1
TALLER DRENAJE ACIDO DE MINAS Ing. Max Kobek Toledo Toledo
Consultor Intercade
2
TRATAMIENTO DE DAM EN HUMEDALES (WETLANDS) RANGER MINE, NORTE DE AUSTRALIA Piscinas
a escala piloto Posterior expansión a escala real Mina de uranio Ubicación: norte de Australia Remoción de elementos de interés en el soluto • Uranio en la forma de UO22+ • Magnesio2+ • SO42• Mn2+ ERA consult consultore ores s inicia inicialme lmente nte constru construyó yó un wetland a escala piloto. Ing. Max Kobek Toledo -
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2 3
Objetivo
• Evaluar la efectividad del tratamiento de agua. El
sistema consistió en tres celdas en serie.
Capacidad: El
10 000 m 3
agua era pasada a través del wetland para para probar su
comportamiento.
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4
La
mayor parte del uranio fue removida.
Basado
en estos buenos resultados para uranio, este piloto fue expandido.
El wetland resultante resultante Es
de uso actual fue construido en 1995.
uno de los más m ás grandes de Australia.
Consiste
en siete piscinas de baja profundidad (de 1,0 a 1,5 m)
en serie. Dimensiones: Largo
250 m de largo y 350 m de ancho.
total del recorrido del flujo: 1 km.
Capacidad:
50 000 m3.
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2 3
Objetivo
• Evaluar la efectividad del tratamiento de agua. El
sistema consistió en tres celdas en serie.
Capacidad: El
10 000 m 3
agua era pasada a través del wetland para para probar su
comportamiento.
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4
La
mayor parte del uranio fue removida.
Basado
en estos buenos resultados para uranio, este piloto fue expandido.
El wetland resultante resultante Es
de uso actual fue construido en 1995.
uno de los más m ás grandes de Australia.
Consiste
en siete piscinas de baja profundidad (de 1,0 a 1,5 m)
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250 m de largo y 350 m de ancho.
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3 5
Vista aérea de la piscina de retención N.º 1
Ranger Mine, cerca de Jabirú, Jabirú, Territorio Territorio del Norte (Australia). Ing. Max Kobek Toledo -
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Sistema de circulación del flujo en la piscina de retención N.º 1
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4 7
RESULTADOS Ha
mostr mostrad ado o efect efectiv ivid idad ad en la remo remoci ción ón de U, Mn y
nitratos con movimiento de flujos a ritmo de 3000 m 3 /día.
El
agua tratada es posteriormente dispuesta mediante
inundación y un sistema de spray .
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WETLANDS EN FUNCIONAMIENT F UNCIONAMIENTO O Wood Wo odcu cutt tter erss Min Mine, e, Ter errit ritor orio ioss de dell No Nort rte, e, Aus ustr trali aliaa Mina
de plata, plomo y zinc. Ubicación: 80 km al norte de Darwin. construi uida das s y un cauc cauce e de cana canall Sistema de wetlands constr natural. Antes
de descargar el agua de mina al estero Woodcutters, este efluente (que contiene altos niveles de metales disueltos y como partículas) pasa a través de una pisci piscina na prim primar aria ia de sedim sedimen entac tació ión n para para remov remover er las las partículas y, posteriormente, es conducido a través de un construido. wetland construido.
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5 9
El
estero Woodcutters que pasa por el interior de la propiedad
minera ha sido transformado desde un pequeño flujo natural intermitente en un cauce de flujo permanente para propósitos de tratamiento del efluente ácido. En
ese cauce ha crecido, de manera natural, abundante
vegetación acuática que proporciona la última etapa de refinado al agua de mina que proviene de las piscinas anteriores. Los
cálculos realizados respecto de la eficiencia de este sistema
han demostrado que más de un 90% del cadmio, manganeso, plomo y zinc, inicialmente presentes, son removidos del sistema.
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CASO ESTUDIO
PANEL WETLANDS Tratamiento en humedales en Elliot Lake (Ontario, Canadá) El
sitio de estudio del panel wetland se ubica en Elliot Lake (Ontario Canadá).
La
cuenca se encontraba inundada por 236 000 ton de relaves de uranio, aproximadamente, con contenido de pirita debido a un derrame accidental ocurrido en la década de los años cincuenta.
Un
dique de castores creó un lago artificial que sumergió aprox. el 88% de los relaves.
En
la actualidad, existe unas 1,6 ha de relaves en el extremo oeste de la cuenca que no han sido sumergidos.
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6 11
Un
estudio del MEND identificó dos zonas dentro del wetland natural: del Sector Este (anaeróbica zona de agua profunda) y de la parte Central y Oeste (zona aeróbica y de poca profundidad).
En
la Zona Este, la profundidad del agua varía de 0,4 a 1,4 m de profundidad, mientras que el agua en la Zona Central y Oeste varía entre 0,1 y 0,5 m.
La
Zona Central/Oeste se encuentra cubierta por densa vegetación.
Excepto
por el extremo este del agua abajo, el piso entero de la cuenca estaba cubierto de relaves piríticos.
El
agua de poros de los relaves mostraba un pH de bajo a neutro (de 2,1 a 7,5).
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12
La
cuenca entera estaba cubierta de una materia orgánica en descomposición de unos 0,4 m a 4 m de profundidad, previo a la liberación de los relaves.
En
el wetland , el volumen total de agua se estimaba en 24 000 m3 y la descarga promedio anual de la cuenca se estimaba en 4,4 l/s.
El
agua en el extremo oeste vegetado del wetland era moderadamente más ácida y contenía de baja a media concentraciones de fierro (de 1 a 80 mg/l) y sulfato (de 50 a 1000 mg/l).
En
las partes centrales y en el este de la cuenca, los relaves estaban permanentemente sumergidos.
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7 13
El
agua en las áreas más profundas era moderadamente alcalino (pH de 6,2 a 9,8) y contenía bajo fierro (0,002 a 0,4 mg/l) y sulfato (50 a 100 mg/l).
Un
flujo de agua subterránea de aproximadamente de 2 a 8% del total del volumen almacenado se identificó en el sitio bajo estudio.
El
agua subterránea era principalmente relaves derivados y ligeramente ácido a neutro (pH de 5,7 a 7,8).
La
química del agua subterránea poco profunda mostraba baja acidez (de 10 a 200 mg/l como CaCO3), variable alcalinidad (de 0 a 1400 mg/l de CaCO3), fierro (de 0,5 a 70 mg/l), sulfato (de 800 a 1500 mg/l) y alto radio-226 (de 280 a 10 900 mBq/L).
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Basado
en esta química parece ser que algo de esa agua subterránea era netamente alcalina, lo cual podría explicar la capacidad del wetland para controlar el pH.
El
estudio observó que los relaves no saturados expuestos estaban siendo oxidados en la superficie y cerca de la napa de agua.
Los
relaves sumergidos en zonas no profundas estaban siendo oxidados en la zona de la raíz de la cubierta vegetal.
El
drenaje de superficie y de agua subsuperficial de las áreas oxidadas era ácido (pH de 3,4 a 5,5).
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8 15
La
caracterización microbiana del wetland reveló que las bacterias reductoras del sulfato (SRB) estaban presentes en todo el suelo y sedimentos de todo el wetland .
Los
fuertes olores sulfhídricos en aguas superficiales profundas y en aguas subterráneas de baja profundidad proporcionaron evidencia de la reducción bacterial del sulfuro.
La
bacteria oxidante del sulfuro, tal como la Thiobacillus ferrooxidans fue hallada en cantidades significativas en las zonas oxidadas del wetland .
No
se pudo apreciar la tendencia en especiación de sulfuro.
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Las
concentraciones de sulfuros y sulfatos eran variables en todas las áreas del wetland .
Se
encontró que la vegetación del wetland estaba tomando metales en concentraciones significativas.
Este proceso ocurrió en todas las especies vegetales.
No se evidenció toxicidad en esas plantas.
Los
resultados de monitoreo del agua de descarga confirmaron que el sistema de cobertura wetland /agua en la cuenca del Panel Wetland efectivamente controló el drenaje ácido de los relaves piríticos de uranio, parcialmente sumergidos.
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9 17
No
se observó mejora en la calidad del agua superficial en las zonas oxidadas de baja profundidad, en el wetland donde tanto la data del agua superficial como la de la subterránea indicaban que la vegetación estaba oxidando el subestrato en lugar de estar proporcionando tratamiento.
El
DAM de las áreas expuestas y sumergidas en sectores de baja profundidad parece haber tratado por dilución y mezclado con agua limpia.
Se
estima que el DAM fue diluido por un factor de 6 a 10 veces.
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18
Hasta
un 96% del fierro liberado debido a la oxidación y
en el proceso de generación de DAM se estima que fue retenido en el wetland . Similares
tendencias se observaron en los otros
metales, incluyendo calcio y radio-226. El
MEND concluyó que el sistema del Panel Wetland
continuaría controlando la acidez y concentraciones de metales mientras la cubierta de agua fuera mantenida.
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10 19
Se
concluyó además que el desempeño del wetland
mejoraría
si
todos
los
relaves
estuvieran
completamente sumergidos.
Este
estudio confirmó que las cubiertas de agua de
poca en combinación con wetlands naturales tienen el potencial de permitir un walk-away (abandono) con mínima mantención.
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CLOVERDALE MINE, WESTERN (AUSTRALIA) CARACTERIZACION Y PREDICCION DE DAM UN CASO PRACTICO
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11 21
Cloverdale
es una de varias mina de sal operadas por Iluka Resources Ltd. en el SW del oeste de Australia.
Las
minas se ubican en suelos profundos y arenosos formados por regresión marina y eventos de transgresión entre 1,5 y 2,3 millones de años atrás.
El
DAM es un riesgo potencial de estos sitios y está típicamente asociado al material pirítico framboidal en los taludes del tajo, en la mena y en la sobrecarga.
En
las etapas tempranas de planificación de la mina Cloverdale, se llevó a cabo un levantamiento detallado para mapear el alcance de los materiales generadores de ácido dentro del cuerpo mineralizado y áreas adyacentes.
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El
material generador de ácido se clasificó como suelos actuales ácidos sulfatados (AASS) o potenciales suelos ácidos sulfatados (PASS).
La
primera fase del levantamiento involucró un programa de perforación de sondajes de aproximadamente 0,5 perforaciones por hectárea, sobre toda la superficie del recurso mineral (224 ha).
Las
perforaciones se extendieron por 2 m bajo el piso propuesto del tajo y se extrajo muestras que se recolectaron cada 1 m en intervalos verticales.
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12 23
Un
total
de
112
perforaciones
fueron
realizadas,
obteniéndose 2232 muestras para el análisis en esta fase. Los
resultados se usaron para identificar preliminarmente
áreas significativas conteniendo suelos ácidos sulfatados. En
la segunda fase del levantamiento, los sondajes se
intensificaron a 1,5 perforaciones por hectárea para delinear más precisamente la distribución horizontal y vertical de los AASS y PASS al interior de la sobrecarga, de la mena y de los materiales del piso del tajo.
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24
Las
muestras se recolectaron a 1 m en intervalos verticales en las zonas no generadoras de ácido, y a intervalos de 0,5 m en zonas que se sabía contenían suelos ácidos sulfatados, resultando un total de 2778 muestras recolectadas.
Un
total de 239 perforaciones fueron realizadas, mientras se tuvo que analizar 5010 muestras.
Todas
las muestras fueron analizadas por pH de terreno y pH peróxido de terreno (pHFox). El pHFox es comparable al test de terreno NAG y es determinado por oxidación de la muestra con peróxido antes de medir el pH.
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13 25
Los
análisis de sulfuro se llevaron a cabo en muestras seleccionadas, usando el método de sulfuro reducible de cromo (SCr), el cual no está sujeto a interferencias de sulfuro orgánico o sulfatos. Adicionalmente, los suelos clasificados como AASS (con pH de terreno < 4,5) fueron analizados por su acidez total actual (TAA).
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Los
resultados del SCr fueron usados para establecer la relación entre los contenidos de pirita y el pHFox, de manera que un modelo 3D de PASS (con SCr > 0,03%) pudiera ser desarrollado sobre el área de la mina usando la data de las 5010 muestras.
El
modelo 3D entregó una representación precisa de distribución y volumen de suelo ácido sulfatado al interior del tajo y los materiales circundantes.
El
levantamiento de data y el modelo 3D de materiales generadores de ácido apoyaron a la alta administración de la mina para que comprenda el posible alcance de los temas asociados a DAM en la mina Cloverdale.
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14 27
Los
planificadores de mina han usado esta información durante el desarrollo de la programación minera para minimizar el impacto del DAM, asociado con la evacuación de aguas del tajo, la explotación minera y el manejo de materiales generadores de ácido.
La
información ha sido usada también para estimar los costos de manejo de DAM (tales como costos de tratamiento), durante operaciones y el impacto económico general sobre el proyecto.
Un
Plan de Manejo del DAM fue desarrollado para la mina y así entregar las bases y pautas para el manejo diario de los materiales generadores de ácido a lo largo de la vida de la mina.
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MOUNT MORGAN MINE, QUEENSLAND AUSTRALIA TRATAMIENTO ACTIVO DE DAM
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MOUNT MORGAN MINE, QLD (AUSTRALIA) Antecedentes Mina
de cobre, oro y plata.
Operaciones Usó
entre 1882 y 1981 (99 años de operación)
explotación
subterránea
hasta
1927,
con
posterioridad se usó explotación a tajo abierto. Producción
total entre 1882 y 1981: 262 ton de oro, 37
ton de plata y 387 000 ton de cobre. El
proceso productivo incluyó fundición.
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El
tajo contenía aguas altamente ácidas con contenido de metales.
La
predicción es que existe un 50% de probabilidad (P) que esta agua rebalse hacia el río Dee adyacente.
El desafío Mantener
el agua del tajo a un nivel máximo operacional para reducir la (P) a 5% en los próximos 5-10 años durante los trabajos de rehabilitación, con los que se reducirá sustancialmente el volumen de agua ingresando al tajo.
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16 31
Lastre Lastre
Lastre
Tajo retrollenado con relaves y con cubierta de agua Modelo conceptual del flujo de aguas subterráneas
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El
DAM será tratado por neutralización química y descargado al río adyacente.
Las
especificaciones de diseño de la planta de tratamiento requirieron del cálculo de la demanda de neutralizante para el DAM y la selección del neutralizante adecuado, entre una variedad de alternativas potencialmente neutralizantes.
La
adición progresiva de lechada de cal al tajo permitió la emoción de metales en función del pH.
La
tabla siguiente muestra el porcentaje de metales clave que permanecían en solución en función del pH. Estos fueron removidos con el aumento gradual del pH.
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Modificación del pH del agua del tajo con la adición de lechada de cal
Con la modificación del pH, se logra la remoción de metales clave Ing. Max Kobek Toledo -
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El
fierro, el aluminio y la mayor parte del cobre fueron removidos mientras el pH incrementó de 2,8 a 5,5.
Cerca
del 20% del zinc se mantenía en solución en pH
5,2. Su precipitación se produjo con pH 7,2. Sin embargo, solo con pH 9, el manganeso fue removido de la solución.
La
cantidad de aluminio en solución comenzó a aumentar a medida que el pH excedía 9,5.
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18 35
Los
tests de investigación identificaron tres valores de
pH (7,5; 8,5 y 9,0) como potenciales valores para el tratamiento final. Si
no se hubiese requerido remover manganeso con el
valor de pH 7,5; habría sido suficiente para el tratamiento final. A
ese pH (7,5), las concentraciones de Al, Cu y Zn (que
son los metales más tóxicos) se habrían reducido a niveles muy bajos.
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36
La
remoción completa del Mn necesitaría de pH 9 ==
se requeriría duplicar la cantidad de cal requerida.
Esto
implicaría un aumento en los costos por mayor
consumo.
Sin
embargo, dado que el Mn es poco probable que
representara un riesgo toxicológico relevante a la biota aguas
abajo, la
remoción
completa del
Mn
fue
considerada como no necesaria. Ing. Max Kobek Toledo -
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19 37
Los
tests de neutralización, en conjunto con la estimación de costos de suministros, indicaron que una planta de una sola etapa usando cal como reactivo que sería la forma de tratamiento más costo-efectiva. Esta se muestra en la Fig. 16 siguiente:
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38
Un
sistema de dos etapas de cal y caliza no sería costo-
competitivo en virtud del costo combinado de capital y de operación de dos sistemas de suministro de reactivos.
La
planta de tratamiento que será mostrada en la
imagen siguiente (Fig. 17) incorpora un reciclado de lodos de alta densidad (HDS) y fue construida en 2006 para comenzar su instalación en 2007.
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20 39
Fig 17. Pit water treatment plant adjacent to the AMS-filled open pit ar Mt Morgan (March 2006).
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40
Si
fuera necesaria la remoción de Mg y SO 4 para reducir la carga de salinidad, entonces dosificando con cal hasta pH 10,8 sería una opción; la cual es el único reactivo adecuado para este propósito. (Otros reactivos como la calcita o la magnesita no producen ph suficientemente altos).
Por
lo tanto, esta opción con cal sería la técnicamente factible, solo que incrementaría sustancialmente el consumo de cal y el costo, dadas las altas concentraciones de Mg.
La
remoción de los mayores iones de sales remanentes después del tratamiento con cal sería mejor facilitada con el uso de osmosis reversa, un método que también removería el Mn remanente de la solución.
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21 41
TRATAMIENTO DE DRENAJE ACIDO VIA LODOS DE ALTA DENSIDAD (HDS)
“Proyecto Modificación Sistema de Manejo de Aguas de Contacto del Depósito de Lastre Norte” Los Andes (Chile)
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Objetivo
del proyecto
Disponer de una solución para el tratamiento de las aguas de contacto de los depósitos de lastre en el escenario de producción PDA Fase I y permitir la futura expansión de División Andina.
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22 43
Región de Valparaíso, provincia y comuna de Los Andes, aproximadamente a 55 km en el este de la ciudad de Los Andes y a unos 3500 msnm.
Localización del proyecto
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44
Se
explota un yacimiento cuyo mineral es procesado
mediante
la
flotación
convencional
para
producir
principalmente concentrados de cobre.
La
minería subterránea comenzó en 1970, mientras que
la minería a tajo abierto, a principios de la década de los años ochenta.
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23 45
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Codelco Chile
Codelco Norte
Andina Nombre Altura
Productos principales Minas Sistema de Explotación Tratamiento Producción
Teniente El Salvador
Ventanas
Codelco Chile División Andina Saladillo: 1500 msnm. Sur Sur: 4200 msnm Concentrados de cobre y molibdeno Sur Sur, Don Luis y Mina Subterránea A tajos abierto y subterráneo 7200 toneladas diarias 250 000 toneladas de cobre fino al año 3600 toneladas de molibdeno
Reservas Ley promedio Dotación promedio
2000 millones de toneladas 1,0% cobre - 0,02% molibdeno 1200 trabajadores 35 00 trabajadores de apoyo a la producción
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46
También
cuenta con un tranque de relaves ubicado en el
sector de Ovejería, región metropolitana de Santiago.
La
extracción actual es 72 000 tpd de mineral,
produciendo unas 250 000 tcf, representando el 18% de la producción de Codelco.
La
expansión a 94 000 tpd se encuentra en su etapa
final de construcción.
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24 47
ESTRATEGIA DE DESARROLLO DEL PROYECTO Habilitación del Depósito de Lastre Norte (DLN) en etapas:
• Etapa I: botadero hasta el punto de nominado “El Chivato”. • Otras etapas: botadero hasta la cercanía de los espesadores (ver imágenes).
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48
DESCRIPCION DE OBRAS
Etapa I. Botadero “El Chivato” • Obras de captación y desvío aguas claras de las laderas • Obras de captación aguas de contacto de DLN • Conducción de aguas de contacto • Planta de tratamiento HDS 500 l/s (Cordillera)
Etapa II. Botadero DLN cercano espesadores •Obras de captación y desvío aguas claras de las laderas •Obras de captación aguas de drenaje del DLN •Conducción de aguas de contacto •Planta de tratamiento HDS de 500 l/s y 1000 l/s (Cordillera y Lagunitas)
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25 DESCRIPCION DE OBRAS ETAPA 1: PROYECTO A10M205
49
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DESCRIPCION DE OBRAS ETAPA 2: PROYECTO A10M205
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26 51
En
esta instancia, el proyecto solo considera llevar a cabo
la Etapa I. Esta fue evaluada ambientalmente vía DIA.
El
sistema de manejo de aguas de contacto del DLN
Etapa I permitirá cubrir aproximadamente los cinco primeros años de operación del depósito hasta completar la capacidad transitoria de 200 millones de toneladas.
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52
ASPECTOS MAS RELEVANTES DE LA ETAPA I Continuidad operacional Tener
el proyecto operativo en enero de 2014 para contar
con depósito de lastres. • Cumplir compromisos ambientales. • Contar con periodos de capacidad remanente para el tratamiento de otras aguas de contacto.
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27 53
ASPECTOS MAS RELEVANTES DE LA ETAPA I Continuidad operacional
Mejorar el conocimiento. • Conocer y estudiar el detalle del fenómeno de aguas de contacto en el depósito. • Conocer mejor el comportamiento del proceso HDS para el diseño de la planta Lagunitas.
Monto de la inversión: $ 100 millones
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54
OBRAS DE DESVIOS Y CONDUCCIONES DE AGUAS CLARAS
Isométrico de captaciones puntuales
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28 55
ETAPA 1. MAQUETA HDS PLANTA CORDILLERA, PROYECTO A10M205
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56
ETAPA 1. PLANTA DE TRATAMIENTO 500 L/S, PROYECTO A10M205
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29 57
A Conc.
A Relaves
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58
Caudales de aguas de contacto proyectadas en barrera cortafugas del DLN Etapa 1: serie histórica.
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30 59
Fin de caso estudio
Caudales de aguas de contacto proyectadas en barrera cortafugas del DLN Etapa 1: cinco años móviles más húmedos. Ing. Max Kobek Toledo -
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60
DRENAJE ACIDO DE MINAS: TRATAMIENTO CONVENCIONAL VS. LODOS DE ALTA DENSIDAD (HDS) COSTOS REFERENCIALES (MEND 1994) Ing. Max Kobek Toledo -
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31 61
Los
costos no consideran ingenierías.
La
información considera planta ya diseñada, lista para su construcción y operación.
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62
PLANTA DE TRATAMIENTO CONVENCIONAL
Los
costos de capital y de operación dependen del flujo tratado. Las relaciones no son lineales. Los valores son sitio-específicos, cada sitio tiene flujo con características particulares. Ing. Max Kobek Toledo -
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32 63
PLANTA DE TRATAMIENTO HIGH DENSITY SLUDGE (HDS)
Los
costos son sitio-específicos que dependen, entre otras, de las variables mostradas en la Tabla 1 (anterior), particularmente las cantidades de reactivos y energía usada.
Las
cantidades y los tipos de reactivos dependerán de las características de cada flujo tratado.
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OTROS CASOS ESTUDIO
WATER COVER: BENAMBRA TAILINGS DAM, VICTORIA La mina Benambra en East Gippsland (Victoria) fue operada por Denehurst Limited como una mina subterránea de metales base entre 1992 y 1996. En este periodo se produjo lo siguiente: 927 000 ton mena procesada 700 000 ton relaves sulfurados al tranque Desde el año 1998, Victorian Dept. of Primary IndustriesMinerals and Petroleum ha sido responsable por el sitio y, recientemente, ha manejado un exitoso programa de rehabilitación. Ing. Max Kobek Toledo -
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Esta labor del Victorian Dept. ha contado con la asesoría experta de Earth Systems.
Objetivo Desarrollar una detallada estrategia de rehabilitación para restablecer el lugar lo más cercanamente posible a las condiciones de preminado. El riesgo ambiental clave era el potencial de generación de DAM desde los relaves.
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El tranque de relaves Benambra fue diseñado del punto de vista ingenieril como una estructura competente para retención de agua. Sin embargo, los relaves fueron depositados a través de un spigot central, produciendo una batimetría irregular de los relaves, como consecuencia la profundidad de sus aguas variaba de 0 a 8 metros, quedando en algunos sectores los relaves expuestos al aire (potencial de oxidación). Por lo tanto, de aquí nace el primer objetivo de la rehabilitación: manejar el DAM creando una cubierta de agua permanente sobre los relaves y utilizando sistemas de tratamiento pasivo para tener un control sobre la calidad del agua a largo plazo. Esto se logró con las siguientes actividades: Ing. Max Kobek Toledo -
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Los
canales de desvío alrededor del tranque fueron
removidos para permitir el acceso de agua al tranque. Esto facilita la mantención de la cubierta permanente, con una mínima profundidad de 2 m y proporcionar dilución al agua de los relaves.
Construir
un vertedero para controlar las salidas de agua
y contribuir a mejorar el comportamiento geotécnico de los
muros,
asegurando
permanentemente
una
profundidad de 2 m de agua. Ing. Max Kobek Toledo -
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Los relaves fueron nivelados y cubiertos con arena caliza para evitar la resuspensión de los relaves en la columna de agua y así minimizar el potencial de oxidación cerca de la superficie de la cubierta de agua. Una capa de material orgánico se instaló sobre la caliza para proporcionar una barrera adicional, prevenir la resuspensión de relaves e inhibir así la migración de oxígeno disuelto desde la columna de agua hacia los relaves, minimizando la posterior oxidación. Instalar vegetación alrededor del perímetro del tranque para asegurar un ingreso constante de materia orgánica (hojas secas, etc.) al tranque vía descomposición natural y de esta manera promover las condiciones de reducción (consumo de oxígeno), minimizando la interacción entre el oxígeno disuelto en la columna de agua y los relaves. Ing. Max Kobek Toledo -
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Se instaló sistemas pasivos de adición de alcalinidad en los drenes y cursos menores de agua hacia el tranque para elevar de manera natural el pH de esos cursos a valores casi neutros antes de entrar al tranque. Esto asegura bajas concentraciones de metales en las aguas del relave. El muro del tranque fue reforzado para crear un talud con pendiente 4:1 (H:V) aguas abajo y mantener la estabilidad geotécnica en el evento de registrarse un sismo máximo creíble. Ing. Max Kobek Toledo -
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FALLAS ESTRUCTURALES: CASOS DE TRANQUES DE RELAVES
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FALLAS DE TRANQUES FECHA
UBICACIÓN
ene-00 Baia Mare Rumania a br- 99 Pl ac er , Filipinas dic-98 Huelva, España
TIPO DE INCIDENTE
DESCARGA
IMPACTO
Rebalse por lluvia
100.000 m3
Contaminación Rio Tisza (Hungría)
intensa
Relaves cianurados
agua potable, población 2 millones
De rr am e p or d añ o e n
7 00. 00 0 t on
51 H as de a rr oz al es in und ado s
Ducto de Concreto
Relaves cianurados
17 viviendas enterradas
Fall a por l luvias
50.000 m3 de ag uas ácidas y tóxicas
abr-98 Los Frailes,
Falla tranque
España
5 millones m3 de
Miles de Has de suelos agrícolas
aguas y soluciones
cubiertos de soluciones
tóxicas oct-97 Pinto Valley
Falla de talud
Arizona, US
230000 m3 de
!6 has de suelos cubiertas
relaves y lastre
ago-96 El Porco, Bolivia
Falla tranque
400.0000 ton
Rio Pilcomayo, contaminado en en 300 kilómetros
mar-96 Marcopper
Falla antiguo túnel
Filipinas
1,5 M ton
Evacuación de 1.200 residentes
No hubo
No hubo
de drenaje
dic-95 Golden Cross
Movimiento del tranque
Nueva Zelandia Ing. Max Kobek Toledo -
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FALLAS DE TRANQUES FECHA
UBICACIÓN
TIPO INCIDENTE
DESCARGA
IMPACTOS
sep-95 Placer, Filipinas ago-95 Omai, Guyana
Falla fundaciones
50.000 m3
Erosión interna del dique
feb-94
Colapso muro por lluvia
4,2 M m3 relave cianurado 600000 m3
Colapso muro y fundaciones
80 M ton
12 fallecidos, contaminación costera Rio Essequibo contaminado 80 km 17 fallecidos daños a, poblado ?
Colapso de muro por bloqueo de vía de evacuación Falla muro por falla de ducto de salida
700000 m3
20 fallecidos
250000 m3
?
Colapso de muro
100000 ton
Relave fluyó 12 km por río
Falla tranque por construcción inadecuada de ducto de decantación
200000 m3
268 fallecidos
Merriesspruit, SudAfrica ene-92 Padcal, Luzon Filipinas abr-88 Jinduicheng, China ene-88 Tennessee, Consolidada, USA may-86 Itabirito, jul-85
Minas Gerais, Brasil Stava, Italia
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FALLAS DE TRANQUES Y FATALIDADES FECHA
UBICACIÓN
TIPO DE MINERAL
Cobre
CAUSA DE FALLA
FATALIDADES
Año 1928
Barahona, Chile
Año 1937
Dos Estrellas, Mexico
Año 1965
El Cobre, Chile
Año 1966
Aberfan, UK
Año 1970
Mulufira, Zambia
Año 1972
Buffalo Crrek, USA
Año 1974
Bafokeng, SudAfrica
Año 1985
Stava, Italia
Fluor
Talud inestable
Año 1986
Huangmeishan, China
Fierro
Filtracion y talud inestable
19
Año 1993
Marsa, Perú
Oro
Rebalse sobre muro
6
Año 1994
Merriespruit, SudAfrica
Oro
Rebalse sobre muro y Talud inestble
17
Oro Cobre
Terremoto
54
Talud inestable
70
Terremoto
200
Talud inestable
144
Colapso Mina
89
Carbón
Falla por Filtraciones
125
Platino
Falla pr Filtraciones
12
Carbón Cobre
268
TOTAL DE FATALIDADES
> 1000
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PERDIDAS FINANCIERAS Y DE MERCADO ASOCIADAS A FALLAS DE TRANQUES DE RELAVES (AÑO 2000) TRANQUE
Perdidas directas o indirectas USD $ M
Omai (1995)
15
Perdidas acciones en el mercado
Acciones y Reclamos
Cierre de Mina
-23%
USD $ 50 M
No
Pendiente
No
74
(USD $ - 188)
Los Frailes (1998) España
113
-35% (USD $ - 68)
Marcopper (1996) Filipinas
43
N/A
Sin Info
Si
Golden Cross (1995) Nueva Zelandia
53
N/A
USD $ 60
Si
Pinto Valley (1997) Arizona, USA
30
N/A
Sin info
No
> 50
-29%
USD $ 55
P(Cierre): 0,4
Promedio
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EVALUACION DEL RIESGO: CONSIDERACIONES Pérdida
Costo
corporativa promedio por falla: > $ 50 millones.
del riesgo esperado: 10 x 10 -3 x $ 50 M = $ 0,5 M.
Invirtiendo
un adicional de $ 0,5 M, se podría prevenir un
desastre (o reducir su probabilidad de ocurrencia).
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Algunas recomendaciones para reducir las fallas de tranques de relaves:
No optar por la oferta de construcción más económica.
Destinar dineros a monitoreo (ejemplo: 4 veces/año).
Contratar
un inspector durante la construcción del
tranque.
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ASPECTOS RELEVANTES DEL CIERRE DE TRANQUES DE RELAVES Estabilidad
física de sismos
Control
del material particulado
Manejo
de filtraciones
Manejo
de aguas claras
Control
de AMD y disolución de metales
Impactos
potenciales sobre aguas subterráneas
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Instalación
de un wetland con flujo vertical para tratar de
manera pasiva los escurrimientos desde la base del muro del tranque.
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Resultado Las
obras de rehabilitación del tranque de relaves se implementaron en 5 meses el año 2006.
Se
logró una cubierta permanente de agua sobre los relaves, con un sistema automático de monitoreo de calidad de agua que se encontraba en proceso de instalación.
La
vegetación alrededor del perímetro del tranque y el establecimiento de un sistema de remediación biológica autosostenible pasiva al interior del tranque asegurarán el tratamiento a través de un proceso natural biológico.
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Vista aérea del tranque Benambra durante el proceso de rehabilitación. Ing. Max Kobek Toledo -
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WOODCUTTERS MINE, TERRITORIOS DEL NORTE (AUSTRALIA) ACCIONES DE CIERRE PARA EL CONTROL DE DAM Antecedentes Mina
de plata, plomo y zinc.
Ubicación: Fue
80 km al norte de Darwin.
una mina subterránea y de tajo abierto que operó
entre los años 1985 y 1999 (14 años).
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Al
cierre de la operación minera, el residuo minero
quedó contenido en las siguientes estructuras: • Dos grandes tranques de relaves conteniendo material altamente sulfurado con un elevado potencial neto de generar ácido. • Un
botadero
de
lastre
conteniendo
cantidades
importantes de material sulfúrico proveniente desde el tajo original que había sido expuesto abiertamente al clima monsónico tropical por muchos años.
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