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Innovación

Gestión de relaves y administración hídrica en minería

Las instalaciones de almacenamiento tradicionales de relaves húmedos consumen cantidades considerables de agua. Las nuevas prácticas de gestión de relaves buscan recuperar gran parte de esta agua para su reutilización en la planta de procesamiento de minerales, lo que reduce la extracción de agua sin tratar y el impacto regional de las operaciones mineras en el agua, un elemento clave para la sustentabilidad de la minería.

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El dilema de los relaves

Los relaves mineros son el subproducto residual que queda después de extraer la parte con valor económico del mineral. A pesar de que la composición exacta varía según el mineral y la metodología de procesamiento, los relaves generalmente contienen una fracción de agua significativa junto con material de ganga y reactivos químicos. La práctica convencional es bombear los relaves por tuberías hasta una instalación de almacenamiento en superficie y devolver el agua para su reutilización después de que los sólidos se hayan sedimentado. Sin embargo, gran parte del agua permanece en los relaves o se pierde y debe ser reemplazada, lo que representa un importante consumo anual de agua por parte de las operaciones mineras.

Aunque ofrece bajos CAPEX y OPEX, la gestión de relaves convencionales presenta los siguientes problemas:

•    Recuperación de agua altamente ineficiente

•    Se requiere contención (mayor riesgo de fallo del TSF)

•    Alto potencial de vertidos e infiltración

•    Rehabilitación desafiante (altos costos de rehabilitación)

Varios factores agravan este dilema del agua de los relaves. Muchas regiones mineras están en áreas con escasez de agua. Se prevé que el cambio climático aumentará la frecuencia de eventos hídricos extremos, como sequías, que reducen el suministro de agua y aumentan el riesgo de conflictos hídricos con las comunidades locales, e inundaciones, que pueden inundar las instalaciones de almacenamiento de relaves y provocar su fallo. Al mismo tiempo, la disminución de la ley del mineral aumentará la cantidad de material ROM procesado, lo que generará más relaves y consumirá aún más agua.

Con una producción anual estimada de relaves que supera ampliamente los 10 mil millones de toneladas, se necesita urgentemente un nuevo paradigma para reducir el volumen de los relaves y maximizar la recuperación de agua en relaves. La innovación tecnológica será importante en el desarrollo de este nuevo paradigma, y FLS ofrece varias soluciones para mejorar la recuperación y el tratamiento del agua de los relaves.

Como con la mayoría de las innovaciones de sustentabilidad en la minería, no existe una solución única para la recuperación y reciclaje del agua de los relaves. Las soluciones de gestión de relaves más adecuadas dependerán de varios factores. Por ejemplo, las condiciones climáticas influyen en los factores económicos y la viabilidad del desaguado de relaves. Los costos del agua tienden a ser bajos en climas húmedos, lo que hace que el desaguado de los relaves sea poco atractivo desde el punto de vista monetario. Por el contrario, el desaguado de los relaves será económicamente más viable en climas más secos debido al mayor costo del agua, que compensa los costos del desaguado y del tratamiento del agua.

La mineralogía y la topografía también influyen en cualquier plan de gestión de relaves. El tipo y la cantidad de arcillas presentes en un yacimiento pueden afectar significativamente el desaguado de los relaves: un alto contenido de arcilla da lugar a bajas tasas de desaguado y a la necesidad de utilizar equipos más caros y de mayor capacidad. Los terrenos planos requieren tranques costosos para encerrar cualquier instalación de almacenamiento de relaves húmedos, mientras que los valles solo necesitan un tranque al final para contener los relaves (pero la capacidad es limitada). También existe la simple necesidad de espacio. Elimine el agua y prolongará la vida útil de cualquier instalación de almacenamiento.

 

Soluciones para gestión de relaves de FLS

Relaves espesados

Los espesadores de alta velocidad o densidad concentran los relaves antes de eliminarlos, de esta forma se recupera una gran cantidad de agua de proceso y se crean relaves de alta densidad. Por ejemplo, los espesadores Deep Cone® de FLS pueden recuperar hasta un 70 % del agua de los relaves, lo que los hace ideales para la conservación del agua. Los espesadores Deep Cone tienen paredes laterales profundas, ángulos de cono agudos y un diseño patentado en su rastrillo espiral interior para crear y permitir una operación efectiva con lechos de lodo profundos, tiempos de residencia del lodo prolongados y una mayor compactación de sólidos, todo lo que optimiza la recuperación del agua.

Por otro lado, el espesador E-CAT™ combina el espesamiento de alta velocidad y la clarificación del agua en una sola unidad. Estos espesadores manejan altos rendimientos a la vez que logran separaciones sólido-líquido altamente eficientes para producir un rebose de alta claridad. Esto permite una excelente recuperación del agua y minimiza los costos de tratamiento del agua.

Relaves filtrados

La filtración de relaves incorpora espesadores de alta velocidad o densidad, seguidos de varios filtros para lograr hasta un 95 % de recuperación de agua de los relaves. Los relaves filtrados aumentan así el agua que retorna a la planta para su reutilización; sin embargo, es crucial seleccionar el filtro correcto. Algunos relaves se pueden desaguar lo suficiente con un filtro de vacío, mientras otros requieren filtración por presión, como el último filtro prensa AFP2500. Diseñar una solución de relaves filtrados efectiva, pero que no sea excesivamente costosa, es un acto de equilibrio que requiere un entendimiento profundo de las características, el proceso, las capacidades de los equipos y los costos en relación a los relaves.

Con una presión de alimentación máxima de filtrado de 15 bares, el filtro prensa AFP2500 logra una máxima densidad y una mínima humedad de torta sin membranas para desaguar diferentes pulpas de concentrados y relaves. También apoya el control y la toma de decisiones basados en datos para un mantenimiento proactivo optimizado. Por ejemplo, el sistema de alarma de placa Intelliplate detecta el tiempo y la ubicación de cualquier fallo de los medios, para poder abordar el problema antes de que se propague o dañe las placas. Mientras tanto, un sensor determina la humedad de la torta cada 10-30 minutos, lo que permite una respuesta casi en tiempo real ante problemas de rendimiento del filtro.

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Relaves con co-mingling EcoTails®

La solución de relaves con co-mingling EcoTails se desarrolló en conjunto con un socio industrial. Mezcla relaves de “filtrado rápido” con roca estéril en tránsito para crear un producto geotécnicamente estable llamado GeoWaste™. GeoWaste es fácil de transportar y tiene una alta resistencia cuando se apila, lo que permite el apilamiento en operaciones mineras a gran escala, incluso en áreas con alta actividad sísmica o precipitaciones.

Por lo tanto, EcoTails ofrece las ventajas de los relaves filtrados con los siguientes beneficios adicionales:

•    Reducción del flujo de oxígeno, ya que los relaves finos llenan los espacios entre las partículas de roca.

•    Reducción del riesgo de drenaje de roca ácida.

•    Aumento de la resistencia al corte para una mejor estabilidad física proporcionada por la roca estéril gruesa.

•    Una huella de desecho total más pequeña, ya que se combina el relave y la roca estéril.

La solución de filtrado rápido de FLS proporciona la base tecnológica para los relaves con co-mingling EcoTails, lo que aumenta la velocidad de proceso del filtro y permite procesar grandes volúmenes de relaves. Mientras tanto, las estaciones de chancado fijas o semimóviles procesan roca estéril para un co-mingling eficiente.

Relaves de pasta

Los relaves de pasta se han desaguado para formar una pasta gruesa no segregante con un contenido mínimo de agua. Esto significa que no fluyen fácilmente y producen poca o ninguna infiltración cuando se almacenan. Los relaves de pasta suelen utilizarse para rellenar minas subterráneas. La pasta se mezcla con un aglutinante, como cemento, para apoyar y evitar el colapso y la subsidencia del frente. Cualquier exceso de pasta se puede almacenar en instalaciones de relaves superficiales.

La mayoría de los proyectos de relleno en pasta han utilizado los equipos de desaguado de FLS, como los espesadores Deep-Cone o los filtros de vacío. Además de recuperar una cantidad significativa de agua de los relaves a través de espesamiento y filtración, el relleno en pasta disminuye los requerimientos de almacenamiento de los relaves en superficie a la vez que respalda las operaciones mineras subterráneas, lo que permite extraer minerales que antes no se explotaban (pilares y soportes). Mezclar la pasta con un aglutinante estabiliza los relaves y minimiza el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. También se reduce el drenaje de roca ácida para algunos minerales.

El futuro de la gestión de los relaves

Las soluciones innovadoras para la gestión de relaves, como Eco-Tails y los relaves de pasta, pueden requerir un CAPEX más alto que las instalaciones convencionales de almacenamiento de relaves; sin embargo, cuando se consideran los riesgos hídricos a largo plazo junto con la seguridad y los problemas de responsabilidad en el futuro, el caso de negocio puede resultar mucho más atractivo. El caso es que las empresas mineras deben abordar ahora los riesgos hídricos y de los relaves para evitar futuras disrupciones en las operaciones mineras por los cambios en la disponibilidad del agua y los posibles retos que esto puede plantear en cuanto a la viabilidad, los factores financieros y la licencia social para operar.

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Preguntas frecuentes

Preguntas frecuentes acerca de gestión de relaves

Un tranque de relaves es un tranque de terraplén que contiene los subproductos residuales de las operaciones mineras (relaves). Los tranques de relaves suelen construirse utilizando relaves mezclados con otros materiales, como roca estéril. Su propósito principal es contener los relaves de forma segura, garantizando la salud y la seguridad de los colaboradores y las comunidades, además de evitar la contaminación medioambiental.

El agua se utiliza en casi todo el procesamiento de minerales y la mayor parte de esa agua se vierte a los relaves. Cuando se almacenan los relaves, una parte significativa queda “atrapada” con los sólidos, y parte del agua se pierde a través de la evaporación o la infiltración y se repone mediante el consumo de agua dulce. En áreas de escasez de agua, donde la minería puede ser el mayor consumidor de energía, esto puede suponer una presión sobre los recursos hídricos, con el riesgo de que se produzcan conflictos con las comunidades locales y otras industrias (como la agricultura) y se dañen los ecosistemas locales. La recuperación del agua de los relaves para su reutilización disminuye el consumo de agua dulce de una mina y, por tanto, mitiga estos posibles impactos negativos.

Hoy, los relaves se eliminan principalmente en instalaciones de almacenamiento de relaves húmedos. Estas instalaciones contienen las pulpas de relave detrás de un tranque de relaves (terraplén), con métodos de almacenamiento convencionales que incluyen embalses transversales y tipo cubeta (dique circular). Los métodos alternativos de eliminación de relaves incluyen relaves de pasta o filtrados (que también se pueden utilizar como relleno en la minería subterránea). El enfoque para la eliminación de los relaves depende de múltiples factores, entre ellos el enfoque de gobernanza de la minera, la regulación gubernamental, las características del mineral, la topografía y el clima local, la geología del lugar y el riesgo sísmico, y los factores financieros.

Los relaves espesados se concentran utilizando tecnología de espesamiento, como espesadores de alta velocidad o alta densidad, los que pueden eliminar hasta el 70 % del agua y crear relaves con un alto contenido de sólidos.

Los relaves filtrados son relaves espesados que se someten a una etapa de desaguado secundario, que extrae hasta un 95 % del agua de los relaves. Existen diferentes técnicas de filtración disponibles: desde la simple filtración por gravedad hasta equipos digitales optimizados basados en la presión como el filtro prensa AFP2500. La selección de la tecnología de filtración más adecuada depende de las características de los relaves.

Los relaves de pasta se han desaguado mediante espesamiento/filtración para formar una pasta gruesa no segregante con un contenido mínimo de agua, que puede eliminarse en pequeños embalses superficiales o utilizarse como relleno en la minería subterránea.

Los relaves con co-mingling, como el material GeoWaste producido mediante el proceso Eco-Tails, combinan relaves y roca estéril para crear un material geotécnicamente estable. Esto permite apilar los relaves en áreas donde de otro modo no sería adecuado, como áreas de alta actividad sísmica o precipitación.