Raymond Guang Member Name
Especialista en Procesos de Relaves
David Anstey Member Name
Asociado e Ingeniero Senior de Relaves
Los relaves muchas veces contienen sales y metales que pueden ser dañinos para el medioambiente si se permite que se filtren hacia el entorno. La pulpa de relaves se dispone en un depósito donde se deja que los sólidos decanten y se separen de las aguas claras, en un proceso que puede durar décadas. Los requisitos de desempeño y de la normativa para estos depósitos de relaves son cada vez más exigentes.
Pueden surgir problemas cuando una mina comienza a quedarse sin espacio en su depósito de relaves y todavía queda mineral que resulta rentable explotar. Aunque es posible ampliar la capacidad o construir un depósito de relaves nuevo, estas soluciones exigen una inversión de capital importante. Hay una oportunidad de dar mejor uso al espacio existente en los depósitos de relaves con soluciones innovadoras y ecológicas que requieren poco capital. Motivadas por la atención de los reguladores y de la comunidad en los riesgos de los depósitos de relaves, por un lado, y por las fuerzas competitivas del mercado que actúan sobre la explotación de minerales, por otro, las empresas de todo el mundo están buscando soluciones para mejorar la relación costo-beneficio (es decir, menor costo de capital y mayor protección del medioambiente) de sus depósitos de relaves y ampliar la vida útil de sus operaciones mineras actuales.
En la última década, Golder ha participado en investigaciones, ensayos y aplicación en el mundo real de la tecnología de polímeros para ampliar la vida útil de los depósitos de relaves. Los polímeros son productos químicos que se componen de moléculas complejas y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, como la purificación de agua. Cuando se añaden los polímeros correctos al agua, las partículas en suspensión dentro de esta son atraídas por las cargas eléctricas estáticas de los polímeros y se aglomeran para formar partículas mayores que aumentan su tamaño hasta el punto de separarse de la suspensión. Esto genera aguas que tienen un nivel mucho más bajo de material suspendido (es decir, pulpa), que suele ser la fuente de los subproductos lixiviables.
Aplicación de la tecnología de purificación de agua a los residuos mineros
Entonces, ¿cómo ayuda la tecnología de purificación de agua a base de polímeros a que una empresa minera almacene sus relaves con más eficiencia?
En la mayoría de las operaciones mineras, los relaves se transportan al depósito de relaves en forma de pulpa, en la cual el material granular de los relaves es impulsado por tuberías gracias a la turbulencia del agua. En el spigot de salida, esta pulpa se vierte en la cubeta del depósito de relaves para que los relaves formen una «playa». Durante la vida útil de la mina, la playa llena el depósito de relaves de manera gradual.
Puede haber problemas si los relaves se depositan en la forma de una playa poco profunda dentro del depósito de relaves y cubren toda el área de almacenamiento disponible sin usar el volumen de almacenamiento disponible de manera eficiente. Ampliar el área del depósito de relaves suele ser costoso y poco práctico, y también puede tener consecuencias medioambientales negativas por el desmonte de tierras y la posible contaminación de las aguas subterráneas. Debido a esto, la prioridad es encontrar maneras de usar el espacio disponible con la mayor eficiencia posible.
Añadir una solución de polímeros a la pulpa puede ser útil. Si se inyecta en la tubería a poca distancia del punto de descarga de relaves, la turbulencia en la tubería mezclará el polímero con la corriente de pulpa.
A medida que se descargan los relaves con tratamiento de polímeros desde la tubería, las partículas en suspensión grandes y pequeñas de los relaves se separarán rápidamente del agua y esta se drenará. Esto implica que se tendrá una playa con mayor pendiente que permita almacenar los relaves con un espesor mayor dentro del área de almacenamiento disponible.
Otro beneficio de la tecnología de polímeros es que el agua presente en la pulpa contendrá menos sólidos, lo que significa que necesitará menos tratamiento cuando se retire del depósito de relaves y se recicle para las operaciones de la mina. Esto permite la operación de una piscina de menor tamaño en el depósito de relaves, lo que reduce las pérdidas por evaporación y mejora la estabilidad de los muros de contención. También ayuda a reducir la cantidad de agua fresca que consume la mina en sus operaciones, lo que es sumamente importante en regiones con restricciones de agua.
Aplicación de la tecnología de polímeros a situaciones de la vida real en minería
Los especialistas de Golder de todo el mundo han colaborado para entender la manera en que puede aplicarse la tecnología de polímeros a una amplia gama de minerales y entornos. Cada aplicación es diferente: el tipo de polímero, la cantidad a usar y otros aspectos del proceso son específicos para cada mina. Esto significa que se necesitarán ensayos específicos para el sitio, a fin de determinar si la tecnología de polímeros puede ayudar a mejorar el manejo de relaves. No hay una sola solución que funcione en todos los casos.
Está consolidándose la idea de que, si bien la tecnología de polímeros tiene sus limitaciones, hay muchas situaciones en que puede mejorar la deposición de relaves y la utilización de agua con un gasto de capital muy inferior al que necesitan las soluciones convencionales, como la ampliación del depósito de relaves.
Cuando a una mina le queda mineral como para dos a tres años de explotación, no es productivo ampliar el depósito de relaves actual o construir uno nuevo. En su lugar, la tecnología de polímeros puede ser suficiente para impulsar la eficiencia del almacenamiento en el depósito de relaves actual para que la mina pueda seguir operando de manera rentable hasta agotar el cuerpo mineralizado, sin necesidad de hacer una cuantiosa inversión de capital.
Según cita un artículo académico elaborado para el Centro Australiano de Geomecánica, la tecnología de polímeros ha sido de ayuda en una mina de magnetita en el sur de Australia. Durante los primeros cinco años de operación, la recuperación de agua era de alrededor del 60 % y el volumen de utilización estaba en línea con el modelo de deposición. El alto porcentaje de agua recuperada permitió que la planta de procesamiento alcanzara su nueva capacidad de diseño, redujera en gran medida el tiempo de inactividad debido a la disponibilidad de agua y proveyera agua suficiente para la supresión de polvo en las operaciones de la mina. Actualmente, está terminando el segundo plan quinquenal y el avance es congruente con el modelo de deposición y secado de relaves.
Golder incluye ahora la tecnología de polímeros en su caja de herramientas a la hora de evaluar la gama de soluciones disponibles para resolver los desafíos de nuestros clientes con los relaves. Los ensayos de laboratorio para proyectos nuevos incluyen la adición de polímeros junto con tecnologías más convencionales como los relaves espesados, la pasta y el filtrado. El análisis multicriterio de las opciones, que contempla los costos de capital y operación y los resultados medioambientales, nos permite seleccionar la solución que entrega el resultado más favorable.
La tecnología de polímeros es un área de la ciencia que avanza con rapidez. Muchos de los polímeros que Golder ha ensayado en sus laboratorios no tienen todavía un nombre comercial. Sin embargo, con ensayos y experiencia, está creciendo una base de conocimientos para aprovechar al máximo la tecnología de polímeros en la minería.
Nota del editor: Más información sobre esta tecnología y otras similares puede encontrarse en las patentes CA2515581A1 / WO 2004/060819 A1 (Ciba Specialty Chemicals Water Treatment Limited) y WO 2014/111887 A1 (BASF (China) Company Limited).
