Wie Sie Ihren Prozess für den Umgang mit trockenen Tailings optimieren können

Von Gabriel Moniz

Die Verarbeitung von Rohstoffen wie Kupfer, Eisen und Gold produziert häufig nasse Tailings als Nebenprodukt. Diese Aufschlämmung besteht aus zerkleinertem Gestein, Wasser, Spuren von Metallen und in einigen Fällen chemischen Zusätzen, die während der Erzverarbeitung verwendet werden. Der sichere Transport und die Lagerung von nassen Tailings stellen Bergbauunternehmen vor erhebliche Herausforderungen, vor allem aufgrund des Potenzials für geochemische und geotechnische Instabilität.

Nasse Tailings werden konventionell in speziell entwickelten Dämmen gelagert, so dass das gespeicherte (überstehende) Wasser zur späteren Wiederverwendung gewonnen werden kann. Nasse Tailings sind jedoch anfälliger für saure Entwässerung, die Oberflächen- und Grundwasser verschmutzen und aquatische Lebensräume und Ökosysteme gefährden kann. Das Gewicht von nassen Tailings kann auch einen immensen Druck auf die Eindämmungsstrukturen ausüben. Es gibt mehrere gut dokumentierte Fälle von Versagen von Nass-Tailings-Lagerstätten, mit katastrophalen Folgen für die umliegenden Gemeinden, die Tierwelt und die lokale Umwelt.

Viele Bergbauunternehmen ziehen trockene Tailings als eine wirtschaftlichere und nachhaltigere Alternative zur Lagerung und Behandlung von nassen Tailings in Betracht.

TROCKENE TAILINGS – DIE CHANCEN

Bei trockenen Tailings wird ein Großteil des enthaltenen Wassers entfernt, bevor sie in der Tailings-Lagerstätte (TSF) platziert werden. Der direkte Frischwasserverbrauch bei der Erzverarbeitung kann je nach Filtrationssystem und dem tatsächlichen Prozess des Umgangs mit trockenen Tailings drastisch um bis zu 85 % gesenkt werden.

Ein gewisser Wassergehalt bleibt typischerweise während des Prozesses erhalten, so dass die Bezeichnung „trockene“ Tailings nicht ganz zutreffend ist. Filtrierte Tailings sind technisch korrekter. Welche Bezeichnung Sie auch immer bevorzugen, die Tailings werden bis zu einem Ziel-Wassergehalt entwässert, der von den Transportparametern und den geotechnischen Anforderungen der Lagerstätte abhängt.

Anstatt Dämme und Rückhaltebecken zu verwenden, ist ein Betrieb mit trockenen Tailings im Wesentlichen ein Erdbauprojekt. Die Tailings werden mit vertrauten Geräten für den Tagebau transportiert, wie z. B. fest installierte und mobile Förderbänder, Kippwagen und Streuer, um die Tailings nach einem vorgegebenen Plan abzulagern. Das Gelände wird umgestaltet, indem große Mengen an trockenen Tailings platziert werden, um eine geotechnisch und geochemisch stabile Landform zu schaffen, die die Abschlussanforderungen erfüllt und die damit verbundenen Kapital- und Betriebskosten minimiert.

VORTEILE VON TROCKENEN TAILINGS

• Verbesserter sozialer Wert durch einen guten Umgang mit Wasser und die Beseitigung katastrophaler Dammbrüche, die mit konventionellen nassen Tailings verbunden sind.
• Niedrigere Betriebskosten, insbesondere in Regionen mit Wasserknappheit, durch die Rückgewinnung von Wasser aus Tailings.
• Reduziertes Risiko von saurer Entwässerung, da das Wasser vor der Ablagerung der Tailings entfernt wird.
• Geringere Grundfläche für Lagerstätten für trockene Tailings im Vergleich zu konventionellen nassen Tailings aufgrund der höheren Dichte des Materials.
• Kürzere Genehmigungszeiten für Lagerstätten für trockene Tailings in bestimmten Bergbaurechtsordnungen.

OPTIMIERUNG DES TAILINGS-HANDLINGS

Rio Tinto und BHP sind zwei der weltweit größten Bergbauunternehmen, die trockene Tailings aktiv als Alternative für das Tailings-Management evaluieren. Im Jahr 2022 gründeten Rio Tinto und BHP eine Partnerschaft, um die Technologie zur Rückgewinnung von Wasser aus Minen-Tailings zu verbessern. Die Initiative zielte darauf ab, Sicherheitsrisiken und Umweltauswirkungen im Zusammenhang mit einer TSF zu mindern, einschließlich des Transports und der Stapelung von Tailings, die kritische Faktoren sind, die die Projektkosten und die Machbarkeit beeinflussen.

Das Projekt umfasste die Entwicklung einer Materialtransportlösung für die effiziente Stapelung von trockenen Tailings, die auf die Betriebsparameter der Mine, die einzigartige Topographie und die geotechnischen Anforderungen der TSF zugeschnitten ist. Es verfügt über einen einteiligen Überlandförderer, der die Filteranlage mit der TSF verbindet, sowie über zwei Paare von verschiebaren Förderern und Absetzerwagen an der TSF. Eine mobile Stapelbrücke übernimmt die endgültige Ablagerung des Materials.

Dieses Design gewährleistet eine hohe Systemverfügbarkeit mit eingebauter Redundanz, die den Bedarf an häufigen Geräteverlagerungen minimiert. Es verarbeitet auch Material mit unterschiedlichem Wassergehalt, was den Bau von strukturellen und nicht-strukturellen Zonen der TSF mit dem gleichen Gerätesatz ermöglicht. Die Betriebssicherheit wird durch die Rückzugsstapelung erhöht, die Zeit gibt, damit sich die frisch gestapelten trockenen Tailings setzen können, bevor der Förderer auf ihnen betrieben wird.

In diesem Fall führte das kontinuierliche automatisierte Handhabungssystem zu einer signifikanten Reduzierung der Nettogegenwartskosten im Vergleich zu traditionellen LKW-basierten oder hybriden Lösungen. Obwohl sich dieses System für die von Rio Tinto und BHP vorgestellte Anwendung als wirksam erwiesen hat, ist es wichtig zu beachten, dass Anpassungen für die Implementierung in anderen Minen erforderlich wären, wobei deren spezifische Anforderungen und das Gelände berücksichtigt werden müssten.

TAKEAWAY

Die Stapelung von trockenen Tailings ist ein etablierter Prozess des Tailings-Managements, der Bergbauprojekten helfen kann, ihre ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Ziele zu erreichen. Das Design und der Bau von TSF werden in erster Linie von geotechnischen Faktoren geleitet, so dass ein effizientes Materialhandling der Schlüssel zum wirtschaftlichen Erfolg ist. Förderbandbasierte Materialtransportsysteme können erhebliche Kostenvorteile gegenüber traditionellen LKW-Transportsystemen bieten, insbesondere bei höheren Durchsätzen. Diese Vorteile werden noch verstärkt, wenn das Systemlayout, der Stapelplan und die ausgewählten Geräte an die Topographie, das Material und die geotechnischen Anforderungen des Standorts angepasst werden.

Die Zusammenarbeit zwischen Rio Tinto und BHP hat gezeigt, dass förderbandbasiertes Materialhandling trockene Tailings zu einer attraktiveren und nachhaltigeren Option machen kann, aber es ist wichtig, frühzeitig im Projekt Materialhandling-Spezialisten einzubeziehen, um die Vorteile zu optimieren und eine Lösung zu entwickeln, die auf die spezifischen Bedürfnisse des Betriebs abgestimmt ist.