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Cómo optimizar su proceso de manipulación de relaves secos

Las operaciones mineras están bajo presión para demostrar una gestión más sostenible de los recursos hídricos y los subproductos del procesamiento de minerales, conocidos como relaves mineros. Los relaves secos (relaves filtrados) pueden tener importantes beneficios económicos y ambientales, particularmente si el transporte y la colocación final del material se realizan de forma continua con equipos altamente mecanizados y automatizados.

Descargo de responsabilidad: este texto se escribió originalmente en inglés y se tradujo mediante inteligencia artificial.

Por Gabriel Moniz

Resumen del artículo

  • La manipulación de relaves secos reduce significativamente el uso de agua dulce (hasta en un 85%) y mitiga los riesgos ambientales, como el drenaje ácido y las fallas de presas, lo que respalda una administración responsable del agua.
  • Los sistemas automatizados basados en transportadores ofrecen alternativas más seguras, eficientes y rentables al transporte tradicional en camiones para transportar y apilar relaves secos.
  • El almacenamiento de relaves secos requiere menos terreno y tiempos de permisos más cortos, lo que ofrece beneficios económicos, especialmente en regiones con escasez de agua.
  • Las soluciones personalizadas adaptadas a la topografía específica de la mina y las necesidades geotécnicas son esenciales para optimizar el rendimiento y la sostenibilidad de los relaves secos.

El procesamiento de materias primas como el cobre, el hierro y el oro a menudo produce relaves húmedos como subproducto. Esta suspensión consiste en roca triturada, agua, cantidades traza de metal y, en algunos casos, aditivos químicos utilizados durante el procesamiento del mineral. El transporte y el almacenamiento seguros de relaves húmedos presentan desafíos importantes para las operaciones mineras, principalmente debido al potencial de inestabilidad geoquímica y geotécnica.

Los relaves húmedos se almacenan convencionalmente en presas especialmente diseñadas, de modo que el agua almacenada (sobrenadante) se pueda recuperar para su reutilización posterior. Sin embargo, los relaves húmedos son más propicios para el drenaje ácido, que puede contaminar las aguas superficiales y subterráneas, lo que amenaza la vida acuática y los ecosistemas. El peso de los relaves húmedos también puede ejercer una inmensa presión sobre las estructuras de contención. Existen varios casos bien documentados de fallas en las instalaciones de almacenamiento de relaves húmedos, con consecuencias catastróficas para las comunidades cercanas, la vida silvestre y el medio ambiente local.

Muchos operadores mineros están considerando los relaves secos como una alternativa más económica y sostenible al almacenamiento y tratamiento de relaves húmedos.

RELAVES SECOS: LAS OPORTUNIDADES

A los relaves secos se les elimina gran parte del contenido de agua antes de colocarlos en la instalación de almacenamiento de relaves (TSF). El consumo directo de agua dulce en el procesamiento de minerales se puede reducir drásticamente hasta en un 85%, dependiendo del sistema de filtración y el proceso real de manipulación de relaves secos.

Normalmente, se retiene algo de contenido de humedad durante el proceso, por lo que la descripción ‘relaves secos’ no es del todo precisa. Relaves filtrados es más técnicamente correcto. Cualquiera que sea la descripción que prefiera, los relaves se deshidratan hasta un contenido de agua objetivo que depende de los parámetros de transporte y los requisitos geotécnicos de la instalación de almacenamiento.

En lugar de utilizar presas y estanques de contención, una operación de relaves secos es esencialmente un proyecto de movimiento de tierras. Los relaves se transportan utilizando equipos de minería a cielo abierto familiares, como transportadores fijos y móviles, vagones basculantes y extendedoras, para depositar los relaves según un plan predeterminado. El terreno se remodela colocando grandes volúmenes de relaves secos para crear una forma de relieve geotécnicamente y geoquímicamente estable que cumpla con los requisitos de cierre y minimice los costos de capital y operativos asociados.

BENEFICIOS DE LOS RELAVES SECOS

  • Valor social mejorado a través de una buena administración del agua y la eliminación de fallas catastróficas de presas asociadas con los relaves húmedos convencionales.
  • Menores costos operativos, particularmente en regiones con escasez de agua, mediante la recuperación de agua de los relaves.
  • Riesgo reducido de drenaje ácido, ya que el agua se elimina antes de la deposición de relaves.
  • Menor huella para las instalaciones de almacenamiento de relaves secos en comparación con los relaves húmedos convencionales, debido a la mayor densidad colocada del material.
  • Tiempos de permisos más cortos para las instalaciones de almacenamiento de relaves secos en ciertas jurisdicciones mineras.

OPTIMIZACIÓN DE LA MANIPULACIÓN DE RELAVES

Rio Tinto y BHP son dos de las empresas mineras más grandes del mundo que están evaluando activamente los relaves secos como una alternativa de gestión de relaves. En 2022, Rio Tinto y BHP establecieron una asociación para mejorar la tecnología para recuperar agua de los relaves mineros. La iniciativa tenía como objetivo mitigar los riesgos de seguridad y los impactos ambientales asociados con una TSF, incluido el transporte y el apilamiento de relaves, que son factores críticos que afectan el costo y la viabilidad del proyecto.

El proyecto involucró el desarrollo de una solución de manipulación de materiales para apilar relaves secos de manera eficiente, adaptada a los parámetros operativos de la mina, la topografía única y los requisitos geotécnicos de la TSF. Cuenta con una banda transportadora de larga distancia de un solo tramo que une la planta de filtrado con la TSF, y dos pares de transportadores desplazables y vagones de descarga en la TSF. Un puente de apilamiento móvil realiza la deposición final del material.

Este diseño garantiza una alta disponibilidad del sistema con redundancia incorporada que minimiza la necesidad de una reubicación frecuente del equipo. También manipula material con diferente contenido de humedad, lo que permite la construcción de zonas estructurales y no estructurales de la TSF utilizando el mismo conjunto de equipos. La seguridad operativa se mejora mediante el apilamiento de retroceso, que permite que los relaves secos recién apilados se asienten antes de que el transportador funcione sobre ellos.

En este caso, el sistema de manipulación automatizado continuo resultó en una reducción significativa del costo neto presente en comparación con las soluciones tradicionales basadas en camiones o híbridas. Si bien este sistema ha demostrado ser eficaz para la aplicación presentada por Rio Tinto y BHP, es importante tener en cuenta que serían necesarias adaptaciones para la implementación en otras minas, teniendo en cuenta sus requisitos y terreno únicos.

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CONCLUSIÓN

El apilamiento de relaves secos es un proceso bien establecido de gestión de relaves que puede ayudar a los proyectos mineros a cumplir sus objetivos ambientales, sociales y económicos. El diseño y la construcción de la TSF se guían principalmente por factores geotécnicos, por lo que la manipulación eficiente de los materiales es clave para el éxito económico. Los sistemas de manipulación de materiales basados en transportadores pueden ofrecer importantes ventajas de costos sobre los sistemas tradicionales de transporte en camiones, especialmente a mayores rendimientos. Estos beneficios se mejoran aún más cuando el diseño del sistema, el plan de apilamiento y el equipo seleccionado se personalizan según la topografía, el material y los requisitos geotécnicos del sitio.

La colaboración entre Rio Tinto y BHP ha demostrado que la manipulación de materiales basada en transportadores puede hacer que los relaves secos sean una opción más atractiva y sostenible, pero es esencial involucrar a especialistas en manipulación de materiales al principio del proyecto para optimizar los beneficios y desarrollar una solución que se alinee con las necesidades específicas de la operación.