CONTROL DE DEPOacuteSITOS DE RELAVES

1- Introduccioacuten y Antecedentes Generales

Uno de los temas importantes asociados a las faenas mineras corresponde a todo

aquello relacionado con las obras constructivas de disposicioacuten en la superficie de la tierra de los ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo cuyos residuos que contienen provienen de Plantas de Concentracioacuten de minerales por Flotacioacuten Esto se debe a que en la Industria Minera Chilena estos depoacutesitos han ido adquiriendo mayor relevancia debido principalmente a que las leyes de los minerales en los yacimientos en explotacioacuten han disminuido lo que ha obligado a las empresas mineras extraer grandes voluacutemenes de minerales para lograr mantener los niveles de produccioacuten de finos y se han incrementado asiacute la cantidad de desechos que deben ser dispuestos ya sea como material esteacuteril o en la forma de pulpas de relaves Por lo tanto se hace necesario tener muy presente los riesgos asociados a los pequentildeos medianos y grandes depoacutesitos de relaves en cuanto a los aacutembitos teacutecnicos constructivos como los ambientales Hasta hace algunas deacutecadas atraacutes era comuacuten en Chile y en otros paiacuteses de tradicioacuten minera deshacerse por ejemplo de los relaves derivados de las operaciones minero-metaluacutergicas arrojaacutendolos en lechos de riacuteos lagunas quebradas valles o al mar proacuteximo y cuando en las cercaniacuteas de alguna faenas mineras no se disponiacutea de estos sectores naturales tan convenientes los empresarios mineros soliacutean acumular los relaves en aacutereas de contencioacuten que amurallaban con terraplenes levantados con los mismos relaves y una vez que se agotaba el yacimiento estos depoacutesitos quedaban abandonados Afortunadamente en los tiempos actuales debido a la regulacioacuten legal tanto teacutecnica como ambiental que nuestro paiacutes se ha dado se hace maacutes difiacutecil librarse de los desechos mineros con soacutelo hacerlos desaparecer de la vista y gran parte de las reglamentaciones que se imponen al respecto se refieren en forma especiacutefica a la industria minera ademaacutes las comunidades tambieacuten hacen oiacuter hoy su voz con fuerza y claridad sobre los problemas de proteccioacuten de las personas y el medio ambiente La normativa vigente que regula todo lo relacionado con los ldquoDepoacutesitos de Residuos Masivos Minerosrdquo en lo teacutecnico y ambiental exige que se cumplan diversos requerimientos de seguridad destinados a la proteccioacuten de las personas y el medio ambiente por ello todos los esfuerzos que se hagan para establecer criterios a tener en cuenta sobre el control de los riesgos son muy importantes

2- Objetivos de la Guiacutea

Eacutesta Guiacutea Teacutecnica de Operacioacuten y Control de Depoacutesitos de Relaves tiene por objetivos recordar algunos conceptos baacutesicos y generalidades sobre relaves indicar las distintas opciones de descarga de los relaves y tipos de depoacutesitos de relaves aceptable por la legislacioacuten Chilena entregar algunas sencillas recomendaciones a considerarse sobre

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la operacioacuten y control de depoacutesitos de relaves destinadas principalmente dichas recomendaciones como ayuda a los pequentildeos productores mineros que dentro del proceso de sus faenas incluyen a los tranques de relaves se indican tambieacuten los distintos componentes y su significado de los depoacutesitos de relaves y principalmente en extenso los de los tranques de relaves finalmente se adjuntan en los anexos algunos conceptos baacutesicos de teacuterminos geoteacutecnicos teacuterminos de mecaacutenica de suelos uso de la balanza Marcy piezometriacutea y anaacutelisis granulomeacutetricos

3- Conceptos Baacutesicos y Generalidades sobre los Relaves

Toda planta minera cuyo proceso de concentracioacuten es Flotacioacuten produce residuos soacutelidos que se denominan relaves y que corresponden a una ldquoSuspensioacuten fina de soacutelidos en liacutequidordquo constituidos fundamentalmente por el mismo material presente in-situ en el yacimiento al cual se le ha extraiacutedo la fraccioacuten con mineral valioso conformando una pulpa que se genera y desecha en las plantas de concentracioacuten huacutemeda de especies minerales y esteacuteriles que han experimentado una o varias etapas en circuito de molienda fina esta pulpa o lodo de relaves fluctuacutea en la praacutectica con una razoacuten aproximada de aguasoacutelidos que van del orden de 11 a 21 Las caracteriacutesticas y el comportamiento de esta pulpa dependeraacute de la razoacuten aguasoacutelidos y tambieacuten de las caracteriacutesticas de las partiacuteculas soacutelidas Esto puede ilustrarse si se consideran los siguientes ejemplos

3frasl4 Una masa de relaves con un gran contenido de agua escurriraacute faacutecilmente incluso con pendientes pequentildeas

3frasl4 Una masa de relaves con un contenido de agua suficientemente bajo (por ejemplo relaves filtrados) no escurriraacute gravitacionalmente

3frasl4 Si las partiacuteculas soacutelidas son de muy pequentildeo tamantildeo (equivalentes a arcillas) se demoraraacuten un gran tiempo en sedimentar mantenieacutendose en suspensioacuten y alcanzando grandes distancias respecto al punto de descarga antes de sedimentar

3frasl4 Si las partiacuteculas soacutelidas son de gran tamantildeo (equivalentes a arenas) sedimentaraacuten raacutepidamente y se acumularaacuten a corta distancia del punto de descarga

Las alternativas a utilizar en la depositacioacuten de un material de relaves dependeraacute de las caracteriacutesticas de los relaves que produce la planta (cantidad suficiente de material tamantildeo arena) del costo del agua (si es escasa se justifican inversiones en equipos para optimizar su recuperacioacuten) y de las caracteriacutesticas del lugar de emplazamiento del depoacutesito de relaves

Para conseguir estructuras estables con los relaves deben determinarse sus caracteriacutesticas similares a lo que se hace con los suelos (granulometriacutea densidad relativa razoacuten de vaciacuteos relaciones de fase etc) Estas determinaciones permiten tambieacuten evaluar el cumplimiento de las disposiciones legales contenidas en el DS

Na248 (2006) ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten

Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo del Ministerio de Mineriacutea

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4- Opciones para la Descarga de los Relaves

41- Opcioacuten A Descarga del Relave Completo Se requiere disponer de un volumen suficientemente grande para permitir almacenar todos los relaves que se produciraacuten durante la vida uacutetil de la planta Pueden utilizarse cavidades pre- existentes como rajos mineros abandonados depresiones naturales en superficie cavernas naturales antiguas minas subterraacuteneas abandonadas etc En cualquiera de estos casos si bien en el pasado en Chile pudieron darse la posibilidad de ser considerados hoy debido a la legislacioacuten ambiental vigente resulta difiacutecil de ser aceptados por su alta connotacioacuten ambiental y deberiacutean realizarse estudios muy completos y detallados para demostrar que no se afectaraacute el medio ambiente Por esto para la descarga de relaves completos resulta teacutecnica y ambientalmente maacutes aceptable construir un muro perimetral con talud interno impermeabilizado hecho con material grueso de empreacutestito y

generar asiacute una cubeta de depositacioacuten Este tipo de depoacutesito de relaves se denomina ldquoEmbalses de Relavesrdquo y han sido aceptados como alternativa de depositacioacuten de relaves en nuestro paiacutes

42- Opcioacuten B Construccioacuten del Muro Resistente con Parte del Relave Esta opcioacuten corresponde a tratar los relaves provenientes de la planta de manera de separar la fraccioacuten gruesa (arenas de relaves) de la fraccioacuten fina (lamas) para poder utilizar la primera como material para la construccioacuten del muro perimetral y descargar la segunda a la cubeta de embalse Al construir el muro utilizando las arenas de los relaves es posible hacerlo de 3 formas o meacutetodos de crecimiento distintas Crecimiento del muro hacia ldquoaguas arribardquo (no lo contempla la legislacioacuten actual en Chile) crecimiento del muro hacia ldquoaguas abajordquo y crecimiento del muro seguacuten el meacutetodo llamado ldquoeje central o mixtordquo (ver fig 3) Cualquiera de estos meacutetodos constructivos conforman finalmente a los denominados en Chile ldquoTranques de Relavesrdquo

43- Opcioacuten C Material de Relaves Equivalente a un Suelo Huacutemedo Esta opcioacuten requiere tratar los relaves provenientes de la planta de manera de extraerle la mayor cantidad de agua obteniendo asiacute un material equivalente a un suelo huacutemedo el cual puede ser depositado sin necesidad de un muro perimetral para su contencioacuten Para este propoacutesito existen distintos meacutetodos ldquoEspesar los Relavesrdquo ldquoFiltrar los Relavesrdquo y la alternativa maacutes reciente es la de crear lo que se denomina ldquoPasta de Relavesrdquo

5- Efectos de la Razoacuten SoacutelidoAgua (SA)

Una pulpa de relaves con suficiente agua se comportaraacute como una suspensioacuten acuosa cuya viscosidad aumenta si disminuye el agua hasta que para contenidos de agua suficientemente bajos se comportaraacute como un lodo espeso y eventualmente como un suelo huacutemedo

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Experimentalmente podemos sentildealar que

3frasl4

Si la razoacuten SA es menor que 50 la pulpa de relaves se comporta como suspensioacuten acuosa y escurriraacute incluso con pendiente menores al 2 y se produce segregacioacuten de las partiacuteculas con la distancia al punto de descarga 3frasl4

Si la razoacuten SA es mayor o igual que 55 la pulpa de relaves comienza a tener comportamiento de un lodo viscoso disminuye fuertemente la segregacioacuten de partiacuteculas y se necesitaraacute pendientes mayores al 2 para escurrir La siguiente tabla nos indica la pendiente liacutemite que admite un pulpa de relaves para distintas concentraciones de soacutelidos en peso (pendientes mayores produciraacuten su escurrimiento)

6- Permeabilidad e Infiltracioacuten y Densidad Relativa

61- Permeabilidad de los Suelos-

Se dice que un material es permeable cuando tiene huecos continuos e interconectados de modo tal que el agua pueda escurrir por ellos Al movimiento del agua a traveacutes del material se le denomina ldquoInfiltracioacuten o filtracioacutenrdquo y a su medida ldquoPermeabilidadrdquo

La circulacioacuten del agua a traveacutes del suelo se debe a la diferencia de presioacuten hidrostaacutetica

entre dos puntos En forma muy resumida podemos decir que se cumple la relacioacuten

ν = k i

Donde ν = es la velocidad de descarga

i = es el gradiente hidraacuteulico

k = es el coeficiente de permeabilidad

Las unidades en que ldquokrdquo se expresa comuacutenmente son cmseg

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Determinando el coeficiente de permeabilidad se puede determinar el volumen de las

filtraciones el que depende del tamantildeo y granulometriacutea de las partiacuteculas gruesas de la cantidad de finos y de la densidad de la muestra El coeficiente de permeabilidad variacutea en un amplio margen para los distintos suelos naturales desde 102 cmseg (permeable) hasta 10-9 cmseg (impermeable)Los especialistas clasifican los suelos con respecto a la permeabilidad de la siguiente manera

62- Densidad Relativa-

El grado de compactacioacuten que se requiere para una arena de relave con el fin de minimizar el riesgo de licuefaccioacuten es expresado en teacuterminos de la llamada densidad relativa Dr la que se define seguacuten la siguiente expresioacuten

Donde Dr = densidad relativa

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes suelta

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

2- Objetivos de la Guiacutea

Eacutesta Guiacutea Teacutecnica de Operacioacuten y Control de Depoacutesitos de Relaves tiene por objetivos recordar algunos conceptos baacutesicos y generalidades sobre relaves indicar las distintas opciones de descarga de los relaves y tipos de depoacutesitos de relaves aceptable por la legislacioacuten Chilena entregar algunas sencillas recomendaciones a considerarse sobre

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la operacioacuten y control de depoacutesitos de relaves destinadas principalmente dichas recomendaciones como ayuda a los pequentildeos productores mineros que dentro del proceso de sus faenas incluyen a los tranques de relaves se indican tambieacuten los distintos componentes y su significado de los depoacutesitos de relaves y principalmente en extenso los de los tranques de relaves finalmente se adjuntan en los anexos algunos conceptos baacutesicos de teacuterminos geoteacutecnicos teacuterminos de mecaacutenica de suelos uso de la balanza Marcy piezometriacutea y anaacutelisis granulomeacutetricos

3- Conceptos Baacutesicos y Generalidades sobre los Relaves

Toda planta minera cuyo proceso de concentracioacuten es Flotacioacuten produce residuos soacutelidos que se denominan relaves y que corresponden a una ldquoSuspensioacuten fina de soacutelidos en liacutequidordquo constituidos fundamentalmente por el mismo material presente in-situ en el yacimiento al cual se le ha extraiacutedo la fraccioacuten con mineral valioso conformando una pulpa que se genera y desecha en las plantas de concentracioacuten huacutemeda de especies minerales y esteacuteriles que han experimentado una o varias etapas en circuito de molienda fina esta pulpa o lodo de relaves fluctuacutea en la praacutectica con una razoacuten aproximada de aguasoacutelidos que van del orden de 11 a 21 Las caracteriacutesticas y el comportamiento de esta pulpa dependeraacute de la razoacuten aguasoacutelidos y tambieacuten de las caracteriacutesticas de las partiacuteculas soacutelidas Esto puede ilustrarse si se consideran los siguientes ejemplos

3frasl4 Una masa de relaves con un gran contenido de agua escurriraacute faacutecilmente incluso con pendientes pequentildeas

3frasl4 Una masa de relaves con un contenido de agua suficientemente bajo (por ejemplo relaves filtrados) no escurriraacute gravitacionalmente

3frasl4 Si las partiacuteculas soacutelidas son de muy pequentildeo tamantildeo (equivalentes a arcillas) se demoraraacuten un gran tiempo en sedimentar mantenieacutendose en suspensioacuten y alcanzando grandes distancias respecto al punto de descarga antes de sedimentar

3frasl4 Si las partiacuteculas soacutelidas son de gran tamantildeo (equivalentes a arenas) sedimentaraacuten raacutepidamente y se acumularaacuten a corta distancia del punto de descarga

Las alternativas a utilizar en la depositacioacuten de un material de relaves dependeraacute de las caracteriacutesticas de los relaves que produce la planta (cantidad suficiente de material tamantildeo arena) del costo del agua (si es escasa se justifican inversiones en equipos para optimizar su recuperacioacuten) y de las caracteriacutesticas del lugar de emplazamiento del depoacutesito de relaves

Para conseguir estructuras estables con los relaves deben determinarse sus caracteriacutesticas similares a lo que se hace con los suelos (granulometriacutea densidad relativa razoacuten de vaciacuteos relaciones de fase etc) Estas determinaciones permiten tambieacuten evaluar el cumplimiento de las disposiciones legales contenidas en el DS

Na248 (2006) ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten

Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo del Ministerio de Mineriacutea

4

4- Opciones para la Descarga de los Relaves

41- Opcioacuten A Descarga del Relave Completo Se requiere disponer de un volumen suficientemente grande para permitir almacenar todos los relaves que se produciraacuten durante la vida uacutetil de la planta Pueden utilizarse cavidades pre- existentes como rajos mineros abandonados depresiones naturales en superficie cavernas naturales antiguas minas subterraacuteneas abandonadas etc En cualquiera de estos casos si bien en el pasado en Chile pudieron darse la posibilidad de ser considerados hoy debido a la legislacioacuten ambiental vigente resulta difiacutecil de ser aceptados por su alta connotacioacuten ambiental y deberiacutean realizarse estudios muy completos y detallados para demostrar que no se afectaraacute el medio ambiente Por esto para la descarga de relaves completos resulta teacutecnica y ambientalmente maacutes aceptable construir un muro perimetral con talud interno impermeabilizado hecho con material grueso de empreacutestito y

generar asiacute una cubeta de depositacioacuten Este tipo de depoacutesito de relaves se denomina ldquoEmbalses de Relavesrdquo y han sido aceptados como alternativa de depositacioacuten de relaves en nuestro paiacutes

42- Opcioacuten B Construccioacuten del Muro Resistente con Parte del Relave Esta opcioacuten corresponde a tratar los relaves provenientes de la planta de manera de separar la fraccioacuten gruesa (arenas de relaves) de la fraccioacuten fina (lamas) para poder utilizar la primera como material para la construccioacuten del muro perimetral y descargar la segunda a la cubeta de embalse Al construir el muro utilizando las arenas de los relaves es posible hacerlo de 3 formas o meacutetodos de crecimiento distintas Crecimiento del muro hacia ldquoaguas arribardquo (no lo contempla la legislacioacuten actual en Chile) crecimiento del muro hacia ldquoaguas abajordquo y crecimiento del muro seguacuten el meacutetodo llamado ldquoeje central o mixtordquo (ver fig 3) Cualquiera de estos meacutetodos constructivos conforman finalmente a los denominados en Chile ldquoTranques de Relavesrdquo

43- Opcioacuten C Material de Relaves Equivalente a un Suelo Huacutemedo Esta opcioacuten requiere tratar los relaves provenientes de la planta de manera de extraerle la mayor cantidad de agua obteniendo asiacute un material equivalente a un suelo huacutemedo el cual puede ser depositado sin necesidad de un muro perimetral para su contencioacuten Para este propoacutesito existen distintos meacutetodos ldquoEspesar los Relavesrdquo ldquoFiltrar los Relavesrdquo y la alternativa maacutes reciente es la de crear lo que se denomina ldquoPasta de Relavesrdquo

5- Efectos de la Razoacuten SoacutelidoAgua (SA)

Una pulpa de relaves con suficiente agua se comportaraacute como una suspensioacuten acuosa cuya viscosidad aumenta si disminuye el agua hasta que para contenidos de agua suficientemente bajos se comportaraacute como un lodo espeso y eventualmente como un suelo huacutemedo

5

Experimentalmente podemos sentildealar que

3frasl4

Si la razoacuten SA es menor que 50 la pulpa de relaves se comporta como suspensioacuten acuosa y escurriraacute incluso con pendiente menores al 2 y se produce segregacioacuten de las partiacuteculas con la distancia al punto de descarga 3frasl4

Si la razoacuten SA es mayor o igual que 55 la pulpa de relaves comienza a tener comportamiento de un lodo viscoso disminuye fuertemente la segregacioacuten de partiacuteculas y se necesitaraacute pendientes mayores al 2 para escurrir La siguiente tabla nos indica la pendiente liacutemite que admite un pulpa de relaves para distintas concentraciones de soacutelidos en peso (pendientes mayores produciraacuten su escurrimiento)

6- Permeabilidad e Infiltracioacuten y Densidad Relativa

61- Permeabilidad de los Suelos-

Se dice que un material es permeable cuando tiene huecos continuos e interconectados de modo tal que el agua pueda escurrir por ellos Al movimiento del agua a traveacutes del material se le denomina ldquoInfiltracioacuten o filtracioacutenrdquo y a su medida ldquoPermeabilidadrdquo

La circulacioacuten del agua a traveacutes del suelo se debe a la diferencia de presioacuten hidrostaacutetica

entre dos puntos En forma muy resumida podemos decir que se cumple la relacioacuten

ν = k i

Donde ν = es la velocidad de descarga

i = es el gradiente hidraacuteulico

k = es el coeficiente de permeabilidad

Las unidades en que ldquokrdquo se expresa comuacutenmente son cmseg

6

Determinando el coeficiente de permeabilidad se puede determinar el volumen de las

filtraciones el que depende del tamantildeo y granulometriacutea de las partiacuteculas gruesas de la cantidad de finos y de la densidad de la muestra El coeficiente de permeabilidad variacutea en un amplio margen para los distintos suelos naturales desde 102 cmseg (permeable) hasta 10-9 cmseg (impermeable)Los especialistas clasifican los suelos con respecto a la permeabilidad de la siguiente manera

62- Densidad Relativa-

El grado de compactacioacuten que se requiere para una arena de relave con el fin de minimizar el riesgo de licuefaccioacuten es expresado en teacuterminos de la llamada densidad relativa Dr la que se define seguacuten la siguiente expresioacuten

Donde Dr = densidad relativa

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes suelta

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

3frasl4 Si las partiacuteculas soacutelidas son de muy pequentildeo tamantildeo (equivalentes a arcillas) se demoraraacuten un gran tiempo en sedimentar mantenieacutendose en suspensioacuten y alcanzando grandes distancias respecto al punto de descarga antes de sedimentar

3frasl4 Si las partiacuteculas soacutelidas son de gran tamantildeo (equivalentes a arenas) sedimentaraacuten raacutepidamente y se acumularaacuten a corta distancia del punto de descarga

Las alternativas a utilizar en la depositacioacuten de un material de relaves dependeraacute de las caracteriacutesticas de los relaves que produce la planta (cantidad suficiente de material tamantildeo arena) del costo del agua (si es escasa se justifican inversiones en equipos para optimizar su recuperacioacuten) y de las caracteriacutesticas del lugar de emplazamiento del depoacutesito de relaves

Para conseguir estructuras estables con los relaves deben determinarse sus caracteriacutesticas similares a lo que se hace con los suelos (granulometriacutea densidad relativa razoacuten de vaciacuteos relaciones de fase etc) Estas determinaciones permiten tambieacuten evaluar el cumplimiento de las disposiciones legales contenidas en el DS

Na248 (2006) ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten

Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo del Ministerio de Mineriacutea

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4- Opciones para la Descarga de los Relaves

41- Opcioacuten A Descarga del Relave Completo Se requiere disponer de un volumen suficientemente grande para permitir almacenar todos los relaves que se produciraacuten durante la vida uacutetil de la planta Pueden utilizarse cavidades pre- existentes como rajos mineros abandonados depresiones naturales en superficie cavernas naturales antiguas minas subterraacuteneas abandonadas etc En cualquiera de estos casos si bien en el pasado en Chile pudieron darse la posibilidad de ser considerados hoy debido a la legislacioacuten ambiental vigente resulta difiacutecil de ser aceptados por su alta connotacioacuten ambiental y deberiacutean realizarse estudios muy completos y detallados para demostrar que no se afectaraacute el medio ambiente Por esto para la descarga de relaves completos resulta teacutecnica y ambientalmente maacutes aceptable construir un muro perimetral con talud interno impermeabilizado hecho con material grueso de empreacutestito y

generar asiacute una cubeta de depositacioacuten Este tipo de depoacutesito de relaves se denomina ldquoEmbalses de Relavesrdquo y han sido aceptados como alternativa de depositacioacuten de relaves en nuestro paiacutes

42- Opcioacuten B Construccioacuten del Muro Resistente con Parte del Relave Esta opcioacuten corresponde a tratar los relaves provenientes de la planta de manera de separar la fraccioacuten gruesa (arenas de relaves) de la fraccioacuten fina (lamas) para poder utilizar la primera como material para la construccioacuten del muro perimetral y descargar la segunda a la cubeta de embalse Al construir el muro utilizando las arenas de los relaves es posible hacerlo de 3 formas o meacutetodos de crecimiento distintas Crecimiento del muro hacia ldquoaguas arribardquo (no lo contempla la legislacioacuten actual en Chile) crecimiento del muro hacia ldquoaguas abajordquo y crecimiento del muro seguacuten el meacutetodo llamado ldquoeje central o mixtordquo (ver fig 3) Cualquiera de estos meacutetodos constructivos conforman finalmente a los denominados en Chile ldquoTranques de Relavesrdquo

43- Opcioacuten C Material de Relaves Equivalente a un Suelo Huacutemedo Esta opcioacuten requiere tratar los relaves provenientes de la planta de manera de extraerle la mayor cantidad de agua obteniendo asiacute un material equivalente a un suelo huacutemedo el cual puede ser depositado sin necesidad de un muro perimetral para su contencioacuten Para este propoacutesito existen distintos meacutetodos ldquoEspesar los Relavesrdquo ldquoFiltrar los Relavesrdquo y la alternativa maacutes reciente es la de crear lo que se denomina ldquoPasta de Relavesrdquo

5- Efectos de la Razoacuten SoacutelidoAgua (SA)

Una pulpa de relaves con suficiente agua se comportaraacute como una suspensioacuten acuosa cuya viscosidad aumenta si disminuye el agua hasta que para contenidos de agua suficientemente bajos se comportaraacute como un lodo espeso y eventualmente como un suelo huacutemedo

5

Experimentalmente podemos sentildealar que

3frasl4

Si la razoacuten SA es menor que 50 la pulpa de relaves se comporta como suspensioacuten acuosa y escurriraacute incluso con pendiente menores al 2 y se produce segregacioacuten de las partiacuteculas con la distancia al punto de descarga 3frasl4

Si la razoacuten SA es mayor o igual que 55 la pulpa de relaves comienza a tener comportamiento de un lodo viscoso disminuye fuertemente la segregacioacuten de partiacuteculas y se necesitaraacute pendientes mayores al 2 para escurrir La siguiente tabla nos indica la pendiente liacutemite que admite un pulpa de relaves para distintas concentraciones de soacutelidos en peso (pendientes mayores produciraacuten su escurrimiento)

6- Permeabilidad e Infiltracioacuten y Densidad Relativa

61- Permeabilidad de los Suelos-

Se dice que un material es permeable cuando tiene huecos continuos e interconectados de modo tal que el agua pueda escurrir por ellos Al movimiento del agua a traveacutes del material se le denomina ldquoInfiltracioacuten o filtracioacutenrdquo y a su medida ldquoPermeabilidadrdquo

La circulacioacuten del agua a traveacutes del suelo se debe a la diferencia de presioacuten hidrostaacutetica

entre dos puntos En forma muy resumida podemos decir que se cumple la relacioacuten

ν = k i

Donde ν = es la velocidad de descarga

i = es el gradiente hidraacuteulico

k = es el coeficiente de permeabilidad

Las unidades en que ldquokrdquo se expresa comuacutenmente son cmseg

6

Determinando el coeficiente de permeabilidad se puede determinar el volumen de las

filtraciones el que depende del tamantildeo y granulometriacutea de las partiacuteculas gruesas de la cantidad de finos y de la densidad de la muestra El coeficiente de permeabilidad variacutea en un amplio margen para los distintos suelos naturales desde 102 cmseg (permeable) hasta 10-9 cmseg (impermeable)Los especialistas clasifican los suelos con respecto a la permeabilidad de la siguiente manera

62- Densidad Relativa-

El grado de compactacioacuten que se requiere para una arena de relave con el fin de minimizar el riesgo de licuefaccioacuten es expresado en teacuterminos de la llamada densidad relativa Dr la que se define seguacuten la siguiente expresioacuten

Donde Dr = densidad relativa

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes suelta

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

generar asiacute una cubeta de depositacioacuten Este tipo de depoacutesito de relaves se denomina ldquoEmbalses de Relavesrdquo y han sido aceptados como alternativa de depositacioacuten de relaves en nuestro paiacutes

42- Opcioacuten B Construccioacuten del Muro Resistente con Parte del Relave Esta opcioacuten corresponde a tratar los relaves provenientes de la planta de manera de separar la fraccioacuten gruesa (arenas de relaves) de la fraccioacuten fina (lamas) para poder utilizar la primera como material para la construccioacuten del muro perimetral y descargar la segunda a la cubeta de embalse Al construir el muro utilizando las arenas de los relaves es posible hacerlo de 3 formas o meacutetodos de crecimiento distintas Crecimiento del muro hacia ldquoaguas arribardquo (no lo contempla la legislacioacuten actual en Chile) crecimiento del muro hacia ldquoaguas abajordquo y crecimiento del muro seguacuten el meacutetodo llamado ldquoeje central o mixtordquo (ver fig 3) Cualquiera de estos meacutetodos constructivos conforman finalmente a los denominados en Chile ldquoTranques de Relavesrdquo

43- Opcioacuten C Material de Relaves Equivalente a un Suelo Huacutemedo Esta opcioacuten requiere tratar los relaves provenientes de la planta de manera de extraerle la mayor cantidad de agua obteniendo asiacute un material equivalente a un suelo huacutemedo el cual puede ser depositado sin necesidad de un muro perimetral para su contencioacuten Para este propoacutesito existen distintos meacutetodos ldquoEspesar los Relavesrdquo ldquoFiltrar los Relavesrdquo y la alternativa maacutes reciente es la de crear lo que se denomina ldquoPasta de Relavesrdquo

5- Efectos de la Razoacuten SoacutelidoAgua (SA)

Una pulpa de relaves con suficiente agua se comportaraacute como una suspensioacuten acuosa cuya viscosidad aumenta si disminuye el agua hasta que para contenidos de agua suficientemente bajos se comportaraacute como un lodo espeso y eventualmente como un suelo huacutemedo

5

Experimentalmente podemos sentildealar que

3frasl4

Si la razoacuten SA es menor que 50 la pulpa de relaves se comporta como suspensioacuten acuosa y escurriraacute incluso con pendiente menores al 2 y se produce segregacioacuten de las partiacuteculas con la distancia al punto de descarga 3frasl4

Si la razoacuten SA es mayor o igual que 55 la pulpa de relaves comienza a tener comportamiento de un lodo viscoso disminuye fuertemente la segregacioacuten de partiacuteculas y se necesitaraacute pendientes mayores al 2 para escurrir La siguiente tabla nos indica la pendiente liacutemite que admite un pulpa de relaves para distintas concentraciones de soacutelidos en peso (pendientes mayores produciraacuten su escurrimiento)

6- Permeabilidad e Infiltracioacuten y Densidad Relativa

61- Permeabilidad de los Suelos-

Se dice que un material es permeable cuando tiene huecos continuos e interconectados de modo tal que el agua pueda escurrir por ellos Al movimiento del agua a traveacutes del material se le denomina ldquoInfiltracioacuten o filtracioacutenrdquo y a su medida ldquoPermeabilidadrdquo

La circulacioacuten del agua a traveacutes del suelo se debe a la diferencia de presioacuten hidrostaacutetica

entre dos puntos En forma muy resumida podemos decir que se cumple la relacioacuten

ν = k i

Donde ν = es la velocidad de descarga

i = es el gradiente hidraacuteulico

k = es el coeficiente de permeabilidad

Las unidades en que ldquokrdquo se expresa comuacutenmente son cmseg

6

Determinando el coeficiente de permeabilidad se puede determinar el volumen de las

filtraciones el que depende del tamantildeo y granulometriacutea de las partiacuteculas gruesas de la cantidad de finos y de la densidad de la muestra El coeficiente de permeabilidad variacutea en un amplio margen para los distintos suelos naturales desde 102 cmseg (permeable) hasta 10-9 cmseg (impermeable)Los especialistas clasifican los suelos con respecto a la permeabilidad de la siguiente manera

62- Densidad Relativa-

El grado de compactacioacuten que se requiere para una arena de relave con el fin de minimizar el riesgo de licuefaccioacuten es expresado en teacuterminos de la llamada densidad relativa Dr la que se define seguacuten la siguiente expresioacuten

Donde Dr = densidad relativa

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes suelta

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Si la razoacuten SA es menor que 50 la pulpa de relaves se comporta como suspensioacuten acuosa y escurriraacute incluso con pendiente menores al 2 y se produce segregacioacuten de las partiacuteculas con la distancia al punto de descarga 3frasl4

Si la razoacuten SA es mayor o igual que 55 la pulpa de relaves comienza a tener comportamiento de un lodo viscoso disminuye fuertemente la segregacioacuten de partiacuteculas y se necesitaraacute pendientes mayores al 2 para escurrir La siguiente tabla nos indica la pendiente liacutemite que admite un pulpa de relaves para distintas concentraciones de soacutelidos en peso (pendientes mayores produciraacuten su escurrimiento)

6- Permeabilidad e Infiltracioacuten y Densidad Relativa

61- Permeabilidad de los Suelos-

Se dice que un material es permeable cuando tiene huecos continuos e interconectados de modo tal que el agua pueda escurrir por ellos Al movimiento del agua a traveacutes del material se le denomina ldquoInfiltracioacuten o filtracioacutenrdquo y a su medida ldquoPermeabilidadrdquo

La circulacioacuten del agua a traveacutes del suelo se debe a la diferencia de presioacuten hidrostaacutetica

entre dos puntos En forma muy resumida podemos decir que se cumple la relacioacuten

ν = k i

Donde ν = es la velocidad de descarga

i = es el gradiente hidraacuteulico

k = es el coeficiente de permeabilidad

Las unidades en que ldquokrdquo se expresa comuacutenmente son cmseg

6

Determinando el coeficiente de permeabilidad se puede determinar el volumen de las

filtraciones el que depende del tamantildeo y granulometriacutea de las partiacuteculas gruesas de la cantidad de finos y de la densidad de la muestra El coeficiente de permeabilidad variacutea en un amplio margen para los distintos suelos naturales desde 102 cmseg (permeable) hasta 10-9 cmseg (impermeable)Los especialistas clasifican los suelos con respecto a la permeabilidad de la siguiente manera

62- Densidad Relativa-

El grado de compactacioacuten que se requiere para una arena de relave con el fin de minimizar el riesgo de licuefaccioacuten es expresado en teacuterminos de la llamada densidad relativa Dr la que se define seguacuten la siguiente expresioacuten

Donde Dr = densidad relativa

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes suelta

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Las unidades en que ldquokrdquo se expresa comuacutenmente son cmseg

6

Determinando el coeficiente de permeabilidad se puede determinar el volumen de las

filtraciones el que depende del tamantildeo y granulometriacutea de las partiacuteculas gruesas de la cantidad de finos y de la densidad de la muestra El coeficiente de permeabilidad variacutea en un amplio margen para los distintos suelos naturales desde 102 cmseg (permeable) hasta 10-9 cmseg (impermeable)Los especialistas clasifican los suelos con respecto a la permeabilidad de la siguiente manera

62- Densidad Relativa-

El grado de compactacioacuten que se requiere para una arena de relave con el fin de minimizar el riesgo de licuefaccioacuten es expresado en teacuterminos de la llamada densidad relativa Dr la que se define seguacuten la siguiente expresioacuten

Donde Dr = densidad relativa

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes suelta

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

emaacutex = relacioacuten de vaciacuteos de la arena en la condicioacuten maacutes densa

Otra forma de calcular la densidad relativa es mediante la expresioacuten

Siendo ρmaacutex = densidad maacutexima de las arenas

ρ miacuten = densidad miacutenima de las arenas

ρin situ = densidad en el lugar de las arenas

Nota- Todos los paraacutemetros indicados en las expresiones anteriores se deben determinar a nivel de laboratorio mediante ensayos normalizados

Ademaacutes cuando las arenas poseen entre el 10 y de 20 de finos (-200 malla Tyler) las medidas de densidad relativa pueden dejar de ser representativas y es maacutes conveniente la utilizacioacuten de densidades expresadas como porcentaje de la densidad maacutexima alcanzada en ensayos de compactacioacuten Proacutector (estaacutendar y modificado)

7- Depoacutesitos de Relaves

Dentro de la disposicioacuten de relaves existen diferentes y variadas formas de depositacioacuten de relaves que dependiendo de diversos factores como son las cercaniacuteas al concentrador capacidad de almacenamiento de relaves topografiacutea del lugar produccioacuten del yacimiento se deberaacute seleccionar la forma maacutes apropiada para disponer estos relaves Atendiendo a lo indicado anteriormente los distintos tipos de ldquoDepoacutesitos de Relavesrdquo que se consideran en la actualidad en Chile indicados en el ldquoReglamento para la Aprobacioacuten de Proyectos de Disentildeo Construccioacuten Operacioacuten y Cierre de Depoacutesitos de Relavesrdquo son los siguientes

3frasl4 Tranques de Relaves

3frasl4 Embalses de Relaves

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Espesados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

3frasl4 Depoacutesito de Relaves Filtrados

3frasl4 Depoacutesito de Relaves en Pasta

A continuacioacuten se realiza una breve descripcioacuten general de estas formas de depositacioacuten de relaves

71- Tranques de Relaves

A continuacioacuten se describen brevemente las alternativas de construccioacuten del muro de arenas de Los Tranques de Relaves

711- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Arriba

El Meacutetodo Aguas Arriba- consiste en un muro inicial (starter dam) construido con material de empreacutestito compactado sobre el cual se inicia la depositacioacuten de los relaves utilizando clasificadores denominados ldquoHidrociclonesrdquo la fraccioacuten maacutes gruesa o arena se descarga por el flujo inferior del hidrocicloacuten (Underflow) y se deposita junto al muro inicial mientras la fraccioacuten maacutes fina o lamas que sale por el flujo superior del hidrocicloacuten (Overflow) se deposita hacia el centro del tranque en un punto mas alejado del muro de modo tal que se va formando una especie de playa al sedimentar las partiacuteculas maacutes pesadas de lamas y gran parte del agua escurre formando el pozo de sedimentacioacuten o laguna de sedimentacioacuten la que una vez libre de partiacuteculas en suspensioacuten es evacuada mediante un sistema de estructura de descarga que pueden ser las denominadas torres de evacuacioacuten o bien se utilizan bombas montadas sobre una balsa flotante Una vez que el depoacutesito se encuentra proacuteximo a llenarse se procede al levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas arriba y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro se continuacutea sucesivamente la construccioacuten en la forma indicada Con este meacutetodo en la praacutectica se pueden alcanzar alturas de hasta 25 metros (ver figura1) Si bien este meacutetodo es el que requiere un menor volumen de material arenoso por lo que ha sido utilizado en la pequentildea mineriacutea para construir numerosos tranques es el que produce el tipo de muro menos resistente frente a oscilaciones siacutesmicas es por ello que en la actualidad en Chile no estaacute contemplado aprobar este tipo de proyecto de tranques de relaves en la legislacioacuten vigente

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Figura 1 Meacutetodo de aguas arriba

712- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Aguas Abajo

El Meacutetodo Aguas Abajo- La construccioacuten se inicia tambieacuten con un muro de partida de material de empreacutestito compactado desde el cual se vaciacutea la arena cicloneada hacia el lado del talud aguas abajo de este muro y las lamas se depositan hacia el talud aguas arriba Cuando el muro se ha peraltado lo suficiente usualmente 2 a 4 m se efectuacutea el levante del muro desplazando los hidrociclones a una mayor elevacioacuten en la direccioacuten hacia aguas abajo y comenzando una nueva etapa de descarga de arenas y peralte del muro A veces se dispone tambieacuten de un segundo muro pre-existente aguas abajo (ver fig2) Las arenas se pueden disponer en capas inclinadas seguacuten el manteo del talud del muro de partida o bien disponerlas en capas horizontales hacia aguas abajo del Este meacutetodo de aguas abajo requiere disponer de un gran volumen de arenas y permite lograr muros resistentes maacutes estables del punto de vista de la resistencia siacutesmica

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

713- Construccioacuten del Muro Meacutetodo Eje Central o Mixto

El Meacutetodo Eje Central o Mixto- se inicia al igual que los meacutetodos anteriores con un muro de partida de material de empreacutestito compactado sobre el cual se depositan las arenas cicloneadas hacia el lado de aguas abajo y las lamas hacia el lado de aguas arriba Una vez completado el vaciado de arenas y lamas correspondiente al muro inicial se eleva la liacutenea de alimentacioacuten de arenas y lamas siguiendo el mismo plano vertical inicial de la berma de coronamiento del muro de partida Lo que permite lograr un muro de arenas cuyo eje se mantiene en el mismo plano vertical cuyo talud de aguas arriba es maacutes o menos vertical y cuyo talud de aguas abajo puede tener la inclinacioacuten que el disentildeo considera adecuada Este meacutetodo requiere disponer de un volumen de arenas intermedio entre los 2 meacutetodos anteriores y permite lograr muros suficientemente estables Estos meacutetodos constructivos del muro de arenas de los Tranques de Relaves mencionados anteriormente son sobradamente conocidos en Chile siendo los meacutetodos de aguas abajo y eje central los que contempla hoy nuestra legislacioacuten en los proyectos de Tranques de Relaves que se presentan al Servicio Nacional de Geologiacutea (SERNAGEOMIN) para su aprobacioacuten La inseguridad que muchas veces despiertan los tranques de arenas de relave no deben atribuirse al material con que se construyen sino al sistema de construccioacuten por relleno hidraacuteulico que puede inducir elevadas presiones de poros e incluso la licuefaccioacuten total en caso de un sismo Sin embargo las teacutecnicas modernas de disentildeo construccioacuten y control permiten obtener estructuras seguras a base de buenos sistemas de drenaje de un eficiente sistema de ciclonaje y disposicioacuten de las arenas y tambieacuten de una buena compactacioacuten de la arena que permita alcanzar una elevada densidad utilizando un equipo adecuado para ello Lo anterior complementado con un control piezomeacutetrico en el cuerpo del prisma resistente deja al tranque de arenas de relave en condiciones de estabilidad semejante al de otras obras de Ingenieriacutea de Importancia

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Figura 3- Meacutetodos Constructivos del Muro de Arenas de Tranques de Relaves

72 Embalses de RelavesEste tipo de depoacutesito de relaves consiste en construir un muro resistente hecho totalmente de material de empreacutestito compactado e impermeabilizando el talud interior del muro y tambieacuten parte o todo su coronamiento los relaves se depositan completos en la cubeta sin necesidad de clasificacioacuten pero tambieacuten deben disponer de un sistema de evacuacioacuten de las aguas claras de la laguna que se forma Los embalses de relaves no se diferencian esencialmente de las presas de embalse de aguas las que constituyen una teacutecnica ampliamente desarrollada en todo el mundo Es interesante destacar no obstante que las teacutecnicas de disentildeo evolucionan con gran rapidez y cada diacutea se descubren nuevos meacutetodos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Tal vez la diferencia fundamental entre un embalse destinado a la acumulacioacuten de agua y uno destinado a relaves es que mientras el embalse para agua se construye de una vez con su capacidad definitiva el embalse para relaves se puede ejecutar por etapas a medida que se avanza con el depoacutesito de los relaves a fin de no anticipar inversiones y reducir a un miacutenimo su valor presente La construccioacuten por etapas obliga a que la zona impermeable de la presa se disentildee como una membrana inclinada cercana y en la direccioacuten del talud de aguas arriba Un perfil como eacuteste limita los grados de libertad en el disentildeo de las presas de tierra cuando estaacuten destinadas a

Figura 4 Muro construido con material de empreacutestito

Del punto de vista siacutesmico los Embalses de Relaves son maacutes resistente que cualquierade los meacutetodos indicados para los Tranques de Relaves

73 Depoacutesitos de Relaves EspesadosEl Ingeniero canadiense Eli I Robinsky ha desarrollado un sistema de depoacutesito que no requiere de un dique o muro contenedor para su construccioacuten El procedimiento se basa en la mayor viscosidad que alcanza la pulpa de relave al aumentar la concentracioacuten de soacutelidos El autor propone una curva en que relaciona el aacutengulo de reposo del relave con el contenido de soacutelidos de la pulpa Para concentracioacuten del orden de 53 en peso la pendiente de reposo es del 2 y eacutesta aumenta hasta un 6 siacute la concentracioacuten sube a 65 De esta manera pueden disponerse los relaves en forma de un cono cuya pendiente seraacute la que corresponde a la respectiva concentracioacuten de soacutelidos Si se trata por ejemplo de depositar relaves en un valle plano desde la ladera que limita dicho valle se puede iniciar el depoacutesito desde pequentildea altura con una pulpa relativamente diluida para luego elevar el punto de descarga simultaacuteneamente con un aumento de la concentracioacuten a fin de disponer para las capas siguientes de una pendiente mas pronunciada El punto de descarga puede luego ser desplazado lateralmente con el objeto de formar un depoacutesito de base ovoidal

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

Fig 5b

Fig 5c

Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

No obstante que este tipo de depoacutesito no requiere la construccioacuten de un dique para limitar el aacuterea comprometida se recomienda la construccioacuten de un pequentildeo terrapleacuten algo alejado del borde exterior del depoacutesito el cual sirve para contener un volumen para el depoacutesito del agua desalojada por el relave la cual es captada por un vertedero u otro dispositivo para ser bombeada y recirculada Este pequentildeo terrapleacuten sirve a la vez para colectar las aguas lluvias y conducirlas hacia cauces naturales Otro principio baacutesico de este tipo de depoacutesito se deriva de la diferencia en lo que a segregacioacuten del material se refiere entre una pulpa diluida y otra concentradaEn efecto si la concentracioacuten de soacutelidos es baja el escurrimiento de la pulpa produce una segregacioacuten de materiales depositaacutendose en primer lugar los granos mayores y a continuacioacuten y separadamente los maacutes finos Es el fenoacutemeno usual en el depoacutesito de lamas en un tranque y maacutes auacuten el que ocurre en los tranques construidos por el meacutetodo de aguas arriba Si por el contrario la pulpa es concentrada (del orden del 50 o maacutes) la pulpa escurre como un todo sin ocasionar segregacioacuten Es el caso que ocurre con el escurrimiento de relaves por tuberiacuteas en que es conveniente evitar la segregacioacuten mediante el uso de concentraciones del orden del 50 ya que con el uso de pulpas maacutes diluidas los granos gruesos se separan y ruedan por el fondo aumentando la abrasioacuten de la tuberiacutea seguacuten el autor en un escurrimiento libre ocurre el mismo fenoacutemeno y al evitarse la segregacioacuten se obtiene una mayor densidad que impide que el relave depositado sea erosionado por el agua desalojada por el propio relave por las aguas lluvias o por el vientoEl procedimiento propuesto por Robinsky resulta aparentemente muy atractivo especialmente en aquellos casos en que la topografiacutea es favorable La relativa baja altura de los depoacutesitos al tener estos una pendiente maacutexima del tipo 6 ocupan grandes extensiones relativamente planas o de poca inclinacioacuten Existen sin embargo algunas interrogantes que no estaacuten claramente especificados por su autor En efecto la obtencioacuten de concentraciones de pulpa tan alta como 65 de soacutelidos es un problema que el autor no ha explicado como se puede obtener Solamente ha sugerido en forma general que podriacutean usarse espesadores coacutenicos profundos meacutetodos centriacutefugos y de filtracioacuten y vaciacuteo Por otra parte si las pulpas asiacute concentradas tienen un aacutengulo de reposo de 6 su escurrimiento por tuberiacutea desde el concentrador hasta el veacutertice del cono implica una peacuterdida de carga hidraacuteulica superior a dicho 6 en forma que una conduccioacuten por ejemplo a 2 Km significariacutea una perdida de energiacutea del orden de 150 m lo que resultariacutea muy costoso si el relave debe ser bombeado No siempre es posible la instalacioacuten del espesador junto al veacutertice del depoacutesitoEn resumen el meacutetodo de depositacioacuten de relaves espesados es una posibilidad muy interesante que merece ser investigada en profundidad para resolver los interrogantes que se plantean Es posible que puedan ser utilizados en forma experimental con un grado de espesamiento del orden de 53 de soacutelidos el que puede ser alcanzado por meacutetodos corrientes usando para el depoacutesito un terreno casi horizontal ya que el talud de reposo del relave asiacute espesado seriacutea del tipo 2

Fig 5a

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Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Fig 5a

Fig 5b

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Figura 5 Disposicioacuten de Relaves Espesados (Meacutetodo Robinsky)

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

74 Depoacutesitos de Relaves FiltradosEste tipo de depoacutesitos de relaves es muy similar al de los relaves espesados con la diferencia de que el material contiene menos agua debido al proceso de filtrado utilizando equipos similares a los que se emplean para filtrar concentrados como son los filtros de prensa o de vaciacuteo El relave una vez filtrado se transporta al lugar de depoacutesito mediante cintas transportadoras o bien mediante equipos de movimiento de tierra yo camiones En el primer caso se logra un domo de material similar al meacutetodo de Robinsky mientras que en el segundo caso se utiliza el equipo de movimiento de tierras para ir construyendo moacutedulos de material compactado los cuales permiten conformar un depoacutesito aterrazado de gran volumen Es importante sentildealar que en este meacutetodo aunque el contenido de humedad que se logra (20 a 30) permite su manejo con equipos de movimiento de tierra es suficientemente alto como para tener un relleno praacutecticamente saturado por lo que es posible que se produzcan infiltraciones importantes de las aguas contenidas en estos relaves si el suelo de fundacioacuten es relativamente permeable Tambieacuten es necesario sentildealar que la presencia de algunas arcillas yeso etc en los materiales de relaves pueden reducir significativamente la eficiencia de filtrado Depoacutesito de Relaves Filtrados

75 Depoacutesitos de Relaves en Pasta

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

Los relaves en pasta corresponden a una mezcla de agua con soacutelido que contiene abundante partiacuteculas finas y un bajo contenido de agua de modo que esta mezcla tenga una consistencia espesa similar a una pulpa de alta densidad Una buena pasta de relaves requiere tener al menos un 15 de concentracioacuten en peso de partiacuteculas de tamantildeo menor a 20 micrones La mejor propiedad de las pastas de relaves es que pueden ser eficientemente trasportadas en tuberiacuteas sin los problemas de segregacioacuten o sedimentacioacuten que ocurren normalmente en las pulpas de relaves y permiten una gran flexibilidad en el desarrollo del concepto del sitio de emplazamiento

una vez depositados los relaves se dejan secar luego acopiar permitiendo asiacute minimizar la superficie de suelo cubierto con relavesLa consistencia alcanzada permite que una pasta permanezca estable auacuten cuando esteacute varias horas sin moverse La pasta puede formarse a partir de una gran variabilidad de componentes como cuarzofeldespato arcillas micas y sales Es posible producir materiales con la consistencia de pasta a partir de un amplio rango de concentracioacuten de soacutelidos en peso y sobre la base de la variacioacuten de la distribucioacuten de tamantildeo de las partiacuteculas Es decir la produccioacuten de pasta es especiacutefica para cada tipo de materialCuando se dispone pasta de relaves en superficie una muy pequentildea fraccioacuten de agua podraacute drenar o infiltrarse ya que la mayor parte de la humedad es retenida en la pasta debido a la tensioacuten superficial de la matriz de suelo fino La flexibilidad que permiten las pastas en cuanto al desarrollo del lugar de emplazamiento del depoacutesito puede ser extendida al uso de teacutecnicas de construccioacuten aguas arriba donde las consideraciones de disentildeo antisiacutesmicos de otra manera seriacutea prohibida Con la alternativa de pasta no se requiere una solucioacuten tipo embalse Para faenas de pequentildea escala la pasta puede ser transportada en camiones desde las instalaciones de operacioacuten y descargadas en el lugar de disposicioacuten final Una vez depositada se deja secar y se puede acopiar Esta forma de acumular permite minimizar la superficie de suelo cubierto con relaves realizar un cierre progresivo y al cese de operaciones el depoacutesito puede ser dejado sin requerir medidas adicionales de cierre Para faenas de mayor tamantildeo por economiacutea de escala para el manejo de materiales el sistema considera el uso de bombas o cintas transportadoras hasta un repartidor que realiza la disposicioacuten final Cabe destacar que debido a su alta densidad las pastas son transportadas mediante el uso de bombas de desplazamiento positivo

i) En los depoacutesitos de relaves en pasta se reducen significativamente lo siguiente1048766 La necesidad de disentildear y construir grandes depoacutesitos1048766 El volumen de materiales involucrados en la construccioacuten de depoacutesitos1048766 Los riesgos de falla geomecaacutenica asociados a los tranques convencionales1048766 Los riesgos de generacioacuten de aguas aacutecidas y lixiviacioacuten de metales1048766 El manejo del volumen de agua clara

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

1048766 Las peacuterdidas de agua por infiltracioacuten y evaporacioacuten1048766 La superficie de suelo para disponer los relaves optimizando el uso del suelo1048766 La emisioacuten de material particuladoii) En los depoacutesitos de relaves en pasta se incrementa significativamente lo siguiente1048766 La recuperacioacuten de aguas desde los relaves1048766 La aceptacioacuten ambiental de la comunidad1048766 La posibilidad de co-depositar junto a otros residuos mineros (esteacuteriles o lastre)1048766 La flexibilidad operacional

iii) Ademaacutes1048766 Se pueden desarrollar actividades de vegetacioacuten o de remediacioacuten en formaparalela a la operacioacuten1048766 Permite la encapsulacioacuten de contaminantes en el depoacutesitoDepoacutesito de Relaves en Pasta76- Otros

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos

76- Otros Depoacutesitos de RelavesNota A continuacioacuten se mencionan otros tipos de Depoacutesitos de Relaves que en otros paiacuteses son factibles de desarrollar Sin embargo en Chile en la actualidad existen grandes restricciones de las autoridades competentes del punto de vista legal de la Seguridad de la Personas y del Medio Ambiente para otorgar permisos a los proyectos que pudieren presentarse de modo tal que no los contempla nuestra legislacioacuten aunque se debe reconocer que en el pasado se realizaron proyectos en Chile que utilizaron las teacutecnicas de Depoacutesitos de Relaves que nombraremos a continuacioacutenA) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas en ExplotacioacutenB) Depoacutesitos en Minas Subterraacuteneas AbandonadasC) Depoacutesitos en Minas Explotadas a Cielo AbiertoD) Depoacutesitos Relaves RadiactivosE) Depoacutesitos costerosF) Depoacutesitos submarinos