las rocas sulfurosas se alteran y se exponen al oxígeno en o cerca de cuerpos de agua. Las rocas sulfurosas son altamente ácidas (tienen un pH bajo), lo que hace que el agua sea tóxica para beber. También conocido como drenaje ácido y metalífero o drenaje ácido de roca, el AMD puede ocurrir naturalmente por la erosión, pero la minería aumenta los casos y su frecuencia.

En un contexto de extracción, AMD ocurre con mayor frecuencia hacia el final de un ciclo de minería subterránea. Dado que la minería subterránea ocurre debajo de la capa freática, el agua se bombea constantemente desde los túneles hasta que cesan las operaciones de una mina. El agua se contamina y puede causar contaminación de las aguas abajo de la mina. Debido a la composición química del mineral, las minas de cobre suelen ser las culpables comunes de AMD.

La AMD es fácil de reconocer porque cambia la apariencia del agua a simple vista. El agua se convierte en un color naranja oxidado debido al nivel de pH. La alta concentración de minerales potencialmente tóxicos puede diezmar los ecosistemas al matar la vida vegetal y animal. Muchas especies de peces no pueden sobrevivir la contaminación. Además, el agua ya no se puede consumir ni usar para lavar de manera segura. El agua impactada por AMD puede causar irritación severa y quemaduras en la piel de las personas y, si se consume, puede quemar la boca, la garganta y el estómago. El ácido sulfúrico es cancerígeno, pero no existe un examen médico para determinar con precisión la cantidad de exposición. La muestra de agua es necesario para establecer la toxicidad exacta del agua afectada por AMD.

El AMD se puede tratar pasando agua corriente por piedra caliza, lo que ayuda a neutralizar el nivel de pH del agua. Esto se llama "aireación de piedra caliza." Esto, sin embargo, es un proceso complejo y potencialmente costoso. Se recomienda la prevención de AMD.

Cianuro
El cianuro es el químico utilizado en el proceso de refinación de oro y plata. Separa el mineral "valioso" de la roca circundante "inutilizable." Hay dos formas de usar el cianuro de esta manera: lixiviación en pilas y lixiviación en cubas. En la lixiviación en pilas, se rocía una solución de cianuro sobre pilas de mineral que provocan reacciones químicas que hacen que los minerales valiosos (generalmente oro) goteen hacia abajo y se recojan. En la lixiviación en cubas, el mineral se mezcla con la solución de cianuro en una tina grande y los desechos se almacenan en estanques de relaves.

El peligro del cianuro es la alta toxicidad de la sustancia química. Si (y cuándo) se derraman los estanques de relaves llenos de cianuro, existen muchos riesgos ambientales y de salud. Si los derrames de cianuro se encuentran con agua subterránea, los acuíferos y las vías fluviales circundantes pueden contaminarse. El cianuro interactúa químicamente muy fácilmente con los organismos vivos porque es un compuesto orgánico a base de carbono. La toxicidad puede ser letal e impredecible.
El cianuro es altamente tóxico para los humanos y la vida acuática cuando se ingiere. La descomposición (y disipación) del cianuro derramado depende de las condiciones ambientales. Esto significa que hay mucha incertidumbre al medir la toxicidad del cianuro después de un derrame.

Una vez que el cianuro se ha derramado, la estrategia de mitigación actual es esperar hasta que el químico se haya disipado lo suficiente como para no ser tóxico. Mientras ocurre la disipación, se pueden liberar gases tóxicos, como el HCN y el cloruro de cianógeno. Estos gases pueden causar complicaciones médicas en un área mucho más amplia debido a su difusión extensa.

Geografía Física
La extracción de recursos puede causar grandes perturbaciones en el área geográfica física que rodea el proyecto. Además de las perturbaciones causadas por la creación de una mina a cielo abierto, la huella ambiental de una mina puede ser excesiva. Los peligros como la erosión de las laderas expuestas y los sumideros de los túneles colapsados son muy reales. Dado que los proyectos mineros tienen presencia física tan grande, las rutas de migración de animales también pueden verse severamente interrumpidas. La contaminación de un sitio tiene el potencial de modificar la calidad y diversidad de la vegetación local debido a los cambios en el suelo y el agua.