Este documento describe las oportunidades para reducir costos mediante la optimización del uso del agua y manejo de efluentes en la minería. Presenta la situación actual de tarifas de agua y tratamiento de efluentes, y analiza experiencias en Chile. También describe nuevas herramientas como la simulación de especies iónicas y componentes en cada etapa del proceso minero para mejorar la recirculación de aguas y reducir contaminantes. El objetivo es cortar flujos de agua ingresante, encerrar contaminantes y promover mayor rec

1. REDUCCION DE COSTOS PORREDUCCION DE COSTOS POR
OPTIMIZACION DE USO DE AGUAS
Y MANEJO DE EFLUENTES
Preparado para:
03 de Noviembre del 2016
Oswaldo Tovar Jorge Tovar

2. Ingeniería de Recursos SRL
ContenidoContenido
1. Situación actual
2. Visión integral
3 Nuevas herramientas3. Nuevas herramientas
4. Experiencias
5. Oportunidades
6. Recursos6. Recursos
2

3. Ingeniería de Recursos SRL
1. Situación Actual
C á b l ?a. Cuánto cuesta obtener el agua?
• Tarifas doméstica, industrial, en campo
• Ubicación tropical
• Esfuerzos por reducir ingresos de agua al sistema
8.00
PU (Soles/m3)
PU residencial sin CF
5.00
6.00
7.00
m3
PU industrial
PU Social
PU Estatal
PU Mineria (Disp Alta)
PU Mineria (Disp Media)
PU Mineria (Disp Baja)
Vertimiento ECA‐3
2.00
3.00
4.00
Soles/m
Vertimiento ECA‐4
‐
1.00
‐ 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0
Consumo mensual unitario (m3/unidad inmobiliaria) 3

4. Ingeniería de Recursos SRL
1. Situación Actual
b Cuánto cuesta disponer el agua?b. Cuánto cuesta disponer el agua?
Tarifas del ANA (l/s anualizado)
CAPEX d t t i t (l/ t )CAPEX de tratamiento (l/s por etapas)
OPEX de tratamiento (cal, ósmosis)
C t d di i ió d idCosto de disposición de residuos
PU Mineria PU Mineria PU Mineria Vertimiento Vertimiento Tratamiento
flujo (l/s)
(Disp Alta) (Disp Media) (Disp Baja) ECA‐3 ECA‐4 efluente
tarifa unitaria (soles/m3) 0.0926 0.1853 0.2779 0.0473 0.0492 0.2500
tarifa unitaria (US$/m3) 0.0276 0.0553 0.0830 0.0141 0.0147 0.0746
10 8,717 17,444 26,161 4,453 4,632 23,534
20 17,434 34,887 52,322 8,905 9,263 47,069
50 43,586 87,218 130,804 22,263 23,158 117,672
4
100 87,171 174,436 261,608 44,527 46,316 235,343
200 174,342 348,873 523,215 89,054 92,631 470,687

5. Ingeniería de Recursos SRL
1. Situación Actual1. Situación Actual
c. Cuánto nos cuestan las contingencias?
M lt d l ANA• Multas del ANA
• Multas de OEFA
• Fiscalías Ambientales
5

6. Ingeniería de Recursos SRL
1. Situación Actual1. Situación Actual
e. Cómo estamos en Perú?
Curvas de precipitación en Perú
R ki d it i (MINEM)Ranking de consumos unitarios (MINEM)
Ranking de vertimientos (ANA)
6

7. Ingeniería de Recursos SRL
1. Situación Actual
f Cómo están en Chile?f. Cómo están en Chile?
0,67
0,69
0,66
0,68
0,70
Consumo Agua Fresca por Tonelada Mineral Procesado en Concentradora
0,65
0,61
0,57
0,58
0,60
0,62
0,64
m3/ton mineral
75%
Recirculación de Agua en Concentradora
0,53
0,50
0,52
0,54
0,56
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Años
62,9%
67,7% 68,0% 67,8%
70,3%
60%
65%
70%
ecirculación Aguas
Años
57,3%
50%
55%
60%
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
% Re
0,12
0,12
0,12
0 11
0,12
0,13
do
Consumo Agua Fresca por Tonelada Mineral Tratado por Hidrometalurgia
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Años
0,10
0,09
0,09
0,10
0,11
m3/ton mineral Tratad
7
Fuente: “Estadísticas Consumo de Agua de la
Minería del Cobre al año 2014” - COCHILCO
(Comisión Chilena del Cobre)
0,08
0,07
0,08
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Años

8. Ingeniería de Recursos SRL
2. Visión integralg
Estrategia
Calidad y cantidad de
Entorno geológico y
mineralización para
Modelar Balance
Metalúrgico que
generará Balance de
Definición de
Estrategia de Manejo
y Optimización:
Cortar flujos de ingresoy
agua ingresante en
cada etapa del proceso
p
prever las especies
iónicas que se liberarán
g
Agua y este un Balance
Iónico para cada línea
de flujo del sistema
Cortar contaminantes
Encerrar contaminantes
Promover recirculación
8

9. Ingeniería de Recursos SRL
3. Nuevas Herramientas3. Nuevas e a ie tas
Simulación de especies iónicas en cada línea del proceso
a. Aumento de recirculación de aguas, trae consigo la concentración deg , g
especies disueltas.
b. Una mayor concentración de compuestos, puede traer como consecuenciab. Una mayor concentración de compuestos, puede traer como consecuencia
problemas operacionales (disminución de recuperaciones metalúrgicas,
corrosión, incrustaciones) y afectar la calidad de los concentrados
(aumento de impurezas que castigan el valor comercial).
c. Antes de implementar la recirculación de aguas, se debe tener claridad de
las posibles consecuencias (simulación) y tomar medidas preventivas (ej:
implementación de purgas y/o tratamiento)
9

10. Ingeniería de Recursos SRL
3 Nuevas Herramientas3. Nuevas Herramientas
Simulación de especies iónicas en cada línea del proceso
a. Descripción de la operación
b. Modelación matemática de cada
proceso
c. Simulación de flujos recirculativosc. Simulación de flujos recirculativos
d. Acciones sobre contaminantes
específicos para evitar interferencias
con metalurgiag
e. Encapsulamiento de contaminantes
(evitar que contaminen el resto del
sistema)
f. Tratamiento del mínimo caudal (capex),
al menor costo (opex), de la forma más
eficiente (capex&opex), y con residuos
más estables (contingencias)más estables (contingencias).
10

11. Ingeniería de Recursos SRL
3. Nuevas Herramientas
Simulación de especies iónicas en cada línea del proceso
11

12. Ingeniería de Recursos SRL
3. Nuevas Herramientas
264 Componentes analizadas en el simulador
• Información general (flujo, Cp, humedad, pH, leyes)
• 6 variables
Información General
• Iones disueltos (especiación)
264 Componentes analizadas en el simulador
( p )
• Sólidos Disueltos Totales
• 45 componentes
Concentración Iones Disueltos [ppm]
• Compuestos sólidos suspendidos
• Sólidos Suspendidos Totales
• 32 componentes
Concentración Sólidos Suspendidos
[ppm]
p
• Iones disueltos (especiación)
• Sólidos Disueltos Totales
• 45 componentes
Flujo Másico Iones Disueltos [kg/h]
• Compuestos sólidos suspendidos
• Sólidos Suspendidos TotalesFlujo Másico Sólidos Suspendidos [kg/h] • Sólidos Suspendidos Totales
• 32 componentes
Flujo Másico Sólidos Suspendidos [kg/h]
• Finos de cada elemento químico
• Incluye finos disueltos totales
• 33 componentes
Concentración Finos Disueltos [ppm]
• Finos de cada elemento químico
• Incluye Finos Suspendidos Totales
• 19 componentes
Concentración Finos Suspendidos [ppm]
• Finos de cada elemento químico
• Incluye finos disueltos totales
Flujo Másico
Finos Disueltos [kg/h]
12
• 33 componentes
Finos Disueltos [kg/h]
• Finos de cada elemento químico
• Incluye Finos Suspendidos Totales
• 19 componentes
Flujo Másico Sólidos Suspendidos [kg/h]

13. Ingeniería de Recursos SRL
3. Nuevas Herramientas
264 Componentes analizadas en el simulador
• 6 Parámetros Generales
• 45 iones disueltos en ppm
• 32 especies suspendidas en ppm
• 45 iones disueltos en kg/h
• 32 especies suspendidas en kg/h
• 33 finos disueltos en ppm
f d d• 19 finos suspendidos en ppm
• 33 finos disueltos en kg/h)
f d d k h
13
• 19 finos suspendidos en kg/h

14. Ingeniería de Recursos SRL
3. Nuevas Herramientas
Bibli t d d l d ll d
Categoría Modelo
Mezcla/División Aguas
Divisor de Flujos
Mezclador
Biblioteca de modelos desarrollados
Mezcla/División Aguas Mezclador
Separador de Flujos Prioritario
Separadores Iónicos y
Sólido – Líquido
Osmosis Inversa (iónico)
Celda Flotación (selectivo)
Separador S/L
Sólido – Sólido
Separador S/L
Separador Gravimétrico
Coagulación FeCl3
Neutralización con Ca(OH)2 y NaOH
Reacciones Químicas
Precipitación Sulfato < Kps CaSO4
Ajuste de pH
Equilibrio Químico CaSO4
AblandamientoAblandamiento
Dimensionadores
Estanques
Agitadores
Separadores S/L
BombasBombas
Estimadores de Costo
OPEX
Beneficio Económico
Principales Índices de Producción
14

15. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
15 Proyectos de Modelación Concluidos
Unidad Minera Año Descripción
1 Alumbrera - Glencore 2006 Identificación de estrategias para reducir nivel de sulfatos en efluente final y evitar
así la construcción de planta de tratamiento
2 Los Bronces –AngloAmerican 2007 Se construyó el modelo inicial de toda la operación, con el objetivo de
contener/reducir el SO4 y otras fuentes principales de contaminantes
3 Proyecto Pachón 2007 Desarrollo Ingeniería de Perfil para planta de tratamiento de efluentes utilizando
modelo, dimensionamiento de equipos, estimaciones de costo directo de equipos
y opex
4 Caletones – CODELCO Teniente 2007 -
2008
Ingeniería Conceptual de Adaptación de plantas de tratamiento riles provenientes
de planta de ácido, análisis alternativas de tratamiento y diseño de ingeniería
usando modelo
5 Alumbrera - Glencore 2008 Actualización modelo y definición de sistemas de tratamiento para abatir
contaminantes según nuevas normativas más exigentes
6 Los Bronces -AngloAmerican 2008 -
2009
Actualizar modelo según proyecto de expansión y diseño a nivel ingeniería
conceptual para mitigar la formación de incrustaciones en tuberías2009 conceptual para mitigar la formación de incrustaciones en tuberías
7 CODELCO – Distrito Norte 2009 Ingeniería Conceptual para el descarte integral de soluciones ácidas provenientes
de lixiviación, análisis de alternativas para recuperación de elementos de valores
desde soluciones ácidas
8 Los Pelambres - AMSA 2009 Estudio ampliación de capacidad de planta tratamiento de riles y diseño8 Los Pelambres - AMSA 2009 Estudio ampliación de capacidad de planta tratamiento de riles y diseño
ingeniería de perfil
9 Compañía Minera Doña Inés de
Collahuasi - Xstrata
2010 –
2011
Optimización sistema hídrico desde el ingreso de mineral desde mina hasta la
descarga en puerto de embarque
15

16. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
15 Proyectos de Modelación Concluidos
UNIDAD MINERA AÑO DESCRIPCION
10 Polimetálico Perú 2750 tpd 2012 Modelo base y simulación de alternativas para tratamiento de
efluentes que incluyen ósmosis, separación de flujos y remediación
de fuentes generadora de agua ácida. MT
11 Polimetálico Perú 2700 tpd 2012 Modelo base y simulación de alternativas para tratamiento de11 Polimetálico Perú 2700 tpd 2012 Modelo base y simulación de alternativas para tratamiento de
efluentes que incluye pre-tratamiento de agua de mina. AN
12 Polimetálico Perú 4500 tpd 2012 Modelo base y alternativas de tratamiento con cal. CH
13 Polimetálico Perú 4700 tpd 2012 Modelo base, identificación de fuentes de contaminación metalesp
bivalentes (agua ácida), pruebas de abatimiento con flujos
separados y mezclas. Se identificó que el sistema futuro era más
sensible al caudal que a la carga química con lo que se diseño
estrategia para separación de aguas y reducir CAPEX de ósmosis
14 Los Pelambres – AMSA 2012 Maximización de flujo recirculativo para optimización de uso de14 Los Pelambres AMSA 2012 a ac ó de ujo ec cu a o pa a op ac ó de uso de
agua fresca
15 División Ventanas – CODELCO 2013 Estudio conceptual alternativas de manejo y tratamiento de
efluentes provenientes de planta de ácido
16

17. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
5 Ingenierías5 Ingenierías
Conceptuales y
Perfil
4 Estudios
R d ióReducción
Contaminantes
en Fuente
4 Estudios
Definición MejorDefinición Mejor
Ubicación
Sistema
Tratamiento
2 Estudios para
Optimizar
Gestión de Uso
del Agua
17

18. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Identificación de fuentes de contaminantes internas
Caso: Minera de cobre, con tratamiento y descarte de agua de filtración de
concentrado.
• Modelo indicó que aparición de nuevos contaminantes en el efluente se
debió a aumento de proporción de agua de proceso en el agua de dilución
del concentrado para su transporte.
l b d d d f• Solución: cambio de un porcentaje de agua de proceso, por agua fresca
(sólo el necesario calculado por el modelo).
C i f i difi l t d t t i t• Consecuencia: no fue necesario modificar planta de tratamiento para
abatir nuevos contaminantes.
18

19. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Abatimiento de contaminantes en flujosAbatimiento de contaminantes en flujos
recirculativos
C Mi d b i t i l ti dCaso: Minera de cobre, con sistema recirculativo de
aguas saturado en sulfato de calcio (problema de
incrustaciones)
• Modelo indicó que fuentes principales era la
disolución de mineral y el uso de cal y ácido sulfúrico.
• Solución: no era posible cambio de reactivos (costos)• Solución: no era posible cambio de reactivos (costos),
entonces se propuso tratamiento (ablandamiento)
en laguna de la relavera, antes de la recirculación
(precipitación y sedimentación en la misma relavera)(precipitación y sedimentación en la misma relavera).
19

20. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
En un caso se evitó construir planta para SO =En un caso se evitó construir planta para SO4
Uso de herramienta para simular lavado en contracorriente de pulpa de concentrado y determinar efectos en la
calidad del agua de filtración (contenido de Sulfatos) que es descargada como efluente.
Operación Minera en Argentina
Implementación Medidas
Sulfato después: 0,4 g/L
Sulfato antes: 1,5 g/L
p g
Resultado: la simulación indicó que al realizar el lavado, podría bajar la concentración de sulfatos desde 1.500
mg/L a menos de 500 mg/L (concentración límite normativa de descarga Argentina). El cliente implementó los
20
cambios propuestos, resultando en que el efluente comenzó a cumplir la normativa, sin necesidad de
implementar sistema de tratamiento.

21. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Mitigación de incrustaciones en tuberías
Escenario 175 KTpd Q agua L/s
SO4 [mg/L] dis 8
SO4 [Kg/h] tot 28
% alim /salida 1 Alim SO4 12164
0% Salida SO4 12187
30 -23
244
26 400
0% 123
3184 112 177
Pi i NN N S
Aguas minas
Agua de Rio
Infiltraciones CV -005
a STR
Estero
Rio
Consumo en
Pta Concent
1352 1307 1%
15656 526 89
220
70
73 1%
24939
6572
54%
718
192 6%
1304 41
Piscinas NN N S
Agua de Rio
Mineral
TK100
TK106
TK744
TK104
Molienda +
Flotación
Cal
H
2
SO
4
1304 41
907 3316
0 488
1352
0
3235 36
1300 219 1492
21475 1492 200 0 8
1175 1254 28
237 0 1
1631 0%
Tapón
Agua
Conc.
Colectivo
Colas
Flotación
selectiva TK711TK10/12
TK20/21
Infilts CV -006/7
TK52
NaSH
1631 0%
1390
28
2698
276
35 2%
17007
2126 368
Concent.
cobre
E d
Concentrado
molibdenoRelave
Agua Recuperada TK50/51/712
TK13
PLF
ajuste
Cp
HCl
FeCl
3
Cl
2
Repulpeo Control Polvos
Dren/Infiltraciones
77 17% 1 1287 404
0 1724 1701
17 0 14% 2474 20%
725
1357
3542
141
Lluvia
Evaporada
Retorno
Tailings
Tailings
Agua lavado
filtros
Agua de rio
STR
Pta Filtros
+ Piscinas
PUERTO
21
141
1378
1891
16%
432
1382
8295
68%
Acumulado
Alimentación
PTE
A muro

22. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Mina Chancado Molienda Planta Concentradora
Planta Molibdeno
Mitigación de incrustaciones en tuberías
Mina Planta Concentradora
0,0004926
2410
1287
0,0001533
2774
0,1437
0,0003266
4003
9,227
25,11
3063
2237
Ca+2
SO4-2
CaSO4.2H
20
Embalse
Intermedio
Infiltraciones, Drenes, Riego Caminos
Evaporación
0,04569
3236
1660
20
Depósito Relaves
Remoción
Agua Fresca
Lamas, Infiltraciones
Excedentes
0,0
100
240
0,7535
2665
439
0,04569
3236
1660
0,0
1500
500
0,0
100
240
Ca+2
SO4-2
CaSO4.2H
20
Ca+2
SO4-2
CaSO4.2H
20
Incrustacione
s
Estación Bombeo
Riego RF
Repulpeo
Relavera
145 1
0,0
946
30,97
0,000523
1818
183
20
22
I L S
REFINO
g
Lixiviación
Neutralizació
n
0,000291
2355
145,1
0,000523
1818
183

23. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Comparativo del Manejo Antes y Hoy
Disponibilidad de agua
Leyes ambientales
Generación de fuentes propias
23
Ausencia de leyes ambientales
Poca actividad minera
Generación de fuentes propias
Reducción de costos
Presión social

24. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Uso Optimo del AguaUso Optimo del Agua
Liberación de fuentes externas de agua
Recirculación y reutilizaciónRecirculación y reutilización
Separación de flujos dentro y fuera de mina
Reducción de flujos de agua subterránea
• Sellado de taladros artesianos
• Impermeabilización
Eliminación de fuentes generadoras deEliminación de fuentes generadoras de
drenaje ácido
• Desulfuración de relaves
E l i d i i ( l• Encapsulamiento de piritas (relaves y
botaderos)
Efluente tratado
24

25. Ingeniería de Recursos SRL
4. Experiencias
Casos Emblemáticos
Cerro Lindo:
• Desalinizacion (proximidad a la costa)• Desalinizacion (proximidad a la costa)
Cerro Verde:
E b l d ll i• Embalse aguas de lluvia
• Tratamiento y reuso aguas servidas
Toromocho:
• Tratamiento y reuso aguas de mina
Proy. Quellaveco:
• Uso de aguas boratadas
• Embalse aguas de lluvia
25
Embalse aguas de lluvia

26. Ingeniería de Recursos SRL
5. Oportunidades
Reducción de CAPEXReducción de CAPEX
26
Fuente: Revista Desalination 347 (2014) 103–111. Capital cost estimation of RO plants

27. Ingeniería de Recursos SRL
5. Oportunidades
Reducción de OPEXReducción de OPEX
US$/m3
dsolubilidadLímitede
mg/l
27
mg/lSO4
=:
1500

28. Ingeniería de Recursos SRL
5 Oportunidades5. Oportunidades
Nuevos casos de negocio
• Proveer (vender) agua (potable/embotellada)
V d id d i ( Z S C S )• Vender residuos de tratamiento (caso ZnS, CuS, etc)
• Desulfurización de relaves -> bajo DAR en el futuro
28

29. Ingeniería de Recursos SRL
6. Recursos
Proyecto Manejo de Aguas y Tratamiento Efluentes
Semana
Actividades 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
1.00 Etapa 1: Estrategia Manejo Agua
1.01 Reuniones, presentaciones
1.02 Revisión Antecedentes
1.03 Visita Terreno
1.04 Procesamiento de Datos
1.05 Pruebas abatimiento
1.06 Construcción y Calibración Modelo
1.07 Estudio de Casos (10)
1.08 Pruebas metalúrgicas
1.09 Estimaciones CAPEX(EquiposPrincipales)/OPEX
1.10 Informe Final
2.00 Etapa 2: Ingeniería Factibilidad
2.01 Pruebas laboratorio para optimización
2.02 Pilotaje de optimización y definición
2.03 Taller HAZOP y Selección del cliente
2.04 Diseño Disciplina Procesos
2.05 Diseño Disciplina Mecánica Piping
2.06 Diseño Disciplina Eléctrica
2.07 Diseño Disciplina Civil Estructural Cimentaciones
2.08 Estimaciones CAPEX/OPEX
29
Tiempos aproximados sujetos a evaluación según complejidad de Unidad Minera

30. Ingeniería de Recursos SRL
6 Entregables6. Entregables
1. Diagrama de Bloques y Balance de Masas actual real y validado
2. Tabla de parámetros metalúrgicos y criterios de simulación de cada
caso
3. Alternativas de mejora estudiadas, simuladas con sustento de cálculos
4. PFDs analizados
5. (DM) Tabla comparativa de casos
6. (DM) OPEX, Long Lead Equipment CAPEX
7. (DM) Tabla comparativa de Pros y Cons
8. Plan de ejecución y cronograma para las siguientes etapas
30

31. Ingeniería de Recursos SRL
Muchas Gracias...Muchas Gracias...
Contactos:
Oswaldo Tovar Jorge Tovar
oswaldo.tovar@icloud.com
+51 999 657 317
jtovar@hydrogeo.com.pe
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