Depósitos de relaves espesados

DEPÓSITOS DE RELAVES
ESPESADOS

DEPÓSITOS DE RELAVES ESPESADOS
• No requiere de una presa de contención En el
contorno del depósito se puede construir una obra
para contención y recirculación de agua.
• Los relaves son dispuestos con una concentración
de sólidos sobre 50 % en peso.
• La pulpa escurre como un todo, sin segregación del
material por tamaño.

• En el punto de descarga se forma un cono de
material con pendiente que depende del % de sólidos
(de 2 a 6 % para concentraciones de 50 - 65 %).
• Con el desplazamiento del punto de descarga se
obtiene un depósito de baja altura, por lo que es
apropiado para disponer relaves en extensiones
relativamente planas.

• La pasta corresponde a una mezcla de agua con
sólidos de alta densidad, que contienen abundante
partículas finas.
• El bajo contenido de agua (10 a 25%), hacen que
esta mezcla tenga una consistencia espesa.
• Existe muy poca diferencia entre una pulpa de alta
densidad y una pasta.

• Cuando ha sido depositada, puede exudar
pequeñas cantidades de agua.
• La variabilidad de tamaños evita que las partículas
se segreguen y sedimenten cuando la mezcla no esté
en agitación o no se esté moviendo en las tuberías.

• La consistencia alcanzada permite que una pasta
permanezca estable aún cuando esté varias horas sin
moverse.
• La pasta acepta una gran variabilidad de
componentes como cuarzo, feldespato, arcillas,
micas y sales.
• Reducción significativa del manejo del volumen de
agua clara en relación a las instalaciones de un
tranque convencional y el correspondiente uso en la
eficiencia del uso del agua.

• Reducción del volumen de materiales involucrados
en la construcción de presa y los riesgos asociados.
• Menores requerimientos de superficie de suelo
para la disponer los relaves.
• Reducción de los riesgos de generación de aguas
ácidas y lixiviación de metales.

 Chile tomó contacto con la tecnología en el año
2002.
 En estos años hemos adquirido experiencia en
todos los aspectos relacionados con la tecnología,
diseño, pruebas, construcción y operación.
 Actualmente en Chile existe experiencia en todos
los aspectos relacionados con la disposición de
relaves en pastas y espesados.
 Existen empresas capacitadas para ofrecer a las
empresas mineras la experiencia en estudios
preliminares, factibilidad y de ingeniería de detalles.
Experiencia en disposición de pastas

La pasta es un material denso y homogéneo, que se
logra eliminando el agua de los relaves en forma
profunda y que es depositado en capas delgadas,
para favorecer la evaporación de la humedad
remanente.

Reduce significativamente:
• La necesidad de diseñar y construir grandes
presas.
• El volumen de materiales involucrados en la
construcción de presa.
• Los riesgos de falla geomecánica asociados a los
tranques convencionales.
Pasta de relaves versus relave convencional

• Los riesgos de generación de aguas ácidas y
lixiviación de metales.
• El manejo del volumen de agua clara.
• Las pérdidas de agua por infiltración y evaporación.
• La superficie de suelo para la disponer los relaves,
optimizando el uso del suelo.
• La emisión de material particulado.

Incrementa significativamente:
• La recuperación de aguas desde los relaves.
• La aceptación de la comunidad.
• La posibilidad de co-depositar junto a otros
residuos mineros (lastre).
• La flexibilidad operacional.

• Se puede desarrollar actividades de remediación en
forma paralela a la operación.
• Permite encapsulación de contaminantes.
Además:

• Los costos asociados a espesamiento y bombeo.
• Falta de experiencia en empresas de la Gran
Minería.
• Los riesgos asociados a una nueva tecnología para
disponer relaves.
Desventajas percibidas para la disposición de
relaves en pasta

Flujo de
relaves (t/h)
105 105 105
Flujo de agua
(m3
/h)
310 109 70
Cp (%)
(residual)
25 % 49 % 60 %
% agua
proceso
100 % 35 % 23 %
Recup. de agua 65 % 77 %
105
39
73 %
13 %
87 %
Relave
completo
Tranque
relaves
DREIM DREP
COMPARACIÓN DE LA RECUPERACIÓN DE AGUA

Aspectos claves de la tecnología de pasta
Existen dos aspectos claves que requieren ser
estudiados en la etapa de diseño:
1. La producción de la pasta, que incluye la
adecuación de los procesos e instalaciones
existentes.
2. La disposición de los relaves en pasta, incluyendo
la aceptación de la comunidad, manejo de aguas,
transporte de pasta, permeabilidad, infiltración de
lixiviados, ángulo de disposición, meteorología,
actividad sísmica, resistencia, estrategia de
disposición e impactos ambientales.

DEPÓSITOS EN MINAS SUBTERRÁNEAS EN
OPERACIÓN
• El relaves se utiliza como soporte o fortificación de
sectores ya explotados.
• Con este sistema se utiliza sólo una fracción del
relave total.
• El relave se utiliza como árido para la preparación
de un mortero con cemento.

OPERACIÓN
• Para una mayor resistencia se debe limitar en el
relave la fracción - 200 # .
• Se puede agregar material estéril como agregado
grueso.
• La aplicación debe compararse económicamente
con otras alternativas de soporte

OPERACIÓN
• Este método compite con depósitos en superficie.
• Requiere habilitar la mina con obras como drenaje,
fortificación, etc.
• Exige verificar que el yacimiento no presente
condiciones para un eventual reinicio de
actividades.

DEPÓSITOS EN EXCAVACIONES ABIERTAS
• Se utiliza aprovechando el volumen disponible en
yacimientos explotados a rajo abierto.
• Se evita la construcción de obras de contención.
• En yacimientos en operación también se puede
considerar, lo que requerirá la construcción de algún
tipo de contención para separar el sector ya
explotado.
• Se incluye también el relleno de grietas o
cavidades generadas por la subsidencia de terrenos,
después de finalizar la explotación de un yacimientos
subterráneos con método de hundimiento.

DEPÓSITOS SUBMARINOS
• La disposición submarina de relaves es una
modalidad de manejo que puede ser, en algunos
casos, una alternativa preferida a la disposición
superficial.
• La disposición submarina de relaves es una
tecnología probada.
• Operaciones abandonadas no muestran impacto
ecológico o bien éste es reversible.

DEPÓSITOS SUBMARINOS
• Se dispone el relave en un lugar suficientemente
profundo (30 - 50 metros).
• El oleaje no debe provocar la suspensión del
material depositado en el fondo.
• El punto de descarga varía, según la forma en que
escurren los relaves en el fondo marino.

OPERACIONES UNITARIAS ASOCIADAS A LA
DISPOSICIÓN DE RELAVES
La disposición de relaves puede incluir las siguientes
operaciones unitarias:
• Espesamiento
• Transporte
• Desarenado

OPERACIONES UNITARIAS ASOCIADAS A LA
DISPOSICIÓN DE RELAVES
• Clasificación
• Filtrado
• Recuperación y Reciclaje de Agua
• Tratamiento de Aguas

INSPECCIONES ASOCIADAS A LOS DEPÓSITOS
DE RELAVES
• Vertederos
• Piscinas de decantación
• Sistemas de drenaje
• Pozos de alivio
• Estructuras y obras de concreto

INSPECCIONES ASOCIADAS A LOS DEPÓSITOS
DE RELAVES
• Tuberías y canaletas de transporte
• Áreas de contención
• Túneles de desvío de aguas
• Áreas en forestación
• Zonas de evapotranspiración

PLANES Y PROGRAMAS DE CONTROL
Definir:
• Ubicación de estaciones de control
• Tipo de supervisión (visual, medidas y parámetros)
• Niveles de la instrumentación (piezómetros)
• Método de recopilación y evaluación de datos

ACTIVIDADES DE MONITOREO AMBIENTAL
• Caudales de Infiltración
• Niveles piezométricos
• Movimientos y deformaciones del muro
• Presiones totales
• Aceleraciones inducidas por sismo

• Se rellenan sectores ya explotados.
• El sistema de bombeo y tuberías de conducción,
Planta a Mina, tienen un alto estándar de seguridad
e inspecciones periódicas.
• La pulpa de relaves es espesada hasta
concentraciones de 64% de sólidos (36 % agua) -
Diámetro de tubería 6”.
Características Principales - Elementos
PROYECTO DEPOSITO DE RELAVES
INTERIOR MINA

• En interior mina, al depositarse el relave, este
aumenta su concentración a 68% de sólidos; con el
transcurrir de los meses este valor continuará
aumentando.
• El agua sobrante es extraída y retornada en su
totalidad al proceso de la Planta, mediante sistemas
de drenajes y bombeo.
• Capacidad de depósito ascendería a 3.000.000
TMS.

• Se eliminan los riesgos ambientales por
infiltración de aguas.
• Se elimina la emisión de material particulado, al
confinar la pulpa espesada, evitando la acción del
viento.
• Se incrementa significativamente la recuperación
de agua al proceso.
• No hay impacto sobre el paisaje.
• Mejora sustancial de la estabilidad del yacimiento
al rellenar espacios vacíos.

Empresa Minera de
Mantos Blancos S.A.
Abril 2002

Contenido
Hitos Históricos
Situación Actual
Descripción del Proceso
Tratamiento de Relaves
Espesamiento Alta Densidad

Hitos Históricos
Mantos Blancos

Hitos Históricos Mantos Blancos
1955 Se constituye la Empresa Minera de Mantos Blancos S.A.
1961 Entra en operación la Planta de Oxidos, con una capacidad
mensual de 1,200 Ktms de mineral / año.
1978 Se inicia la explotación de minerales sulfurados en la mina
Subterránea mediante método Cut and Fill.
1981 Entra en operación Planta de Sulfuros con una capacidad
de 1,500 ktms de mineral / año.
1985 Ampliación Planta de Sulfuros a 3,400 ktms mineral/año
1979 Se inicia la construcción de Planta de Sulfuros.
1993 Ampliación Planta de Sulfuros a 4,200 ktms mineral/año.

1995 Entra en operación nueva Planta de Oxidos:
Lixiviación, Extracción por Solventes y Electroobtención,
para producir 44.000 t de cobre catódico por año.
1997 Primera auditoria NOSA. Evaluación obtenida 3 estrellas.
1998 Segunda auditoria NOSA. Evaluación obtenida 5
estrellas.
Se obtiene Certificación LME para cátodos DMBL.1999
Se implementa el sistema de prevención de riesgos NOSA.1996
Inicio de operaciones Dump Industrial.2000
Se obtiene Certificación ISO 9002 - 94.1999
Quinta auditoría NOSA. Evaluación obtenida
NOSCAR (máxima evaluación del sistema)
2001
Se obtiene certificación ISO 14,000.2002

Evolución de la Producción
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
110.000
61
65
69
73
77
81
85
89
93
97
1
Cobrefinot
Lingotes Cemento de Cu Cátodos Concentrado

Situación Actual
Planta de Oxidos
Lixiviación en Vats : 4,650 ktms/año
Ley : 0.99 % Cobre Soluble
Recuperación : 87.3 % Cobre Soluble
Producción : 40,200 t Cátodo/año
Lixiv. Concentrado Oxido : 4,300 t Cátodo/año
Lixiviación en Dump : 8,800 t Cátodo/año
Compra de Soluciones : 5,700 t Cátodo/año
Total Producción Cátodos : 59,000 t Cátodo/año

Situación Actual
Planta de Sulfuros
Beneficio : 4,200 ktms/año
Ley : 1.18 % Cobre Insoluble
: 0.25 % Cobre Soluble
: 17 g/t Plata
Producción
Concentrado : 125,000 tms/año
Cobre Fino : 46,000 t/año
Plata : 55,000 Kg/año

Distribution of Operation Cost, %
36
23
17
9
10
3 2
Grinding Crushing Flotation Tailing
Services Concentrate Administration
29
35
7
6
11
12
Power Maintenance Reagents
Cloths Contractors Labor
Sulphide Plant Tailing

MINA
PLANTA
SULFUROS
PLANTA
LF-CCD
PLANTA
ÓXIDOS
.
Descripción del Proceso
CONCENTRADOS
CÁTODOS

Mineral Súlfuro
Stock Pile
Gruesos
Chancado
Stock Pile
Molino Marcy
Stock Pile
Molino Nº 3
Stock Pile
Molino Nº 3
Stock Pile
Molino Marcy
Stock Pile
Molino Marcy
Stock Pile
Molino Nº 3

A FLOTACIÓN ROUGHER SÚLFUROS
MOLINO 1
MOLINO 2
MOLINO 5
AGUA
MINERAL
STOCK PILE
MOLINOS MARCY
AGUA
MOLINO 1
MOLINO 2
MOLINO 5
CAL, COLECTOR
PRIMARIO ESPUMANTE
Molienda
MINERAL
AGUA
MOLINO 3
STOCK PILE
MOLINO 3
CAL, COLECTOR
PRIMARIO ESPUMANTE
CAL, COLECTOR
PRIMARIO
AGUA
MINERAL
CAL, COLECTOR
PRIMARIO
ESPUMANTE
ESPUMANTEAGUA
MOLINO 1
MINERAL

Flotación
Flotación Rougher Súlfuros
Circuito Molienda y Clasificación
AGUA
Remolienda
Flotación Rougher Oxidos
Flotación
Arenas
AGUA NaSH
a Planta Relaves
a Planta LF-CCD
AGUA
AGUA
Remolienda
Flotación Scavenger
Flotación
Limpieza
Súlfuros
Flotación
Arenas
Espesamiento y
Filtración de
Concentrado

Filtración de Concentrado
gravitacional
SUMINISTRO DE AIRE Y AGUA
ALIMENTACION DE PULPA
FILTRACION Aire de soplado
Agua industrial
Filtro Prensa
PF-48
A Espesador
Acopio de Concentrado
Manejo de Derrames
Agua de Prensado
Cajón de Traspaso
Espesador de
Concentrado
Estanque
Alimentación
al Filtro
Estanque de
Agua Lavado
Compresor y
Acumulador
Estanque de
Agua Prensado
A Espesador
Drenajes y Derrames
A ambiente
Estanque
Desaireador

Depósito de Relaves
Finos
Depósito de Relaves
Filtrados
Agua Filtrada
Relave Principal
Agua Recuperada

Equipos Principales
Potencia HP
Item Descripción Cant. Tamaño
Unitaria Total
01 Espesador 1 67 m 15 15
02 Espesador 2 44 m 15 30
03 Hidrociclones 12 500 mm ------ ------
04 Filtros de Banda 3 100 m2
320 960
05
Correas
Transportadoras
7 Ancho 36” ------ 300
06
Bomba agua
Recuperada
3 8” x 8” 150 450

Granulometrías
Pasante acumulado
Malla Relave final Relave filtrado Relave fino
35 95.7 86.5 99.7
65 78.1 74.2 99.0
100 66.3 60.8 97.5
150 56.2 45.3 93.2
200 47.6 42.4 90.0
325 37.5 26.6 70.7
-325 0.0 0.0 0.0
Relave final Relave filtrado Relave fino
D80 (µm) 230 352 89
D50 (µm) 116 167 68

Otras Características
PH : 9.5
Consumo Floculante : 7.6 g/tms relave espesado
Consumo ayuda Filtrante : 5.2 g/tms relave filtrado

Balance de Aguas
Sólido Cp Agua
11,500 --- --- --- --- 4,949 tms % m
3
332 91 33 --- --- 13,337
141 35 262
11,027 38 17,991 --- --- 11,650
4,962 70 2,127
6,065 28 15,865
--- --- 1,625
6,624 67 3,281 1,662 59 1,155
6,624 80 1,656 4,403 59 3,060 --- --- 61
Relave Filtrado 60 %
m3
Consumo Agua Relaves 4,655
Consumo Agua Concentrados 295
Total consumo agua 4,949
a Espesamiento
Under-flow
Clasificación
Agua recuperada
Relave
Over-flow
0.03
0.43
Agua recuperada
Filtrado de relaves
Relave Espesado
a Depósito de Finos
Agua recuperada
Depósito de Finos
Parámetros Relevantes
m3
/tms mineral
Cuadro típico
Filtrado
de relaves
Mineral Agua fresca
Concentrado Oxido
Espesadores
Concentrador
Concentrado Sulfuro Agua recuperada
0.40
Relave Filtrado
a Depósito
Relave Espesado
a Filtros

Pruebas a escala de Laboratorio
Prueba Cp Alim.
%
Cp Underflow
%
Area Unitaria
tms/m2/
d
1 18.3 65.2 103.8
2 14.7 69.4 80.0
3 10.0 71.9 48.9

Equipo Piloto
Diámetro : 1.5 m
Altura Total : 4.57 m
Altura Sección Cilíndrica : 3.82 m
Altura Sección Cónica : 0.75 m
Angulo Sección Cónica : 45°
Feed Weel
Diámetro : 0.58 m
Altura : 1.20 m

Diagrama de Flujo Espesador Piloto Alcan
Aire
Agua
Flowmeter
Floculante
Flowmeter-densímetro
Valvula Pinch
Pulpa de Relaves
Agua de cono
Cañeria auxiliar
A TK Agua Recuperada
Floculante
Alimentación
Agua
Recuperada
ALCAN
Cajón de mezcla de relaves
TRANQUE DE RELAVES PILOTO
O
CIRCUITO DE PRUEBA DE BOMBAS A
TRANQUE DE FINOS

Effect of Solid Throughput on the
Underflow
60,0
62,0
64,0
66,0
68,0
70,0
72,0
74,0
76,0
78,0
80,0
20 30 40 50 60 70
Unit Solid Flow (tms/m2
/d)
CpUnderflow(%)

Overflow
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
20 30 40 50 60 70
Unit Solid Flow (t/m
2
/d)
SolidOverflow(ppm)
15 g/t Flocculant 20 g/t Flocculant

Effect of Solid Concentration on the
Underflow
60,0
62,0
64,0
66,0
68,0
70,0
72,0
74,0
76,0
78,0
80,0
5 7 9 11 13 15
Cp Feed (%)
CpUnderflow(%)

Overflow
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
5 7 9 11 13 15
Cp Feed (%)
SolidOverfow(ppm)

Espesamiento de Alta Densidad
Parámetro de Diseño a
Partir de las Pruebas Piloto
Flujo Específico de Sólido : 45 tms/m2
/día
Cp Alimentación : 14 %
Adición de Floculante : 20 g/t
Cp Descarga : 70 %

Comparison of Operating Conditions
Conventional
Thickening/ Filtration
High Density Thickening
Ore Processed tms 4,200,000 4,200,000
Final Tailing Disposed tms 4,027,000 4,027,000
Filtered Tailings tms 2,416,200 -
Final Moisture in Filtered % 20 -
Thickness Tailings to Dam tms 1,610,800 4,027,000
Solid Concentration % 59 70.0
Average Solid Concentration % (W/W) 71.6 70.0
Water Comsumption m3/tms ore 0.40 0.41
Angle of Glide Degree 9 2

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