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Sesión 1016 Julio 2011

Roberto Vicuña

DISEÑO DE PLANTA MINERA

MI 223

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GESTIÓN DE DESECHOS MINEROS

Definición y Clasificación

La gestión de residuos, es la recolección, transporte,procesamiento, tratamiento, reciclaje o disposición dematerial de desecho, generalmente producida por laactividad humana

La gestión de residuos puede involucrar a sustanciassólidas, líquidas o gaseosas.

Los residuos se pueden clasificar en: domiciliarios,industriales, agropecuarios y hospitalarios, cada unode estos residuos se gestiona de modo distinto.

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DISPOSICIÓN DE DESHECHOS MINEROS

Manejo de Residios en la Unión Europea

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Manejo de Residuos en la Unión Europea

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Clasificación de Residuos Mineros

RESIDUOS MINEROS MASIVOSResiduos de extracciónResiduos de flotaciónResiduos de fundiciónResiduos de lixiviación

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RESIDUOS INDUSTRIALESResiduos minerosResiduos por tipo de materialEnvases y embalajesLubricantes y reactivos químicosRepuestos, piezas y partesResiduos de limpieza

Residuos provenientes de derramesResiduos de tratamiento de emisiones y descargas

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RESIDUOS MINEROS MASIVOSResiduos de extracción

Estéril o lastre, Se generan en grandestonelajes, incluyen aquellos materiales sin valoreconómico, y provienen de todos aquellossectores del yacimiento cuyo contenido demineral valioso es muy bajo para hacer atractiva

su recuperación, pero que de todas maneras esnecesario remover para poder acceder a zonasmás ricas del mismo.

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Minerales de baja ley, el tonelaje de mineralesde baja ley (mineral cuyo contenido de metal nohace rentable su procesamiento en laactualidad) varía de una faena a otra y sonconsiderables las cantidades que se deben

acopiar, para su probable procesamiento en unfuturo.

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Desmontes de minas subterráneas, en laconstrucción de galerías, piques y rampas paraacceder al yacimiento subterráneo y durante laexplotación de él se generan materiales estérilesque deben ser dispuestos ya sea en el interior

de la mina o en el exterior en forma similar a laminería a cielo abierto.

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RESIDUOS MINEROS MASIVOSResiduos de flotación

Relaves: Son los residuos que están compuestospor una suspensión fina de sólidos (mezcla de50% en peso de sólidos y 50% de agua),constituidos fundamentalmente por el mismomaterial presente in-situ en el yacimiento, al

cual se le ha extraído la fracción conmineral valioso.

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RESIDUOS MINEROS MASIVOSResiduos de fundición

Escoria: Es el residuo producido durante laetapa de fundición de los concentrados.

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RESIDUOS MINEROS MASIVOSResiduos de lixiviación

Ripios: En este proceso el mineral chancado, conun tamaño aproximado de un cuarto depulgada, se dispone formando un pila a la cualse le hace pasar un fluido lixiviante durante unperíodo de tiempo definido, (ácido sulfúrico en el

caso de minerales de cobre y cianuro en el casodel oro), el cual solubiliza el metal de interéscontenido en la pila.

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RESIDUOS INDUSTRIALESResiduos mineros

Barros arseniacales: son residuos que provienendel tratamiento de purificación del electrolitomediante un proceso de electrodepositación.Este barro contiene metales como cobre,arsénico, plomo, cadmio y bismuto, etc.

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Borras: son los efluentes líquidos deuna planta de ácido que se tratan en unaplanta para neutralizar y precipitar elarsénico como arsenito de calcio,residuo sólido que se dispone en un

botadero especialmente construidopara estos efectos.

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Residuos de carbón y escorias defundición, residuos generados en laminería de oro en el caso de que secontinúe al proceso de lixiviación conprecipitación por zinc o adsorción con

carbón activado. Generalmente vana almacenamiento para sercomercializadas posteriormente.

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Emulsión estabilizada: residuosgenerados en el

proceso extracción por solventes enla interfase acuosa y orgánica. Estossólidos generalmente se disponen en el

botadero de estéril, o se depositansobre las pilas de ripios.

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Descarte de refino: las solucionesque se vuelven ricas en otrosiones distintos a los de interés (cobre). Enalgunas faenas se utilizan piscinas deevaporación y los sólidos generados

se disponen. En otras, se utiliza elsistema de pila - riñón para la purificacióndel refino, retornándose éste al proceso.

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Borras de electroobtención:generadas en las faenas en las cuales seutilizan ánodos permanentes de plomo,las cuales se forman por

la degradación de dichos ánodos.

Generalmente el componente principalde la borra es plomo, elcual generalmentees reciclado por el proveedor de ánodos.Los residuos mineros generalmente son

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RESIDUOS INDUSTRIALESResiduos por tipo de material

Aceros; de perforación, desgaste de equipos,inoxidable y revestimiento de chancado y moliendaAislantesMaderasPlásticos; cañerías, membranasLáminas de goma

VidriosChatarra ferrosa y no ferrosaLadrillos refractarios

Estos residuos generalmente no son considerados peligrosos.

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RESIDUOS INDUSTRIALESEnvases y embalajes

Contenedores: contenedores plásticos con untamaño de 1 m3.Tambores: tambores metálicos y plásticos dedistintos tamaños.Embalajes de madera

Sacos y maxisacosEnvases sprayPapeles y cartones

Estos envases y embalajes generalmente no sonconsiderados peligrosos, excepto los envases spray.

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RESIDUOS INDUSTRIALESLubricantes y reactivos químicos

Acidos usadosBases usadasInsumos y reactivos vencidosRefrigerantesLíquidos anticongelantes

Lubricantes: aceites y grasasEstos lubricantes y reactivos químicosgeneralmente son considerados residuospeligrosos.

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RESIDUOS INDUSTRIALESRepuestos, piezas y partes

ArtefactosBaterías (vehículos livianos y pesados)Correas transportadorasPolinesFiltros industrialesLuminariasTubos fluorescentes

Repuestos de vehículosNeumáticos (vehículos livianos y pesados)Asbesto

Algunos de estos residuos son considerados peligrosos, mientras queotros no lo son.

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RESIDUOS INDUSTRIALESResiduos de limpieza

AbsorbentesDetergentesSolvente usadoTrapos y huaipes

Estos residuos de limpieza son consideradospeligrosos.

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RESIDUOS INDUSTRIALESResiduos provenientes de derrames

Tierra contaminada, dependiente del tipo decontaminación, se considera residuo peligroso ono.

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RESIDUOS INDUSTRIALESResiduos de tratamiento de emisiones y descargas

Polvos, los gases producidos durante las etapas defusión y conversión son portadores de polvo, humos ysustancias volátiles. Los polvos, que contienen arsénico yplomo, entre otros, se captan en una etapa de depuraciónseca, antes de que elgas sea tratado en una planta deácido sulfúrico.

Lodos, generados por el tratamiento de aguas servidas yde residuos industriales líquidos.

Estos residuos generalmente son considerados no peligrosos.

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Manejo de Residuos Mineros

Evitar; prácticas que evitan la generación deresiduos.

Minimización; reducir, reutilizar y reciclar. Reuso demateriales o energía. Incluyecompostaje eincineración con recuperación de energía. Se puedenreutilizar y reciclar residuos como tambores, vidrio,

papel, solventes, aceites y agua de proceso.

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Tratamiento; disminuir cantidad o peligrosidad deresiduos, por ejemplo incineración sin recuperación de

energía.

El tratamiento puede resultar en una reducción detoxicidad o movilidad de contaminantes, o laextracción de un subproducto potencialmente valioso,

generando así mayores alternativas para sudisposición final.

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Disposición final; en instalaciones autorizadas, o searellenos sanitarios para residuos domiciliarios y

rellenos de seguridad para residuos peligrosos. Ladisposición final consiste en el confinamiento definitivode los residuos en un lugar determinado.

Para el caso de los residuos domiciliarios y asimilables

aplican los rellenos sanitarios, para los residuospeligrosos los depósitos o rellenos de seguridad.

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RESIDUOS MASIVOS MINEROS

En el caso de los estériles o lastre, que son losresiduos de descarte generados en los procesos deextracción, éstos están constituidos básicamente porlas mismas materias aprovechadas en los procesosmineros, y las prácticas actuales de manejo y

disposición final no alteran significativamente suentorno al ser dispuestas en las cercanías de loslugares de obtención.

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RESIDUOS MASIVOS MINEROS

En el caso de los relaves, escorias y ripios, que sonresiduos generados en procesos de beneficio, tienenalgunas opciones de minimización, como son:

Reutilización: Estos residuos se consideran en algunoscasos como reservas de minerales, para un uso futuro.

Recuperación y Reciclaje: Las escorias tienenconcentraciones de cobre que eventualmente podrían serrecuperadas y recicladas.

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RESIDUOS INDUSTRIALESAparte de los residuos sólidos masivos, se producen otros

residuos mineros en los procesos de obtención, como los decaptación de emisiones al aire, barros arseniacales, borrasplomadas, residuos del proceso de extracción por solventes yotros. Sobre estos tipos de residuos existen algunas prácticas deminimización, tales como;

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Recuperación: De los barros arseniacales se recuperan losmetales provenientes del tratamiento de purificación del

electrolito (proceso de electrodepositación), como son: cobre,arsénico, plomo, cadmio y bismuto, entre otros. Otro tipo deresiduo con posibilidades de recuperación es el obtenido en lacaptación de emisiones producida durante las etapas de fusión yconversión.

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Reciclaje: de las borras plomadas, se recupera el plomogenerado por la degradación de los ánodos de plomo en el

proceso de electroobtención, el que es reciclado por el proveedorde ánodos.

Otros residuos generados en la actividad minera presentan lasmismas características de otras actividades industriales, comoson los neumáticos, aceite quemado, tambores, envases yembalajes de materias primas e insumos, solventes orgánicos,baterías, filtros, plásticos, barras de fierro, correastransportadoras, maderas, etc. Sobre estos tipos de residuosexisten algunas prácticas de minimización, tales como;

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PRESAS DE RELAVES

Definición de Relave

Los relaves se definen como partículas de rocatrituradas que son producidas ó depositadas en forma

de pulpa (Pasta con agua). Esta definición involucra ala gran mayoría de desechos provenientes delprocesamiento mineral, después de la extracción delos valores minerales.

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PRESAS DE RELAVES

Definición de Relave

En la minería y en la metalurgia extractiva el principalénfasis está en la extracción de los valores minerales;

considerando que los relaves son simplemente unproducto de desecho con características físicas yquímicas propias. De otro lado la disposición derelaves es comúnmente identificado como el másimportante recurso de impacto ambiental por muchos

proyectos mineros.

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PRESAS DE RELAVES

Manejo de Relaves

TRANSPORTE DE RELAVES Y DESCARGALos relaves colectados del espesador son transportados en

forma de pulpa hacia los almacenamientos de relaves. Estapractica resulta mas de conveniencia que de diseño, dadoque los relaves en la planta ya están mezclados con agua y unadicional desecado para un manejo de relaves secos eseconómicamente prohibitivo.

El transporte de la pulpa de relaves es algunas veces por flujo degravedad a través de canaletas, pero más comúnmente seefectúa a través de tuberías, con o sin bombeo de acuerdocon las elevaciones relativas de la planta y los depósitos derelaves, tanto como por la longitud de la tubería y perdidas decarga.

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PRESAS DE RELAVES

Manejo de Relaves

TRANSPORTE DE RELAVES Y DESCARGALos sistemas de tuberías y bombeo para pulpa de relaves son

difíciles para diseñar y complicados para operar. Sin embargouna comprensión de las consideraciones básicas de transportede relaves es útil para comprender que los sitios dealmacenamiento están gobernados en gran medida por lasdistancias factibles para el transporte de relaves.

La pulpa de relaves es usualmente abrasiva y de alta viscosidad.La medida común de la densidad de la pulpa esta definidacomo el peso de sólidos por peso unitario de la pulpa, que estaen el rango de 15 a 55% y más comúnmente en el rango de40 a 50% producidos por espesadores típicos.

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PRESAS DE RELAVES

Manejo de Relaves

TRANSPORTE DE RELAVES Y DESCARGAEl diseño de las tuberías de relaves es complicado por un

número de factores tales como el mínimo flujo de velocidadque deben tener los relaves, para evitar que las partículassólidas sedimenten y bloqueen la tubería. El mínimo flujo develocidad es único para cada situación y depende de ladensidad de la pulpa así como del tamaño de las partículas.

Como una medida práctica, la mayoría de las tuberías de relavesoperan dentro de un rango de velocidad de aproximadamente5-10 pies/seg, dependiendo de la distribución de tamaño ygrosor de los relaves, de la densidad de la pulpa de relaves yotros factores.

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PRESAS DE RELAVES

Manejo de Relaves

TRANSPORTE DE RELAVES Y DESCARGAActualmente se emplean tuberías de polietileno de alta densidad

(HDPE), para el transporte de relaves con rango de presionesde tubería de baja a moderada.

La deposición de una playa de relaves arriba del nivel de aguaalrededor del perímetro de una presa de relaves, esusualmente deseable y algunas veces mandatorio parapropósitos estructurales. La deposición de playa puede serefectuada por un solo punto de descarga y por variasdescargas (Spigotting) como se muestra en la siguiente figura.Este punto de descarga requiere que el final de la tubería dedescarga de relaves sea reubicada periódicamente paraformar una serie de deltas adyacentes y traslapadas.

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PRESAS DE RELAVES

Manejo de Relaves

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PRESAS DE RELAVES

Tipos de Relaves

La naturaleza de los relaves varía de acuerdo con el mineraltratado en planta y las operaciones de procesamiento de las

partículas. Los relaves son caracterizados por propiedadesíndice que incluyen la granulometría, gravedad específica yplasticidad. En las siguientes secciones se presenta unadiscusión general sobre la naturaleza y producción de variostipos de relaves.

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PRESAS DE RELAVES

Tipos de Relaves

RELAVES DE PLOMO - ZINCEl plomo y zinc comúnmente se encuentran asociados y con

frecuencia son extraídos juntos y también algunas veces encombinación con la plata. La concentración se efectúa por elmétodo de flotación de espuma y con frecuencia con un pHligeramente alcalino.Los minerales de plomo y zinc se encuentran asociados conrocas cuarcíticas o dolomiticas produciendo partículas derelaves angulares y duras, típicas de operaciones de mina enroca dura.Cuando los relaves son separados por cicloneo la arena esfrecuentemente utilizada como relleno hidráulico de lasgalerías, así como para la construcción de las presas de relave.

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PRESAS DE RELAVES

Tipos de Relaves

RELAVES DE PLOMO - ZINC

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Tipos de Relaves

RELAVES DE ORO Y PLATAComo el plomo y zinc, el oro y la plata están frecuentemente

asociados en rocas mineralizadas y con frecuencia sonextraídas en combinación. El método de concentraciónpor flotación de espuma es casi universal para depósitosdiseminados de bajo grado. El concentrado de oro y platapuede ser el producto final de la operación minera.Alternativamente el concentrado puede ser adicionalmenteprocesado en algunas minas por una lechada de cianuro desodio con efectos obvios sobre el carácter del efluente líquidode los relaves.

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Tipos de Relaves

RELAVES DE COBRELa mayoría de los minerales de cobre producidos es obtenido

a gran escala con métodos de tajo abierto de rocasmineralizadas duras, los cuales son concentrados porflotación de espuma en la planta.

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PRESAS DE RELAVES

Propiedades Física, Resistencia, Compresibilidad y

Permeabilidad de los Relaves

CARACTERISTICAS DE DEPOSICIONPara un entendimiento del comportamiento de los relaves, es

importante conocer el proceso de deposición natural que sonsometidos.

Los relaves son depositados hidráulicamente, usualmente poralgunas de las formas del método de descarga perimetral,tanto por spigotting o rotación de un punto de descarga. Estoresulta en la formación de una playa de relaves gruesos arribadel agua y una zona de relaves finos (lama) asociada con elpondaje de agua de decantación.

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PRESAS DE RELAVES



CARACTERISTICAS DE DEPOSICIONPara la mayoría de los tipos de relaves, los taludes de la playa

son sub horizontales hacia el pondaje de decantación, con unapendiente promedio de 0.5 a 2% dentro de algunas decenasde metros, con playas resultantes de densidad de pulpa másalta y/o gradación más gruesa del total de relaves descargado.En puntos más distantes el talud de playa puede tener unapendiente más suave tan pequeña como 0.1 %.

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DENSIDAD

Densidad in - situLa estimación de la densidad in-situ puede ser particularmenteimportante durante la primera etapa de planeamiento deldepósito de relaves. La densidad in-situ de los relaves,usualmente controla el volumen requerido del depósito para unrango de producción de relaves de la mina.

La densidad in-situ puede ser expresada en términos dedensidad seca (gd) o relación de vacios (e).