SEMINARIO
“MINERIA Y RECURSOS HIDRICOS”
Octubre 2006
Luis Valenzuela P.
DEFINICIONES
•
Consumo de agua total. Cantidad de agua necesaria para
procesar una tonelada de mineral
•
Make Up. Consumo de agua fresca por tonelada de mineral
procesado
•
Tasa de recirculación. Diferencia entre los valores
anteriores
Fuente: Ministerio de Minería, Consejo Minero
USO DEL AGUA
En la minería el agua es usada principalmente como medio de transporte
en los dos procesos metalúrgicos aplicados:
• Flotación
- transporte de residuos y mineral
• Lixiviación
- transporte del ácido y de la solución enriquecida
El agua es también utilizada en los procesos de molienda, en la flotación
misma, abatimiento de polvo, instalaciones sanitarias y agua potable
FUENTES DE AGUA
• Fresca
- agua obtenida del medio ambiente
Superficial
Subterránea
Océano
•Recuperada - agua recirculada luego de haber concluido los
procesos mineros metalúrgicos y depositados los
residuos de esos procesos
USO DEL AGUA EN LOS PROCESOS
MINERIA DEL COBRE
Consumos promedios de agua en la minería nacional por mineral tratado (Año 2000)
Planta
Mineral tratado
tpd
Consumo de agua
m3/día
Consumo Unitario
m3/ton mineral lt/kg Cu fino
Concentradora
838.266
826.699
0,99
Hidrometalúrgia
830.224
235.288
0,28
Otros
---
173.369
0,10
Total
1.668.490
1.238.356
0,75
Otros
14%
Hidrometalúrgia
19%
Concentración
67%
Fuente: Ministerio de Minería, Consejo Minero
97,30
DIAGRAMAS ESQUEMATICOS TIPICOS
Flotación
NIVELES ACTUALES DE CONSUMO DE
AGUA FRESCA (make up) FLOTACION
[m3/ton mineral]
Valor
2004
2005
Nivel máximo 1
1,28
1,22
Nivel máximo 2
0,78
0,79
Nivel mínimo
0,30
0,32
Promedio 1
0,65
0,63
Promedio 2
0,52
0,54
Notas
• Promedio 1 considera proyectos que no recuperan agua
• Promedio 2 incluye solo proyectos con recuperación
OTROS INDICADORES
(FLOTACION, DEPOSITOS DE RELAVE)
Valor
Agua
recuperada
[m3/ton min]
Agua recuperada
[% de agua total
a depósito]
Agua perdida
[lt/lb Cu]
Máximo
Mínimo
Promedio
0,76
0,22
0,41
0,80
0,76
0,26
0,63
35,3
13,4
30,2
Fuente: ARCADIS
TENDENCIAS EN LA OPTIMIZACION
DEL RECURSO AGUA EN LA MINERIA
Depósitos en operación
• Mejoramiento gestión operación relaves
• Optimización instalaciones existentes
• Estudio de tecnologías de disposición
• Estudio tecnologías recuperación en la planta
Depósitos en proyecto
• La selección de sitio y la definición del método de disposición son claves
• Preferencia por sitios con fácil control de filtraciones (hidrogeología del área)
• Esquemas de disposición que favorezcan lagunas de clarificación estables y de
reducido volumen
• Favorecimiento de métodos que aceleren la consolidación del relave
depositado
• Análisis de esquemas de depositación que reduzcan la superficie de relave en
sitios con alta evaporación
CASO PAMPA PABELLON - COLLAHUASI
Proyecto original
• Balsa
• Laguna sector norte
Traslado laguna
2 kilómetros
Situación actual
• Laguna en sector poniente
• Torre captación
• Impermeabilización ladera
CASO LAGUNA SECA - ESCONDIDA
•
Construcción de sistema de protección de sistema de recuperación
de agua flotante
•
Manejo de lagunas más pequeñas (100 has
•
Profundidad asegurada para succión de bombas
•
Aumento de la disponibilidad de operación
•
Operación y mantención en sector protegido del viento y oleaje
50 has)
CASO LAGUNA SECA - ESCONDIDA
•
Impermeabilización de contacto laguna – ladera
•
Aumento de la tasa de recuperación en 5%
CASO TRANQUE TALABRE – CODELCO NORTE
CASO TRANQUE TALABRE – CODELCO NORTE
• Área inundada por relaves 60 km2
• Compartimentación en 6 sectores
• Reducción de pérdidas por evaporación
• Mejora make up 0,65 a 0,45
CASO PROYECTO LA CANDELARIA
CARACTERISTICAS DEL DEPOSITO
• Vida útil
:
40 años
• Año de construcción
:
1993
• Capacidad
:
260 Mm3
• Área
:
500 Ha
• Muros
:
3 (Principal, Norte y Sur)
RELAVES DE ALTO ESPESAMIENTO
• Relave al que se la extraído una gran cantidad de agua pero
mantiene un comportamiento hidráulico
• A diferencia del relave espesado su bombeo requiere bombas
de desplazamiento positivo
• Comportamiento hidráulico con alta viscosidad
• Mínima liberación de agua una vez depositado
• Pérdidas de agua: retención y evaporación
• El relave no se segrega
• La eliminación de agua se hace a través de espesadores
especiales (gran altura y reducida sección)
RELAVES ESPESADO
• Proyecto: Mount Keith
• Niquel, Australia
• 30.000 tpd
RELAVE EN PASTA
• Peak Gold Mine
• Australia
• 3.000 tpd
• Cw > 60%
DIAGRAMAS ESQUEMATICOS TIPICOS
Lixiviación
PILAS DE LIXIVIACION
Quebrada Blanca
Zaldivar
PROCESO DE LIXIVIACION
• El agua es parte de la solución ácida (90% agua 10% ácido)
• La tasa de riego promedio es del orden de 8-10 lt/m2/día
• Pérdidas de agua
• Evaporación
• Perforaciones carpeta
• Retención
• En el circuito se pierde aprox. 5% del agua
• El valor medio de consumo de agua es de 0,28 m3/ton mineral
PROCESO DE LIXIVIACION
OPORTUNIDADES DE AUMENTO DE EFICIENCIA
• Optimización en la granulometría (permeabilidad)
• Optimización de la geometría de las pilas (altura, inclinación
taludes)
• Optimización del regadío (distribución, caudal, regado de
taludes)
• Protección pilas para disminuir evaporación
• Optimización diseño lixiviación botaderos
BOTADEROS
ALGUNAS TECNOLOGIAS EN DESARROLLO
• Uso de agua de mar directamente en procesos (depende
de características del mineral entre otros)
• Desarrollo de equipos de espesamientos que garanticen
altas concentraciones de sólidos (y menor porcentaje de
agua) para producciones industriales a gran escala.
Existen avances importantes.
• Investigaciones de usos alternativos de agua de
sobrenadantes (por ejemplo en agricultura, floricultura).
Trabajo en conjunto con otros sectores y agencias
gubernamentales.
• Desarrollo de procesos de molienda seca.
• Desarrollo de modelos e instrumentos de control de
percolación en pilas de lixiviación.
EJEMPLO
ESTUDIOS DE OPTIMIZACION EN DESARROLLO
CANDELARIA
Manejo
Operacional
Geometría de la
laguna
Control
evaporación
Cubiertas flotantes
Control de
Filtraciones
Control de
filtraciones en la
laguna
Productos químicos
Reducción de
superficie de playa
húmeda
Eliminación de
lagunas parásitas
Cubiertas biológicas
Drenaje del acuífero
subterráneo
Recuperación
en Planta
Relave espesado y
pasta (mediante
espesadores y/o
ciclones)
Otras tecnologías
EJEMPLO
PROCESO DE LIXIVIACION CON AGUA SALADA
CASO MICHILLA
PRODUCCION
Explotación: rajo abierto y mina
subterránea
Capacidad óxidos: 4,6 Mt/año
Capacidad sulfuros: 1,2 Mt/año
Producción: 56.500 tpa Cu
AGUA
Suministro agua salada: 102 l/s
Consumo agua fresca total: 0,014
m3/ton mineral
Comentarios Finales
Comentarios
Finales
COMENTARIOS
FINALES
COMENTARIOS
• La escasez del recurso hídrico, sumado al alto costo de
otras fuentes, está llevando a estudiar la factibilidad de la
recirculación de agua desde distancias y desniveles
significativos, especialmente para grandes producciones.
• El trabajo conjunto del sector minero, agencias
gubernamentales y otros sectores de la economía y la
sociedad, debería permitir en muchos casos encontrar
soluciones que representen un beneficio neto para al país.
Muchas
Gracias
COMENTARIOS FINALES
Presentación preparada por:
Luis Valenzuela
Marcos Pinto
Sergio Barrera
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