Rischio di contatto con sostanze chimiche nel settore minerario

Una miniera consiste in un’area al di sopra o al di sotto della quale sono presenti depositi naturali dai quali si estraggono minerali (metalliferi o meno) mediante vari metodi di estrazione. Questa definizione comprende inoltre tutta la superficie di terreno sulla quale vengono svolte le attività minerarie.

L’estrazione mineraria consiste in attività di scavo del suolo finalizzate all’estrazione dei minerali naturali e può essere suddivisa in varie categorie:

• estrazione a cielo aperto,
• estrazione sotterranea, ed
• estrazione in situ.

L’estrazione a cielo aperto viene effettuata per estrarre minerali sulla superficie terrestre, mentre l’estrazione sotterranea e in situ riguardano l’estrazione da depositi posti più in profondità.

• Minerali metalliferi: alcuni minerali come la bauxite, da cui si estrae l’alluminio, il rame, l’oro, il ferro, il piombo, l’argento e lo zinco.
• Minerali non metalliferi: pietra, sabbia, ghiaia, argilla e altri minerali come la calce e la cenere di soda, usati come prodotti chimici e fertilizzanti.

Nelle attività minerarie rientrano anche la lavorazione iniziale e la preparazione dei minerali. La trasformazione dei minerali avviene infatti in collaborazione con le miniere o le cave ed è pertanto parte integrante del processo di estrazione.

Rischio chimico

La produzione di minerali richiede una serie di processi fisici e chimici, che possono avvenire in qualsiasi momento, dalla fase di estrazione del materiale che contiene il metallo in forma minerale, alla successiva fase di trasformazione del metallo in forma commerciabile.

La separazione fisica del minerale dal suo ambiente avviene mediante processi complessi come la lisciviazione: il materiale viene mescolato con soluzioni chimiche o altri liquidi per separare i diversi componenti.

In molti casi, nel processo di separazione sono utilizzati diversi prodotti chimici e reagenti che, di conseguenza, sono spesso alla base dei rischi di esposizione a sostanze irritanti o corrosive.

Tutti questi processi di concentrazione, molto diversi tra loro, sono nel complesso definiti “arricchimento“, ovvero l’insieme di attività volte a separare e concentrare il valore minerale di un prodotto di scarto, rimuovendo le impurità o preparando il minerale a un’ulteriore raffinazione.

Per separare i minerali utili dalla ganga vengono sfruttate diverse proprietà fisiche, ivi compresa l’affinità per determinate sostanze chimiche.

I processi di separazione chimica implicano l’isolamento dei metalli e dei minerali dal materiale estratto mediante processi chimici i più importanti dei quali consistono in:

• Estrazione con solventi: separazione di una o più sostanze da una miscela effettuata trattando una soluzione acquosa di tale miscela con un solvente che estrarrà solamente i prodotti desiderati e scarterà gli altri.
• Lisciviazione: processo di estrazione di un composto metallico solubile da un minerale attraverso uno scioglimento selettivo in un solvente adatto, come l’acqua, l’acido solforico o una soluzione di cianuro di sodio.
• Raffinazione: processo elettrolitico o chimico dal quale si ottiene un metallo puro.
• Flottazione: alla torbida, che consiste in una miscela di acqua e minerali, vengono aggiunte sostanze chimiche per estrarne i minerali. Alla miscela viene aggiunto anche un agente schiumogeno. Per questa operazione viene solitamente impiegato un sistema complesso di reagenti, che comprende i seguenti composti: condizionatori di pH (regolatori, modificatori), collettori e attivatori.

Dopo l'”arricchimento“, che ha lo scopo di concentrare il valore minerale, il concentrato viene ulteriormente trattato in modo specifico per estrarre il metallo e/o raffinarlo, preparandolo così per il suo utilizzo finale o il successivo trattamento fisico o chimico.

I materiali di scarto o i minerali indesiderati (prodotti di coda), ora in forma concentrata perché separati dai minerali utili, vengono solitamente scaricati in un bacino di decantazione vicino al sito minerario. L’acqua scaricata viene riutilizzata, trattata e usata per nuove operazioni di estrazione o lavorazione.

Lo scarto può contenere alcuni minerali di valore che non è stato possibile recuperare completamente durante l’arricchimento, alcuni minerali indesiderati o tossici e alcuni prodotti chimici usati durante il processo di separazione. Tali residui possono essere riutilizzati nei giacimenti sotterranei, per riempire i vuoti creati dagli scavi.

Rischi chimici specifici

Oltre ai rischi di tossicità legati all’utilizzo o alla presenza di silice cristallina (malattia polmonare ostruttiva cronica, ecc.), polvere di carbone (malattia polmonare ostruttiva cronica, ecc.), diesel (probabile cancerogeno per gli esseri umani, ecc.), arsenico (cancro ai polmoni), composti a base di nichel (cancro ai polmoni) e diversi altri minerali metalliferi (piombo, cadmio, manganese, platino e cobalto), sono rilevabili due problemi specifici:

• l’acido fluoridrico (HF) viene usato nell’analisi dei campioni dei carotaggi effettuati durante le perforazioni esplorative.
• l’estrazione mediante fusione dei minerali solforati produce anidride solforosa (SO2) sottoforma di gas che viene catturato e poi convertito in acido solforico (H2SO4), a sua volta utilizzato nel processo di estrazione.