encapsulamiento concurrente de la pirita en presas de relaves

II CONGRESO INTERNACIONAL DE MEDIO AMBIENTE

II SIMPOSIO NACIONAL DE SEGURIDAD MINERA

“ MINERIA CON TECNOLOGÍA LIMPIA Y CULTURA DE SEGURIDAD”

ENCAPSULAMIENTO CONCURRENTE DE LA PIRITA EN PRESAS DE RELAVES

Mag. Ing. Pedro Camero Hermoza – Univ. Nacional San Antonio Abad del Cusco e-mail: [email protected]. Dionisio Bazán – Smallvile – e-mail: [email protected]

INTRODUCCION.- Uno de los problemas más importantes en el manejo de presas de relaves de minerales sulfurados es la generación de aguas ácidas con el tiempo, después de 20, 30, 50 ó más años después del cierre, por lo que en la etapa de cierre se hacen grandes esfuerzos para garantizar la estabilidad química de las presas, generalmente costosos muy altos, es por ello que la industria minero metalúrgica está constantemente desarrollando nuevas alternativas en el manejo de relaves piritosos, para garantizar una mayor estabilidad física y química y al mismo tiempo con ventajas económicas, ambientales y técnicas. En este marco alcanzamos a la industria minera-metalúrgica el proceso de Encapsulamiento Concurrente de la Pirita en Presas de Relaves como una alternativa viable para el manejo de los relaves desde el punto de vista de la estabilidad química.El trabajo de investigación fue desarrollado en dos etapas, una primera con pruebas de sedimentación con material sintético, las que permitieron evaluar el efecto de tamaño de partícula sobre el tiempo de sedimentación en un medio denso y una segunda con material de planta, consistente en la separación de la pirita del underflow del relave por flotación y lograr un relave final neutro y finalmente se realizaron pruebas de encapsulamiento del concentrado de pirita en el material del overflow de los relaves de planta. En base a los resultados logrados se plantea una alternativa de tratamiento para ser aplicado en los últimos años de operación consistente en la separación de la pirita de underflow por flotación para ser almacenado en la zona de finos de la presa de relaves y depositar el relave neutro sobre la cara exterior del dique, lográndose así un encapsulamiento concurrente (Fig. 1).

Fig. 1.- Flujograma Alterno de Manejo de Relaves

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1.- PRUEBAS DE SEDIMENTACIÓN CON MATERIAL SINTETICO.- Estas pruebas de hicieron con el objetivo de ver la velocidad de sedimentación de la pirita a través de una pulpa , para este fin se utilizó un concentrado de pirita limpio y clasificado en las mallas 100, 140 y 200 y como lama se empleó un overflow pasado por la malla 200, realizándose tres grupos de pruebas:

Primer grupo con concentrado de pirita malla + 100 Segundo Grupo con concentrado de pirita malla –100 + 140 Tercer Grupo con concentrado de pirita malla 140 + 200

Estas pruebas tienen un carácter semicuantitativo, por que la concentración de la pirita en las diferentes capas se realiza por separación con malla 200 y pesado, suponiendo que el concentrado de pirita cargado es puro. Las pruebas muestran claramente la influencia del tamaño de partícula en la velocidad de sedimentación de la pirita en el seno de una pulpa, así el porcentaje de pirita retenida en las capas superiores, para el primer y segundo grupo, son menores al 1%, para tiempos de sedimentación de 1 a 2 minutos, depositándose más del 94% de la pirita en la capa del fondo, mientras que para el tercer grupo, el 72% de la pirita se deposita en la capa del fondo para un tiempo de 1 minuto y el 83% en 2 minutos. La distribución porcentual de la pirita en las diferentes capas, para los tres grupos y tiempos de sedimentación de 1 y 2 minutos se muestran en la tabla 1 y gráficamente en las figuras 2 y 3.

Tabla 1.- Distribución Porcentual de la Pirita en cada Capa para 1 y 2 Minutos de sedimentación

Tiempo de SedimentaciónMuestra 1 Minuto 2 Minutos

Capa 100 140 200 100 140 2001 0.00 1.12 8.25 0.00 1.02 3.762 0.99 1.52 5.75 0.00 0.69 3.393 1.09 2.44 7.27 0.00 1.95 4.424 0.86 4.85 6.10 0.00 1.81 5.005 97.03 92.85 72.63 100.00 94.53 83.43

Fig. 2.- Sedimentación Malla 100 Fig. 3.- Sedimentación Malla 200

2.- PRUEBAS CON MATERIAL DE PLANTA La segunda etapa del trabajo de investigación consistió en desarrollar pruebas de flotación, para separar la pirita de los relaves almacenados en la Presa de Relaves Chinchán, de la Empresa Minera Yauliyacu, con el objetivo de lograr un concentrado de pirita y un relave neutro o casi neutro. Con el concentrado de pirita, mezclado con el material del overflow, cuyo análisis granulométrico es de 60% menos malla 400 se desarroló las pruebas de sedimentación.

2.1.- PRUEBAS DE FLOTACIÓN DE LA PIRITA DEL UNDERFLOW Se corrió una serie de 5 pruebas de flotación, con el material tomado del UNDERFLOW del ciclón que opera en la Presa de Relaves de Chinchán. Las muestras fueron repulpeadas al 38% de sólidos, el pH de la pulpa resultante al agregar agua dio 8 para todos los casos, se usó como colector

2

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el xantato isopropílico de sodio ( Z-11 ) y como espumante el D-1012. Las condiciones de las 5 pruebas se resumen en la Tabla 2 y se debe indicar que se utilizó una celda de flotación Denver Sub-A a 1500 rpm, 0.050 kg/TM de Z-11 y 0.1 kg/TM de espumante.Por otro lado se debe tener presente, que estas pruebas tienen como fin lograr la mayor separación de la pirita contenida en el underflow para ser almacenada subacuáticamente en la zona de finos y un relave con bajo contenido de azufre y por tanto, con poca o ninguna capacidad de generación de aguas ácidas, apto para ser empleado como material de relleno en la construcción del dique, ambos objetivos permitirán disminuir la generación del DAM de la presa en su conjunto, por lo que el análisis de los resultados de estas pruebas se harán desde estos puntos de vista, destacando la relación de peso de concentrado a relave, el contenido de azufre en los productos y su capacidad de neutralización.

Tabla 2.-Condiciones de las Pruebas de Flotación del Underflow Tiempos de repulpeado, acondicionamiento y flotación en minutos

Prueba Peso Húm. Agua Repulpeado Acondicion. I Ro I RoII RoIII Acondicion. II Sc.

(g) (cc)

PY-1 600 730 5 5 1 1 1 4 5

PY-2 600 730 5 5 1 1 2 4 5

PY-3 600 730 5 2.5 2 2 3

PY-4 600 730 3 2 2 2 3

PY-5 3000 3700 3 5 3 2 3

Ro = Flotación Rougher Sc = Flotación Scavenger

2.1.1.- Ley y Distribución del Azufre en el Concentrado y el Relave.- Los resultados logrados en las pruebas de flotación se presentan en las tablas 3 al 7 y en ellas se puede ver claramente, que para un tiempo de flotación entre 2 a 4 minutos un promedio del 20% del peso de la alimentación está en el concentrado de pirita y el 80% representa el relave y la ley promedio de azufre es de 23% en el concentrado y menor al 1.5% en el relave, lo que nos indica que la recuperación del S en el concentrado es mayor al 80% para un tiempo de flotación de 4 minutos. Además, se puede destacar que para un tiempo de flotación de 5 a 6 minutos el relave final tendría una ley de S apenas mayor al 1%, que representa el 15 a 16% del azufre que ingresa la alimentación, como underflow del ciclón. En la figura 4 se presenta gráficamente los resultados de la prueba de flotación PY-1De estos resultados también se puede deducir, que separando la pirita del underflow no se afectará más que en un 20% el peso del under que actualmente se deposita en el dique, de modo que en esta caso no se requerirá material de empréstito para la elevación del nivel de la presa y se obtendrá un material con poco contenido de S.2.1.2.- Variación del NNP en el Concentrado y el Relave.- El potencial neto de neutralización (NNP), es un parámetro que expresa la capacidad de generación de drenaje ácido de un producto, parámetro que se determina una vez conocido el potencial ácido (AP) y el potencial de neutralización (NP). En el caso particular de los productos de la flotación del underflow del ciclón, es conveniente ver la variación, de este parámetro tan importante en la caracterización química de los relaves, con el tiempo de flotación; con este fin haremos uso de los resultados del análisis químico del S y del CaCO3 , con los cuales se calcula en AP, NP y NNP para cada uno de los productos de las 5 pruebas de flotación.

Tabla 3.- Resultados Calculados Prueba de Flotación PY-1Tiempo Concentrado Relave CONCENTRADO RELAVE

Código Acum. Flot. % ooo % ooo % ooo % ooo % Peso Ley S, % Recuperac. Peso Ley S Rec.

Minutos Sp Sac Sp Sac Parc. Acum. Parc. acum.. Parc. Acum. % % %

0

PY-1 Ro I 1 389.12 389.12 213.25 213.25 16.53 16.53 23.54 23.54 64.60 64.60 83.47 2.55 35.40

PY-1 Ro II 2 84.67 473.78 128.59 341.84 3.48 20.01 24.33 23.68 14.06 78.65 79.99 1.61 21.35

PY-1 Ro III 4 26.66 500.44 101.93 443.77 2.72 22.73 9.8 22.02 4.43 83.08 77.27 1.32 16.92

PY-1 Sc 9 17.69 518.13 84.24 528.01 4.03 26.76 4.39 19.36 2.94 86.02 73.24 1.15 13.98

PY-1 Rel 84.24 602.37 0.00 528.01 73.25 100.01 1.15 6.02 13.98 100.00

%Sp Total: 6.02

Tabla 4.- Resultados Pruebas de Flotación PY-2

3

3

Tiempo Concentrado Relave CONCENTRADO RELAVE


Minutos Sp Sac Sp Sac Parc. Acum. Parc. acum.. Parc. Acum. % % %

0

PY-2 Ro I 1 411.97 411.97 195.47 195.47 17.23 17.23 23.91 23.91 67.82 67.82 82.77 2.36 32.18

PY-2 Ro II 2 70.07 482.04 125.40 320.87 3.04 20.27 23.05 23.78 11.54 79.36 79.73 1.57 20.64

PY-2 Ro III 4 27.43 509.47 97.97 418.84 2.44 22.71 11.24 22.43 4.51 83.87 77.29 1.27 16.13

PY-2 Sc 9 22.35 531.82 75.62 494.46 3.86 26.57 5.79 20.02 3.68 87.55 73.43 1.03 12.45

PY-2 Rel 75.62 607.44 0.00 494.46 73.42 99.99 1.03 6.07 12.45 100.00

%Sp Total: 6.07

Tabla 5.- Resultados Pruebas de Flotación PY-3Tiempo Concentrado Relave CONCENTRADO RELAVE


Minutos Sp Sac Sp Sac Parc. Acum. Parc. acum.. Parc. Acum. % % %0

PY-3 Ro I 2 456.49 456.49 118.26 118.26 19.45 19.45 23.47 23.47 79.42 79.42 80.55 1.47 20.58PY-3 Sc 5 40.68 497.17 77.58 195.84 4.49 23.94 9.06 20.77 7.08 86.50 76.06 1.02 13.50PY-3 Rel 77.58 574.75 0.00 195.84 76.06 100 1.02 5.75 13.50 100.00

%Sp Total: 5.75



minutos Sp Sac Sp Sac Parc. Acum. Parc. acum.. Parc. Acum. % % %0

PY-4 Ro I 2 431.31 431.31 176.47 176.47 18.44 18.44 23.39 23.39 70.97 70.97 81.56 2.16 29.03PY-4 Sc 5 48.89 480.20 127.58 304.04 4.24 22.68 11.53 21.17 8.04 79.01 77.32 1.65 20.99PY-4 Rel 127.58 607.78 0.00 304.04 77.32 100 1.65 6.08 20.99 100.00

%Sp Total: 6.08



minutos Sp Sac Sp Sac Parc. Acum. Parc. acum.. Parc. Acum. % % %0

PY-5 Ro I 3 386.67 386.67 195.45 195.45 15.91 15.906 24.31 24.31 66.42 66.42 84.09 2.32 33.58PY-5 Sc 6 99.80 486.47 95.65 291.10 5.05 20.954 19.77 23.22 17.14 83.57 79.05 1.21 16.43PY-5 Rel 95.65 582.12 0.00 291.10 79.05 100 1.21 5.82 16.43 100.00

En las tablas 8 al 12 se presentan los valores del NNP y la figura 5 muestra gráficamente los valores para la prueba PY-1.En cada una de estas tablas y la figura se observa que el AP disminuye con el tiempo de flotación en forma muy notoria en el concentrado y poco significativo en el relave, lo que está directamente relacionado con el contenido de S, visto en el punto anterior; por el contrario el NP aumenta en el concentrado, lo que se explica por el arrastre de componentes carbonatados en el proceso de flotación, mientras que en el relave se mantiene casi constante. La variación del NNP resultante de la relación de estos dos valores por sustracción (NNP = NP-AP) permite afirmar que por flotación podemos lograr, por un lado, un concentrado altamente generador de aguas ácidas, con un NNP que puede alcanzar valores menores de –700 kg de CaCO3/TM, los que pueden ser almacenados por diferentes métodos, para evitar o mitigar la generación del DAM, como el almacenamiento subacuático que se propone a través del presente trabajo y por otro, y es lo más importante de estas pruebas de flotación, un RELAVE NEUTRO O CASI NEUTRO, por cuanto, según el tiempo de flotación el NNP de los relaves pueden tomar valores de –31.96 para un tiempo mínimo de 01 minuto de flotación, hasta de +36.43 para 6 minutos de flotación, valores que permitirían manejar un dique de contención con mayor seguridad y ventajas desde el punto de vista ambiental, por que se tendría un dique construido con el uder y cubierto con un material con poca o ninguna capacidad de generar

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DAM , lo que en la etapa de cierre de operaciones significaría un menor costo de tratamiento de relaves y mayor seguridad en cuanto se refiere a la estabilidad química de una presa de relaves.

Fig. 4.- Resultados Gráficos de Prueba de Flotación PY-1

Tabla 8.- Cálculo del NNP en Prueba de Flotación PY-1CONCENTRADO RELAVE

CODIGOT. Acum. % S AP* NP* NNP* % S AP NP NNP

(Min) PY-1 Ro I 1 23.54 735.63 7.50 -728.13 2.55 79.69 47.73 -31.96

5

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PY-1 Ro II 2 24.33 760.31 16.00 -744.31 1.61 50.31 49.11 -1.20PY-1 Ro III 4 9.8 306.25 19.75 -286.50 1.32 41.25 50.14 8.89PY-1 Sc 9 4.39 137.19 43.50 -93.69 1.15 35.94 50.51 14.57PY-1 Rel 1.15 35.94 50.50 14.56 * Expresados en kg CaCO3/TM



(Min) PY-2 Ro I 1 23.91 747.19 5.00 -742.19 2.36 73.75 46.58 -27.17PY-2 Ro II 2 23.05 720.31 10.00 -710.31 1.57 49.06 47.97 -1.09PY-2 Ro III 4 11.24 351.25 18.80 -332.45 1.27 39.69 48.89 9.20PY-2 Sc 9 5.79 180.94 41.30 -139.64 1.03 32.19 49.29 17.10PY-2 Rel 1.03 32.19 49.30 17.11 * Expresados en kg CaCO3/TM



(Min) PY-3 Ro I 2 23.47 733.44 7.50 -725.94 1.47 45.94 49.80 3.86PY-3 Sc 5 9.06 283.13 29.50 -253.63 1.02 31.88 51.00 19.13PY-3 Rel 1.02 31.88 51.00 19.13 * Expresados en kg CaCO3/TM







Fig. 5 .- Variación del AP, NP y NNP en Prueba PY-1

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2.2.- PRUEBAS DE ENCAPSULAMIENTO DE CONCENTRADO DE PIRITA .- Se desarrollaron para ver el comportamiento de una muestra real, con la idea de simular el encapsulamiento que se pueda dar, sí se almacena un concentrado de pirita separado por flotación a partir del underflow de la clasificación de un relave, en la zona de finos de un estanque de relaves, con este objetivo se desarrollaron 5 pruebas de sedimentación, manteniendo constante los pesos del concentrado de pirita y la lama, el tiempo de agitación y el volumen total, siendo la variable evaluada el tiempo de sedimentación, que se varió entre 5 a 30 minutos, después del tiempo de sedimentación se extrajo por sifoneo 5 capas de 200 ml cada una, para ser pesado, filtrado, secado y analizado por azufre y carbonato de calcio para determinar el NNP de cada capa. Las pruebas de realizaron en las siguientes condiciones:

Volumen Total de Pulpa : 1000 cc Peso Concentrado Pirita: 204.5 g Peso Lama : 278.1 g Volumen de Agua: 852 cc Densidad de Pulpa: 1334.6 g/l Tiempo de Agitación: 10 minutos Tiempo de Sedimentación: 5, 10, 15, 20 y 30 minutos

Y se empleó el siguiente material: probeta de 1000 cc, agitador manual de eje vertical con disco perforado, cronómetro, balanza electrónica de 2000 g, regla de 50 cm, vasos de precipitados y vasos plásticos, filtro a presión y embudos de vidrio y estufa de secado.

2.2.1.- Caracterización Granulométrica y Química de los Componentes de las Pruebas.- De acuerdo a los objetivos del presente trabajo, es conveniente hacer una caracterización granulométrica del alimento al ciclón (Relave de Planta), del underflow, overflow, concentrado de pirita y el relave neutro (Relave de la Flotación del underflow), para ello se ha empleado, como para todos los análisis de malla, un nido de tamices ASTM, los resultados de este análisis se da en la tabla 13 . Desde el punto de vista granulométrico es de interés el concentrado de pirita y el relave neutro, se puede ver que casi el 85% del concentrado de pirita es más malla 400, esta granulometría permitirá la sedimentación del material piritoso, que además es más pesado, a través de la lama que se encuentra en la zona de finos del estanque, que según la caracterización del estanque de la presa de Chinchán, está conformada por material casi 100% menos malla 400 y de un peso específico mucho menor que el del concentrado; en lo referente al relave neutro vemos que su granulometría no varía mayormente comparado con la granulometría del underflow, de modo que la estabilidad del dique no será afectado por esta variable.

Tabla 13Caracterización Granulométrica de Componentes de Pruebas de Sedimentación

MALLA ALIMENTO UNDERFLOW OVERFLOW CONC.FeS2 Relave Neutro

7

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NumeroDiam, m Peso(g) % Peso(g) % Peso(g) % Peso(g) % Peso(g) %70 212 111.84 22.66 193.51 38.08 9.10 1.96 14.40 3.91 151.53 38.58

100 150 55.15 11.17 97.71 19.23 8.50 1.83 31.65 8.58 74.84 19.05200 75 80.93 16.40 103.11 20.29 64.96 13.97 140.23 38.03 94.79 24.13400 38 83.40 16.90 67.75 13.33 111.84 24.06 125.23 33.96 32.45 8.26-400 < 38 162.23 32.87 46.11 9.07 270.53 58.19 57.20 15.51 39.18 9.97

493.55 100.00 508.19 100.00 464.93 100.00 368.71 100.00 392.79 100.00

Y la caracterización Química de los componentes de estas pruebas, permite conocer los valores del AP, NP y NNP de cada uno de ellos y así poder predecir la variación de estos valores durante el proceso de sedimentación. En la tabla 14 se dan los valores de interés. Estos valores muestran que el underflow, que actualmente se almacena en el dique de la Presa de Chinchán es generador de DAM, en alto grado y que pasándolo por flotación se lograría un relave prácticamente neutro para ser almacenado en el dique y por otro lado, el concentrado de pirita, altamente generador de DAM, se encapsularía por debajo de la lama, que tiene una mediana capacidad de generación de DAM, comparado con el underflow y el concentrado de pirita y además, como se ha indicado anteriormente, es un material casi 100% menos malla 400. Estas suposiciones es lo que trataremos de demostrar con las pruebas de sedimentación.

Tabla 14Caracterización Química de los Componentes de Pruebas de Sedimentación

CODIGO %S %CaCO3 AP NP NNP NP/APU/F 8.75 3.83 273.44 38.25 -235.19 0.14

Conc.FeS2 24.07 0.65 752.19 6.50 -745.69 0.01Lama 5.96 7.60 186.25 76.00 -110.25 0.41

Rel. Neutro 1.58 4.93 49.37 49.25 -0.12 1.00

2.2.2.- Análisis de Resultados.- El análisis de los resultados logrados en estas pruebas de encapsulamiento del concentrado de pirita con los finos de un estanque de relaves, se hará desde el punto de vista del comportamiento de la variación del S, AP, NP, NNP y la relación de NP/AP de cada prueba como una función de la altura (profundidad) e interrelacionado las pruebas, en función del tiempo; también es importante analizar estos resultados como una función de la ley de S y CaCO3 acumulado y su distribución con la profundidad. De la interpretación de los resultados, desde estos puntos de vista, se resume que es posible encapsular subacuáticamente un concentrado de pirita por debajo de una pulpa de lama, pués a través del experimento se demuestra que las capas superiores tendrán un NNP acumulado comprendido entre -110 a -150 kg CaCO3/TM, valores que indican, que las capas de lodo que cubrirían al concentrado de pirita son químicamente más estables y fáciles de tratar en la etapa de cierre de una presa de relaves y con la ventaja de que se haría durante el proceso de producción de una planta.

2.2.2.1.- Análisis de los Resultados en Función de la Profundidad.- Los resultados de las 5 pruebas de la sedimentación de la pirita, separada por flotación desde el underflow de un ciclón clasificador del relave procedente de una planta concentradora, a través de una capa de lodo, constituida por una lama con un 60% menos malla 400 ( partículas menores a 38 micrones) se dan en las tablas 15 al 19 y las figuras 6 al 11. A partir de esta tablas y figuras, haciendo un análisis global de los resultados como función de la profundidad o altura de la pulpa, se puede apreciar que la densidad de la pulpa se incrementa notablemente con el incremento de la profundidad, de valores de entre 1100 a 1200 g/l en las capas superiores hasta valores mayores de 2000 en la capa inferior, lo que indica que el volumen que ha de ocupar el concentrado de pirita encapsulado será bajo, igualmente se aprecia que el % de sólidos en la pulpa prácticamente se duplica en la última capa. Analizando desde la perspectiva de estabilidad química , como era de esperar, la ley de S en la capa más profunda es prácticamente 3 a 4 veces la ley de la capa superficial y hay que destacar que esta ley , incluso, es mayor a ley del concentrado de pirita, hecho que muestra claramente que parte de la pirita contenida en las lamas también sedimenta, cosa que debe darse en mayor proporción a mayor tiempo de sedimentación y como el valor del potencial ácido (AP), está definido por el contenido de S vemos que su valor en el fondo es muy alto comparado con las capas superiores; del mismo modo, observando la variación del potencial de neutralización (NP) con la altura, vemos que tienen valores mayores en las capas superiores y bastante menor en

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la capa más profunda, esto nos indica que los minerales ácido consumidores (carbonatados), más ligeros que la pirita tienden a permanecer por encima de ésta, lo que indudablemente favorece al proceso de encapsulamiento. Relacionando el AP y el NP, se encuentra que el NNP es más negativo a mayor profundidad y la NP/AP se aproxima a cero, mientras que en las capas superiores el NNP se hace menos negativo y la NP/AP se acerca a la unidad, los valores de estas dos variables , muestran que las capas superiores de un proceso de encapsulamiento concurrente tienden hacia la estabilidad química paulatinamente, dependiendo de la altura y el tiempo.

Tabla 15.-Resultados Prueba Nº 1 , Tiempo de sedimentación: 5 min.Pulpa Sólido

CodigoPeso(g)Vol. (cc)Densidad*Alt.(cm)Peso(g) % %S AP NP NNP NP/APS-1 110.23 100 1102 -1.70 27.75 25.17 8.88 277.5067.25-210.25 0.24S-2 235.70 200 1179 -6.80 61.77 26.21 9.16 286.2557.75-228.50 0.20S-3 254.13 200 1271 -13.60 67.18 26.44 9.22 288.1373.25-214.88 0.25S-4 361.17 300 1204 -23.40 101.62 28.1412.60393.7551.25-342.50 0.13S-5 362.83 200 1814 -30.60 209.64 57.7822.88715.0054.50-660.50 0.08

*Densidad en g/lTabla 16.- Resultados Prueba Nº2, Tiempo de Sedimentación 10 min.

Pulpa SólidoCodigo Peso(g) Vol. (cc) Densidad* Alt.(cm) Peso(g) % %S AP NP NNP NP/AP

T-1 236.17 200 1181 -3.40 58.26 24.67 7.57 236.56 63.50 -173.06 0.27T-2 234.08 200 1170 -10.20 61.34 26.20 7.91 247.19 62.25 -184.94 0.25T-3 230.19 200 1151 -17.00 61.89 26.89 8.65 270.31 60.25 -210.06 0.22T-4 239.60 200 1198 -23.80 83.57 34.88 10.84 338.75 53.00 -285.75 0.16T-5 357.96 200 1790 -30.60 212.96 59.49 23.86 745.63 10.00 -735.63 0.01

*Densidad en g/l

Tabla 17.- Resultados Prueba Nº 3 , Tiempo de sedimentación: 15 min.

Pulpa SólidoCodigo Peso(g) Vol. (cc) Densidad* Alt.(cm) Peso(g) % %S AP NP NNP NP/AP

U-1 228.69 200 1143 -3.40 27.75 12.13 6.88 215.00 80.75 -134.25 0.38U-2 237.75 200 1189 -10.20 61.77 25.98 7.46 233.13 62.00 -171.13 0.27U-3 232.31 200 1162 -17.00 67.18 28.92 7.80 243.75 62.50 -181.25 0.26U-4 230.60 200 1153 -23.80 101.62 44.07 11.82 369.38 59.75 -309.63 0.16U-5 407.54 200 2038 -30.60 209.64 51.44 24.37 761.56 12.25 -749.31 0.02

*Densidad en g/l

Tabla 18.-Resultados Prueba Nº 4 , Tiempo de sedimentación: 20 min.Pulpa Sólido

Codigo Peso(g) Vol. (cc) Densidad* Alt.(cm) Peso(g) % %S AP NP NNP NP/APX-1 227.29 200 1136 -3.40 41.24 18.14 6.29 196.56 81.25 -115.31 0.41X-2 232.33 200 1162 -10.20 55.97 24.09 5.78 180.63 79.50 -101.13 0.44X-3 230.53 200 1153 -17.00 56.78 24.63 7.24 226.25 81.50 -144.75 0.36X-4 242.64 200 1213 -23.80 62.62 25.81 7.42 231.88 76.75 -155.13 0.33X-5 406.56 200 2033 -30.60 262.29 64.51 25.84 807.50 27.00 -780.50 0.03

*Densidad en g/l

Tabla 19.- Resultados Prueba Nº 5 , Tiempo de sedimentación: 30 min.

Pulpa Sólido

9

9

Codigo Peso(g) Vol. (cc) Densidad* Alt.(cm) Peso(g) % %S AP NP NNP NP/APY-1 214.51 200 1073 -3.40 27.75 12.94 6.09 190.31 69.75 -120.56 0.37Y-2 228.05 200 1140 -10.20 61.77 27.09 6.50 203.13 78.25 -124.88 0.39Y-3 236.09 200 1180 -17.00 67.18 28.46 6.69 209.06 81.25 -127.81 0.39Y-4 240.15 200 1201 -23.80 101.62 42.32 7.80 243.75 78.00 -165.75 0.32Y-5 413.67 200 2068 -30.60 209.64 50.68 26.01 812.81 29.25 -783.56 0.04

*Densidad en g/l

2.2.2.2.- Análisis de los Resultados en Función del Tiempo.- Interrelacionando los resultados de la 5 pruebas, se observa como varían los valores de las variables estudiadas en función del tiempo; para ello se comparara los valores obtenidos a una misma profundidad para los diferentes tiempos de sedimentación. En las tablas del 20 al 25 y las figuras

10

10

del12 al 17, se puede apreciar que el % de sólidos en la pulpa de la primera capa disminuye con el tiempo, se mantiene casi constante en la segunda y tercera capa y tiende a aumentar en la cuarta y quinta capa, con algunas variaciones; el %de S en las cuatro capas superiores es baja y disminuye ligeramente con el tiempo y es alta en la capa final aumentando ligeramente con el tiempo, como una consecuencia del tenor del S, sucede igual con el AP, valores bajos para las capas superiores y notoriamente alto en la capa del fondo, por el contrario la variación del NP con el tiempo muestra, que este valor es alto en las capas superiores con tendencia a aumentar con el tiempo y menor en la capa inferior, aunque con comportamiento un tanto irregular con relación al tiempo. Finalmente, los valores del NNP son menos negativos en las capas superiores con clara tendencia a aumentar con el tiempo y más negativos en el fondo, con marcada proyección a valores más negativo y si analizamos la relación NP/AP, se observa que en las capas superiores tiende a aumentar con el tiempo y en la capa del fondo su valor se acerca a 0.

Tabla 20.- Variación del % de Sólidos en Función del TiempoTiempo Altura en cm

Min. 3.4 10.2 17 23.8 30.65 25.17 26.21 26.44 28.14 57.7810 24.67 26.20 26.89 34.88 59.4915 12.13 25.98 28.92 44.07 51.4420 18.14 24.09 24.63 25.81 64.5130 12.94 27.09 28.46 42.32 50.68

Tabla 21.-Variación del % de S en Función del TiempoTiempo Altura en cm

Min. 3.4 10.2 17 23.8 30.65 8.88 9.16 9.22 12.60 22.88

10 7.57 7.91 8.65 10.84 23.8615 6.88 7.46 7.80 11.82 24.3720 6.29 5.78 7.24 7.42 25.8430 6.09 6.50 6.69 7.80 26.01

Tabla 22.- AP en Función del Tiempo Tiempo Altura en cm

Min. 3.4 10.2 17 23.8 30.65 277.50 286.25 288.13 393.75 715.00

10 236.56 247.19 270.31 338.75 745.6315 215.00 233.13 243.75 369.38 761.5620 196.56 180.63 226.25 231.88 807.5030 190.31 203.13 209.06 243.75 812.81

Tabla 23.- Variación del NP en Función del TiempoTiempo Altura en cm

Min. 3.4 10.2 17 23.8 30.65 67.25 57.75 73.25 51.25 54.50

10 63.50 62.25 60.25 53.00 10.0015 80.75 62.00 62.50 59.75 12.2520 81.25 79.50 81.50 76.75 27.0030 69.75 78.25 81.25 78.00 29.25

Tabla 24.- Variación del NNP en Función del Tiempo

11

11

Tiempo Altura en cmMin. 3.4 10.2 17 23.8 30.6

5 -210.25 -228.50 -214.88 -342.50 -660.5010 -173.06 -184.94 -210.06 -285.75 -735.6315 -134.25 -171.13 -181.25 -309.63 -749.3120 -115.31 -101.13 -144.75 -155.13 -780.5030 -120.56 -124.88 -127.81 -165.75 -783.56

Tabla 25.- Variación de la Relación NP/AP en Función del TiempoTiempo Altura en cm

Min. 3.4 10.2 17 23.8 30.65 0.24 0.20 0.25 0.13 0.0810 0.27 0.25 0.22 0.16 0.0115 0.38 0.27 0.26 0.16 0.0220 0.41 0.44 0.36 0.33 0.0330 0.37 0.39 0.39 0.32 0.04

12

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2.2.2.3.- Análisis de los Resultados en Función de la ley de S y CaCO3 acumulado y su distribución con la profundidad.- Otro aspecto importante es ver el comportamiento del S y el CaCO3 en estas pruebas, así analizando los resultados presentados en las tablas 26 al 31 se tiene que:

La ley acumulada del S aumenta con la profundidad y disminuye al aumentar el tiempo, ocurriendo exactamente lo contrario con la ley acumulada del CaCO3 ( Fig18 y 19)

El % de distribución del azufre muestra que más del 80% de este elemento está en las dos capas inferiores y este porcentaje se incrementa con el tiempo, en cambio la distribución del CaCO3 es irregular, sin embargo su tendencia es a aumentar en las capas superiores y disminuir en la capa inferior con el transcurso del tiempo, se puede distinguir que hasta más del 60 % del carbonato está en las tres capas superiores.

El AP acumulado aumenta con la profundidad, vale decir que las capas superiores tienen menor potencial ácido y disminuye notablemente con el tiempo, por otro lado el valor del NP acumulado es mayor en las capas superiores comparado con la capa inferior. (Fig. 20 )

La interrelación del % S y CaCO3 acumulados, expresados como valores de AP y NP, permite asegurar que el NNP acumulado tiene valores moderadamente negativas en las cuatro capas superiores, observándose, que casi es el mismo, mientras, que en la última capa es muy negativa, igualmente se nota que el valor negativo del NNP acumulado se desplaza a valores menos negativos al aumentar el tiempo (Fig. 21)

Tabla 26.- Resultados en Función de la Ley de S y CaCO3 Acumulado

Prueba 1 Distrib. S, % Ley S AP Distrib. CaCO3, % Ley CaCO3 NP NNPCodigo Alt.(cm) Parc. Acum. % Acum Acum.... Parc. Acum. % Acum Acum Acum.

S-1 -1.70 3.28 3.28 8.88 277.50 6.92 6.92 6.73 67.30 -210.20S-2 -6.80 7.54 10.82 9.07 283.54 13.22 20.14 6.07 60.74 -222.79S-3 -13.60 8.25 19.07 9.14 285.50 18.24 38.38 6.61 66.13 -219.38S-4 -23.40 17.05 36.12 10.50 328.09 19.31 57.68 6.03 60.29 -267.79S-5 -30.60 63.88 100.00 16.05 501.42 42.32 100.00 5.77 57.70 -443.72


Prueba 2 Distrib. S, % Ley S AP Distrib. CaCO3, % Ley CaCO3 NP NNPCodigo Alt.(cm) Parc. Acum. % Acum acum. Parc. Acum. % Acum Acum Acum.

T-1 -3.40 5.92 5.92 7.57 236.56 20.77 20.77 6.35 63.50 -173.06T-2 -10.20 6.51 12.43 7.74 242.01 21.45 42.22 6.29 62.88 -179.13T-3 -17.00 7.19 19.62 8.05 251.66 20.95 63.18 6.20 62.00 -189.66T-4 -23.80 12.16 31.78 8.93 279.12 24.87 88.04 5.92 59.16 -219.96T-5 -30.60 68.22 100.00 15.58 486.95 11.96 100.00 3.73 37.26 -449.69


Prueba 3 Distrib. S, % Ley S AP Distrib. CaCO3, % Ley CaCO3 NP NNPCodigo Alt.(cm) Parc. Acum. % Acum Acum Parc. Acum. % Acum Acum Acum.

U-1 -3.40 2.55 2.55 6.88 215.00 11.85 11.85 8.08 80.80 -134.20U-2 -10.20 6.16 8.71 7.28 227.51 20.24 32.08 6.78 67.83 -159.68

13

13

U-3 -17.00 7.00 15.71 7.50 234.47 22.18 54.27 6.55 65.54 -168.93U-4 -23.80 16.05 31.75 9.20 287.54 32.11 86.38 6.33 63.28 -224.26U-5 -30.60 68.25 100.00 16.00 499.90 13.62 100.00 4.04 40.44 -459.45

Tabla 29.-Resultados en Función de la Ley de S y CaCO3 Acumulado

Prueba 4 Distrib. S, % Ley S AP Distrib. CaCO3, % Ley CaCO3 NP NNP

Codigo Alt.(cm) Parc. Acum. % Acum Acum Parc. Acum. % Acum Acum Acum.X-1 -3.40 3.15 3.15 6.29 196.56 13.79 13.79 8.13 81.30 -115.26X-2 -10.20 3.93 7.08 6.00 187.39 18.30 32.08 8.03 80.26 -107.12X-3 -17.00 4.99 12.07 6.45 201.72 19.03 51.11 8.07 80.72 -121.00X-4 -23.80 5.64 17.71 6.73 210.43 19.77 70.88 7.96 79.59 -130.85X-5 -30.60 82.29 100.00 17.20 537.44 29.12 100.00 5.08 50.79 -486.66


Prueba 5 Distrib. S, % Ley S AP Distrib. CaCO3, % Ley CaCO3 NP NNPCodigo Alt.(cm) Parc. Acum. % Acum Acum Parc. Acum. % Acum Acum Acum.

Y-1 -3.40 2.33 2.33 6.09 190.31 7.35 7.35 6.98 69.80 -120.51Y-2 -10.20 5.53 7.85 6.37 199.15 18.36 25.72 7.57 75.67 -123.49Y-3 -17.00 6.19 14.04 6.51 203.40 20.86 46.58 7.83 78.30 -125.11Y-4 -23.80 10.91 24.95 7.02 219.27 30.10 76.68 7.82 78.18 -141.10Y-5 -30.60 75.05 100.00 15.53 485.17 23.32 100.00 5.63 56.28 -428.89

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3.- ANÁLISIS TÉCNICO-ECONOMICO COMPARATIVO .- Al separar la pirita de los relaves por flotación, durante los últimos años de operación de una planta, se lograría dos aspectos fundamentales:

Producir un relave neutro que debe ser empleado como material de cobertura sobre la pared del dique de contención de la presa.

Encapsular el concentrado de pirita con 2 ó 3 metros de espesor de material fino con poca capacidad de generación de aguas ácidas en la zona de finos de una presa.

Y estos dos hechos conducen al objetivo del trabajo de investigación: DAR MAYOR ESTABILIDAD QUÍMICA a LA PRESA RELAVES Y POR TANTO REDUCIR EL RIESGO DE GENERACIÓN DE AGUAS ACIDAS A FUTURO, Luego haciendo un breve análisis de comparación con los procesos tradicionales de manejo de relaves, se puede afirmar:

Que ofrece mayor estabilidad química de la presa de relaves, por que los materiales con mayor capacidad de generación de aguas ácidas estarán convenientemente asiladas del ambiente.

Que en la etapa de cierre, para el encapsulamiento de la presa, se podrá emplear coberturas simples de material orgánico y vegetación, requiriéndose por tanto poco material de empréstito.

Que el uso de menos materiales de empréstito para el encapsulamiento repercutirá en acciones de menor efecto sobre el ambiente natural circundante.

Que significará menores costos de operación en la etapa de cierre por la menor cantidad de material que se ha de manipular para la cobertura.

Que tendrá menores costos de monitoreo y mantenimiento en la etapa post-cierre. Que ambientalmente representa un medio más seguro de prevenir la generación de aguas

ácidas con el tiempo y por tanto la contaminación de cuencas hidrográficas con aguas ácidas y con los metales disueltos que éstos contienen.

Que la inversión que se pueda hacer para instalar este método propuesto de manejo de relaves es mucho menor en comparación con los costos de encapsulamiento actualmente empleados.

Para finalizar, expresamos nuestro profundo agradecimiento al M.Sc. Ing. CARLOS VILLACHICA LEON, Director Gerente de Consulcont y a la Consultora Smallvile por auspiciar este tipo de trabajos de investigación.

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encapsulamiento concurrente de la pirita en presas de relaves

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