Los relaves consisten en roca triturada y efluentes de proceso que se generan en una planta de procesamiento de mina. Los procesos mecánicos y químicos se utilizan para extraer el producto deseado de la ejecución del mineral de la mina y producir una corriente de desechos conocida como relaves.
Este proceso de extracción de productos nunca es 100% eficiente, ni es posible recuperar todos los reactivos y productos químicos de procesamiento reutilizables y gastados. Los metales, minerales, productos químicos, orgánicos y agua de proceso irrecuperables y antieconómicos se descargan, normalmente en forma de lechada, a un área de almacenamiento final comúnmente conocida como Instalación de Manejo de Relaves (TMF) o Instalación de Almacenamiento de Relaves (TSF). No es sorprendente que las características físicas y químicas de los relaves y sus métodos de manipulación y almacenamiento sean motivo de gran preocupación.
Los relaves generalmente se almacenan en la superficie, ya sea dentro de estructuras de contención o en forma de pilas (pilas secas), pero también se pueden almacenar bajo tierra en huecos extraídos mediante un proceso comúnmente conocido como relleno. El relleno puede proporcionar soporte en el suelo y la pared, mejorar la ventilación, proporcionar una alternativa al almacenamiento de relaves en la superficie y prevenir el hundimiento (EC 2004). El relleno se analiza en la sección correspondiente a la que se puede acceder aquí .
Los desafíos asociados con el almacenamiento de relaves son cada vez mayores. Los avances en la tecnología permiten explotar minerales de menor ley, generando mayores volúmenes de desechos que requieren un almacenamiento seguro. Las regulaciones ambientales también están avanzando, imponiendo requisitos más estrictos a la industria minera, particularmente con respecto a las prácticas de almacenamiento de relaves. En última instancia, esto ejerce una presión adicional sobre los operadores de una instalación de relaves que realizan las funciones diarias de descarga de relaves y gestión del agua. La mayoría de los incidentes históricos relacionados con los relaves han sido influenciados por una mala gestión diaria, lo que ha resultado en el fortalecimiento de las regulaciones que controlan el almacenamiento de relaves en la actualidad. La investigación llevada a cabo en la tesis doctoral presentada en la Universidad de Leeds en 2006 se ha centrado en los roles de gestión para mejorar las operaciones diarias y reducir los riesgos asociados con el almacenamiento de relaves en superficie. Los parámetros que influyen en la estabilidad, operación y manejo han sido identificados y presentados junto con sus métodos de control, intervención y mitigación. Esto está respaldado por una base de datos en línea novedosa y gratuita llamada TailPro (www.tailpro.com) que se ha desarrollado para garantizar que el personal de relaves pueda implementar un sistema de gestión de relaves de manera eficiente y efectiva.
Los relaves son un producto de desecho que no tiene ninguna ganancia financiera para un operador de minerales en ese momento en particular. No es de extrañar que, por lo general, se almacene de la manera más rentable posible para cumplir con las regulaciones y los factores específicos del sitio. Las presas, terraplenes y otros tipos de embalses superficiales son, con mucho, los métodos de almacenamiento más comunes que se utilizan en la actualidad y siguen siendo de primordial importancia en la planificación de la eliminación de relaves. El diseño particular de estas estructuras de retención es exclusivo de un entorno particular y una operación de procesamiento de minerales.
Al considerar el diseño de una instalación de almacenamiento de relaves, hay muchos parámetros que impactan en el sitio óptimo seleccionado y los métodos de almacenamiento y descarga de relaves utilizados (Ritcey 1989). El medio ambiente y las condiciones del suelo son los parámetros más cruciales que controlan la metodología de almacenamiento de relaves que, en última instancia, afecta la forma en que se diseña, construye, opera y cierra una instalación. Por esta razón, es necesario considerar una variedad de métodos alternativos de almacenamiento de relaves y técnicas de descarga al diseñar una instalación para una ubicación particular. En la industria, esto se logra mediante la implementación de un estudio de compensación, generalmente durante la etapa de prefactibilidad del desarrollo del proyecto. Una selección de opciones de este estudio puede llevarse a la etapa de viabilidad para evaluar las condiciones ambientales, sociales,
Esta página destaca brevemente la generación y naturaleza de los relaves. Los diversos métodos de almacenamiento y descarga de relaves que se utilizan en la actualidad se analizan en las secciones correspondientes de este sitio web. Las consideraciones de manejo del agua discutidas son solo específicas del almacenamiento convencional y deben resaltar por qué este método es problemático en comparación con las técnicas de almacenamiento alternativas que descargan menos agua en el área de almacenamiento de relaves (por ejemplo, eliminación de relaves de alta densidad, apilamiento seco).
Naturaleza de los relaves
El proceso de beneficio de la explotación de los minerales de la mina y su posterior disposición a las instalaciones de contención de superficie expone los elementos a una meteorización acelerada y, en consecuencia, puede aumentar sus tasas de movilización. La adición de reactivos utilizados en el procesamiento de minerales también puede cambiar las características químicas de los minerales procesados y, por lo tanto, las propiedades de los relaves y la roca estéril (EC 2004).
El procesamiento de minerales que contienen sulfuros de roca dura es solo un ejemplo de meteorización acelerada. En este caso, los minerales de sulfuro se oxidan más fácilmente en la instalación de relaves como resultado de la reducción de tamaño de la molienda, lo que aumenta el área de superficie y, por lo tanto, la exposición de los relaves al aire y al agua. Se produce la generación de ácido y la movilización de metales que pueden encontrar su camino hacia el medio ambiente circundante a través de escorrentías o filtraciones. Este fenómeno es un problema bien conocido que afecta a la industria minera y se conoce comúnmente como Drenaje Ácido de Minas (AMD) o Drenaje Ácido de Roca (ARD) (García, Ballester et al. 2005; Ritcey 2005). Dependiendo del proyecto minero, técnicas alternativas de almacenamiento de relaves como la disposición sub-acuosa (deposición por debajo del agua),
Producción de relaves
La eliminación de relaves se identifica comúnmente como la fuente más importante de impacto ambiental para muchas operaciones mineras (Vick 1990). Esto no es sorprendente si se considera que el volumen de relaves que requieren almacenamiento a menudo puede exceder el volumen total in situ del mineral que se extrae y procesa. Durante el último siglo, los volúmenes de relaves generados han crecido drásticamente a medida que ha aumentado la demanda de minerales y metales y se están extrayendo menores leyes de mineral a través de los avances en la tecnología de extracción y procesamiento. En la década de 1960 se producían decenas de miles de toneladas de relaves cada día y para el año 2000 esta cifra había aumentado a cientos de miles (Jakubick, McKenna et al. 2003). Hoy en día hay minas individuales que producen más de 200.000 toneladas de relaves por día.
La ejecución del mineral de la mina se reduce físicamente mediante métodos de trituración y trituración (figura 2). El grado óptimo de trituración está determinado por los métodos de extracción utilizados para eliminar el producto económico. Un simple examen mineralógico puede ser la clave para identificar los métodos de extracción más ventajosos a utilizar. El examen también puede determinar otros minerales de interés económico, el tipo y las cantidades de reactivos necesarios para separar el concentrado de los materiales de ganga y los métodos de almacenamiento necesarios para los relaves (Ritcey 1989). Las pruebas en plantas piloto también pueden ser útiles para determinar el tamaño de partícula óptimo, los reactivos de procesamiento necesarios y las características finales de los relaves. Sin embargo, estas pruebas piloto pueden no ser un representante exacto de los relaves que se producirán en la planta a gran escala.
La concentración es el proceso de extraer el producto económico del mineral triturado y molido, los desechos de este proceso son los relaves. La flotación por espuma (figura 2) es el método de concentración más utilizado y normalmente es el primer paso en la secuencia de procesamiento de minerales donde se introducen los reactivos químicos (Vick 1990). También se utilizan técnicas de separación magnética y por gravedad para obtener el producto económico del mineral molido. La separación por gravedad se utiliza en el procesamiento del oro para recuperar las partículas más gruesas, y las más finas se recuperan por lixiviación (EC 2004). Los minerales refractarios se procesan comúnmente usando oxidación a presión, biolixiviación y tostado antes de las técnicas de lixiviación. Estos tipos de preprocesamiento a menudo se asocian con una molienda ultrafina que genera relaves con propiedades de sedimentación lenta y baja densidad in situ.
Los cinco tipos básicos de reactivos utilizados en la recuperación por flotación de espuma incluyen recolectores, espumantes, depresores, activadores y modificadores. Al diseñar la planta de procesamiento, los tipos y cantidades de reactivos utilizados deben considerarse junto con cualquier requisito deprimente para disminuir los impactos ambientales en las corrientes de relaves (Ritcey 1989). Los reactivos dosificados en pequeñas cantidades se consumen, se retienen en el proceso o se descargan con los relaves. Por lo tanto, el diseño de una instalación de almacenamiento de relaves debe optimizarse para evitar la intemperie y la movilización de contaminantes, mientras que también aumenta las tasas de degradación de los reactivos almacenados en la instalación de relaves.
Características de los relaves
Las características de los relaves pueden variar mucho y dependen de la mineralogía del mineral junto con los procesos físicos y químicos utilizados para extraer el producto económico. Ritcey (1989) informó que los relaves del mismo tipo pueden poseer una mineralogía diferente y, por lo tanto, tendrán diferentes características físicas y químicas. Las características de los relaves deben determinarse para establecer el comportamiento de los relaves una vez depositados en su ubicación de almacenamiento final y los posibles pasivos e impactos ambientales a corto y largo plazo. Una vez que se determinan las características probables de los relaves a partir de las pruebas de laboratorio y de la planta piloto, se pueden identificar los requisitos de diseño necesarios para mitigar el impacto ambiental y determinar el rendimiento operativo óptimo.
La liberación de agua de los relaves una vez descargados en una instalación y el volumen disponible para el bombeo de retorno a la planta de procesamiento es un parámetro de diseño importante que influye en el balance hídrico de un proyecto minero (costos de agua de compensación). Esta liberación depende de las propiedades físicas de los relaves depositados y se puede estimar mediante pruebas de laboratorio de los relaves a diferentes concentraciones de sólidos. Este parámetro puede influir en el tipo de método de almacenamiento de relaves utilizado para evitar la descarga de agua en un área de almacenamiento de relaves (por ejemplo, técnicas de apilado en seco y pasta) además de minimizar las pérdidas por filtración y evaporación.
Para ayudar a determinar los requisitos de diseño de una instalación de almacenamiento de relaves, será necesario establecer las siguientes características de los relaves (según EC 2004):
Composición química (incluidos cambios en la química a través del procesamiento de minerales) y su capacidad para oxidar y movilizar metales.
Composición física y estabilidad (carga estática y sísmica)
Comportamiento bajo presión y tasas de consolidación
Estabilidad a la erosión (viento y agua)
Tiempo de sedimentación, secado y comportamiento de densificación después de la deposición.
Comportamiento de bandeja dura (por ejemplo, formación de costras en la parte superior de los relaves)
Las características de ingeniería de los relaves están influenciadas en la mayoría de los casos por el grado de espesamiento y el método de deposición. Por lo tanto, es esencial que al investigar las propiedades de los relaves se identifiquen las características físicas y los parámetros del material (p. Ej., Ángulos de pendiente de la playa, segregación del tamaño de partículas, recuperación de agua) que pueden ocurrir como resultado de diversas técnicas de deposición (SANS 1998). Esto es particularmente cierto cuando se considera la eliminación de relaves de alta densidad y sus desafíos asociados al transporte y la deposición.
Una vez que se determinan los posibles parámetros específicos del sitio (por ejemplo, ambientales, sociales, geotécnicos, costos) y las características de los relaves y su comportamiento al depositarse, puede comenzar el proceso de decidir un método de almacenamiento adecuado.
Fuente: tailings