Disposición de Relaves Desaguados en Superficie y en

JUEVES MINERO IIMP4 de julio, 2013Lima, Perú

Desaguados en Superficie y en Minado Subterránea.

Aplicadas en PerúExpositor: Emmanuel Pornillos

Esquema de Disposición de Relevas

Relave TotalPlanta de

Desaguado de Relaves

Relaves

Evaporación

Planta Concentradora

Deposito de Relaves EspesadosDeposito de Relaves Espesados

Infiltración

Planta de Pasta / Relleno de Tajos

Introducción

La técnica de deposición de relaves desaguados, sea relaves espesados, filtrados o pasta de relleno cementada requiere ser bien considerada en cualquier planeación para una nueva mina, o la extensión de la relavera existente.

El método de relaves espesado fue desarrollado por Robinsky en 1975, según el:a) Espesando el relave podría crear una pulpa que no se segrega, y una playa de mayor pendiente.b) El resultado es la eliminación, o la disminución significativa del tamaño o volumen de muro de contención.

Ventajas obvias:El uso de relaves espesados resultaría a una revisión total del perfil de riesgo del deposito, y podría dar a reducción significativa del costo de proyecto y el consumo de agua. Sin embargo, existen factores específicos de sitio que impacta en la selección del “mejor” esquema de manejo de relaves para un sitio.El esquema Relave Espesado no siempre es lo mejor.

La evaluación de los depósitos existentes de relaves requiere una caracterización detallada del material. Y, antes de iniciar el diseño del sistema de almacenamiento, es esencial de caracterizar el material a depositar y el como va a comportar la instalación construida.

La aplicación de la tecnología de relleno en Pasta en el Perú

La aplicación de la tecnología de relleno de pasta cementada ha demostrado unauge continuo desde el primer sistema que se puso en marcha, a finales de losaños 90 en los andes del Perú.

En el año 2001, la mina San Rafael aplicó esta tecnología en un proyecto divido porfases, iniciando con un estudio de selección de alternativas, un programa deensayos del material (Relaves, cemento portland y escoria molida), estudio defactibilidad, ingeniería de detalle, construcción, comisionado y puesta en marcha.Todas estas etapas contaron con un apoyo constante del Consultor.Todas estas etapas contaron con un apoyo constante del Consultor.

En este enfoque se vio la necesidad de equilibrar la disposición de relavesdesaguados en superficie y la disposición de relleno en pasta

Los avances en la tecnología de espesamiento, la tendencia en recuperar mayores niveles de agua en los relaves, ha hecho posible la implementación de sistemas de disposición subterráneos como el relleno en pasta así como la disipación de relaves desaguados en superficie.

Plan de Sitio – Disposición Simultaneo de Relaves Espesados y Pasta para Rellenno

Planta Concentradora

Planta de Espesamiento

Planta de Relleno en Pasta

Estación Booster

July 8, 2013 5

Presa de Relaves

Dique de Aforo

Planta de Tratamiento de

Agua

Booster

Poza Colectora de Filtraciones

Plan de produccion, relleno de tajos

(Ventilación)

Nv 191

Nv 291

Nv 331

Nv 211

Nv 251Nv 231

Nv 171Nv 191N

Nv 114

*Uddate May12

Tajos rellenar 15 m ancho x 100 m x 30 altura

Esquema de distribución rellenoen pasta

Diagrama de Relleno en Pasta

Paste Plant

Los parámetros para diseñar sistema de relleno diseñar sistema de relleno en pasta

Caracterización del materialgranulometríaS.G. de los solidospH de la pulpa

Desaguado por Sedimentación espesamiento

Filtraciónpor vacío

Ensayos en laboratorio del material de relave

por vacíopor presiónpor prensa

Reologiaresistenica a fluenciaviscosidad

AbrasiviadIndice Miller

Slump asentamiento 7.5”

Granulometría

Slump 9”

Note: % means the amount of water released as percentage initial water

SAMPLES TAKEN 09 DIC. 2011

Time (hours)

W%

Tot

al W

ater

Indice estabilidad recetas de pastaEstabilidad vs resistencia a fluencia

.

,

CO

MPR

ESS

ION

RE

SIST

AN

CE

(kPa

)

CURE TIME (DAYS)

COMPRESSION TESTS

Indice estabilidad recetas de pastaEstabilidad vs resistencia a fluencia

Resistencia de pasta fraguada vs % cemento contenido

Aparato Flow-loop : medición de resistencia por fricción en la pasta

Cono de DistribuciCono de Distribucióón por Gravedadn por Gravedad

22

90

0 E

1 85 ROUGHER TAILING S 175mm

EL. 4400TPHRNO.

EL. 4500

TYPE SLUMP

EL. 4600

EL. 4700

EL. 4800

EL. 4900

22

40

0 E

22

30

0 E

22

20

0 E

EL. 4995

22

80

0 E

22

70

0 E

22

60

0 E

22

50

0 E

2 1

45

3

23

30

0 E

23

20

0 E

23

10

0 E

23

00

0 E

23

60

0 E

23

50

0 E

23

40

0 E

Paste Plant

El transporte por tubería a tajos a rellenar

2005

4 169

1693

2 118

1 85

60/40 COMBINED TAILINGS/ROCK

50/50 ROUGHER TAILINGS/ROCK

200mm

200mm

50/50 ROUGHER TAILINGS/ROCK

COMBINED TAILINGS

ROUGHER TAILING S

250mm

175mm

175mm

� Determinar distancias � Determinar cabezas entre niveles� Calcular la resistencias, en bares� Calcular la potencia de la bomba, si es

precisa� Seleccionar la tubería apta

Depositación de Relleno en Pastamina subterránea

14

Tajos 100 m L x 10-15 m W x 50 m H.

The exposed section is 50 m x 10 m to 50 m x 15 m. The quality of the backfill is the result of a high percentage 40% (-) 20 microns fines as shown in Figure 4, and the mix recipe consisting of Portland cement and slag. The paste at 200 mm slump and 73.5% solids has a density of 1860 kg per cubic meter.

The strength of placed backfill is a UCS 300 to 410 kPa at 28-day cure. In narrow vein workings, stope dimension is 60 m L x 3 m W x 25 m H. The UCS requirement is 70 to 110 kPa

.

Estudio de Caso:

Acarreo de mineral

Acarreo de relaves

,

.

Consistency De-watering Equipment

Examples of tailings thickening equipment

Conventional Thickener

High Rate Thickener

Slurry

High Density Slurry

17

Deep Bed Thickener

Disk Filter

High Slump Paste

Low Slump Paste

TECNOLOGÍA DE RELAVES FILTRADOS

DEPOSICIÓN EN SUPERFICIE

CASO: MILPO CERRO LINDO

.

Los parámetros para diseñar el proceso de relaves espesados y transporte a la relavera

.

Ensayos caracterización de los relaves

Relave tipo A

Res

iste

ncia

a la

Flu

enci

a (P

a)

% Sólidos

ViscometrÍau – viscosidad Pa.sy.s. – resistencia a fluencia Pa

Para diseñar el transporte de los relaves espesadosde los relaves espesados

El procedimiento de cálculo hidráulico asume que el relave exhibe las propiedades de un fluido plástico tipo Bingham, es decir que presenta Yield Stress (τ O). El fluido en reposo no se desplazará a menos que este mínimo esfuerzo sea aplicado. Pérdidas de carga por fricción

Para cualquier fluido incompresible que fluye a través de una tubería, las pérdidas de carga fricción por unidad de masa (hf) pueden expresarse mediante el factor de fricción de Fanning (f):

Transporte de Relaves Espesados – análisis hidráulico

gD

vLfhf

.

...2 2

=

Laminar flow:

(4)

Se describe mediante la expresión de Buckingham para flujos a tubería llena bajo presión.

−+=

7Re

3

4

ReRe 361

16

Nf

N

N

N

Nf

L

HeHeL

193.0Re10 −= Nf a

T

•Turbulent flow:Ron Darby and Jeff Nelson presentan la siguiente expresión empírica que se ajusta a una curva lineal bajo régimen turbulento según la expresión de Hanks & Dadia:

[ ])59.2(146.01378.1 HeNEExpa −−+−=

Velocidad crítica (Vc) Se define como aquella velocidad que cuando es superada garantiza el flujo de fluido sin deposición de partículas, previendo bloqueos durante su transporte. Para casos de granulometría fina, rango granulométrico angosto y tubería de gran diámetro, emplearemos la expresión modificada de Durand:

4 )1(225.1 −= SgDFVc L

.

Relaves desaguado a consistencia de pasta

29

Transporte por bombeo y tuberia al depósito de relaves

� Esquemático de un plan de disposición con multi-spigots

.

Consistency Pumping System

Examples of tailings pumping requirements

Slurry

High Density Slurry

Centrifugal pump (low pipeline pressure)

Centrifugal pump or piston diaphragm (high pressure)

33

High Slump Paste

Low Slump Paste

pressure)

Piston diaphragm (higher pipeline pressure

Dual piston positive displacement pump

Resumiendo la Aplicación de Relleno con Pasta

Al implementar la tecnología relleno con pasta cementada en una mina en Perú

July 8, 2013 34

Se logró realizar los beneficios o ventajas

Los objetivos de diseño se llevaron a cabo varias maneras, sabiendo que:

� La producción de relaves espesados a 60% de sólidos de 10% de sólidos en la alimentación, 110 tph sólidos secos.

� La torta filtrada contiene un contenido de humedad equivalente menor que 7,5” de slump, lo que permite el control del slump dentro del intervalo deseado, después de la adición de aditivos en seco y agua; la pasta cementado posee una consistencia al 75% de sólidos.una consistencia al 75% de sólidos.

� Material de escoria como sustituto parcial del cemento Portland, la escoria de tierra se produce a partir de los residuos de escoria de resultantes de la fundición del concentrado de estaño.

� Rellenar los antiguos tajos y recuperar los pilares de mineral (los antiguos y recientes).

.

� La disposición del 82% de los residuos totales en forma de pasta de relleno , equilibra el % de relaves espesados dispuestos en superficie.

� Reduce eliminación de residuos de roca en la superficie como resultado de la disposición de relleno de pasta.

� Reducción del volumen de relaves con alto contenido de piritas en los almacenamientos superficiales.

� Recirculación de agua reclamada para inmediata reutilización.� Reducción del riesgo de contaminación del medio ambiente, como resultado de � Reducción del riesgo de contaminación del medio ambiente, como resultado de

la disminución significativa del agua para tratamiento y del agua para espesar los relaves que son dispuestos en superficie. Con eso se reduce los requisitos de altura de la presa.

Relleno desmonte + pasta

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Olympic Dam - Australia

� Owned by BHP – operated since 1988� �9 Mtpa – 2.5% Cu and 0.8 kg/t U3O8 + 0.5 gpt Au and 5.5 gpt Ag� � Longhole open stoping with cemented backfill� � 2 Mm3 of cemented aggregate fill\� � Mix – 60% crushed rock, 20% tailings, 2.5% OPC, 4.5% FA, 9.5%

water� � Target strength 5 Mpa

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� � Target strength 5 Mpa� � Stopes range from 50,000m3 to over 250,000m3� � Stope dimensions range from 6-35m x 40m x 60-270m� � Backfill consists of a batch prepared mix of thickened tailings and� quarried and crushed waste rock� � Batches are dispatched in trucks to a drophole drilled into the stope

from� surface� � The fill is designed to be flowable – target slump 160mm

GRACIASGRACIAS