UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERA DEPARTAMENTO DE CIVL Y AGRCOLAINGENIERA DE RIEGOS

RIEGO EN LA MINERIA

Laura Daniela Mila Saavedra 274490

Ingeniero Javier Vlez

Bogot DC. 2015

INTRODUCCION

La minera en Colombia es una prctica que data desde los aos 1530 y que con el paso del tiempo esta prctica tomo fuerza hasta convertirse en uno de los motores de la economa colombiana. En los ltimos aos se ha intensificado su explotacin minera no solo del crudo sino tambin de metales como el cobre, oro y plata entro otros, en razn del uso de nuevas tecnologas y de la llegada de inversionistas extranjeros al pas como Pacific Rubiales o AngloGold Ashanti.

Colombia cuenta con una ubicacin privilegiada desde el punto de vista metalognico debido al marco geolgico que la caracteriza, pues posee dos grandes provincias geotectnicas: el Cinturn Andino y el Escudo Amaznico, estos ambientes geolgicos presentan yacimientos de minerales y piedras preciosas, metales bsicos, rocas ornamentales, uranio y carbn que son foco para la realizacin de labores de exploracin y explotacin.

Ahora si bien se ha dicho que la minera es uno de los motores de la economa Colombiana detrs de esta prctica estn incluidas un serie de actividades que involucran uno de los recursos naturales ms importante del planeta, el agua, teniendo en cuenta que el agua para el consumo tan solo es de 1% respecto al total de agua en el mundo. A lo largo del presente trabajo se mostrara el uso del agua en las actividades mineras sus ventajas y desventajas.

OBJETIVO

Plasmar de manera general las aplicaciones que tiene el riego en el campo de la minera dndole un enfoque a lo que nos concierne que es la utilizacin de sistemas de riegos para actividades especficas, teniendo en cuenta ventajas y desventajas que acarrea la utilizacin del agua no solo en trminos de eficiencia en el riego, sino tambin respecto a las buenas prcticas ambientales.

AGUA EN LA MINERA

Es importante tener claro el concepto de consumo de agua este incluye todas aquellas actividades en las que el uso de agua produce prdidas en relacin a la cantidad inicial suministrada. Los mineros reutilizan el recurso en sus procesos y tratan los efluentes generados, debido al potencial de contaminacin del agua y su consecuente efecto en la salud humana y el ambiente.

Los sistemas de riego en la minera se utilizan generalmente para: Control de polvo Lixiviacin

1. CONTROL DE POLVO

El polvo en suspensin es una realidad que afecta a diversas industrias. Ya sea en las correas transportadoras de una minera o al paso de gran maquinaria, es por ello que en esta industria por lo general se utiliza el riego por aspersin o caones disparadores para el control de dicha problemtica.

1.1 Riego por aspersin No es mucha la informacin que se encuentre en cuanto a la disposicin del riego por aspersin o especificaciones del sistema propiamente en la minera, pero se puede asegurar que este sistema se ubica en la parte lateral de las vas para cumplir con su objetivo y dar paso a la maquinaria que transita en esa zona, otro mtodo utilizado es la adecuacin de la salida de agua de un camin cisterna para que simule una aspersin, este tanque tiene una capacidad que puede variar de los 20820 litros hasta 34069 litros.

Imagen N 1 Riego por aspersin y camin cisterna

1.2 Caones disparadores

Esta es otra alternativa para amortiguar el polvo en suspensin, estas mquinas expulsan agua pulverizada mediante toberas, lo hacen a una presin de 230 PSI con gotas de 90 micrones de tamao que es similar a la dimensin de las partculas de polvo. Con estos mecanismos que funcionan con motorizacin elctrica o disel de acuerdo a su dimensin se puede llegar a una distancia de hasta 500 metros, atrapando el polvo en el aire, generando humedad pareja en el suelo y evitando la generacin de barro. De esta forma, el polvo que se levanta es abatido por las partculas de agua de manera constante. (HSEC 2012)

Se dice que estos equipos pueden reducir en un 80% las partculas de polvo de menos 2,5 micras y en un 40% las ms pequeas teniendo en cuenta que el nico requisito es que el material soporte algn grado de humedad, cabe mencionar que dentro de las ventajas se puede mencionar el menor consumo de agua, que corresponde a un 20% del sistema tradicional de riego con aspersores o pitones; adems se puede incrementar su eficiencia al adicionar al agua nebulizada tensioactivos de origen natural o sinttico para mejorar la capacidad de captura y abatimiento del polvo en suspensin (CERDA 2012).

Imagen N 2 Caon disipador

2. LIXIVIACION

La lixiviacin es un proceso hidrometalrgico en el cual se utiliza productos qumicos (cidos sulfrico en el caso del cobre o una solucin de cianuro y sodio en el caso del oro) para disolver (lixiviar) los metales del mineral que los contiene.

A continuacin se mostrara el proceso de lixiviacin de cobre de COLDELCO que es una empresa estatal chilena dedicada a la explotacin minera cuprfera siendo el productor de cobre ms grande del mundo.

En los yacimientos de cobre de minerales oxidados, el proceso de obtencin de cobre se realiza en tres etapas que trabajan como una cadena productiva, totalmente sincronizadas:

Lixiviacin en pilas Extraccin por solvente Electro obtencin

2.1 Lixiviacin en pilas 2.1.1 ChancadoDebido a que el mineral proveniente de la mina presenta una granulometra variada, desde partculas de menos de 1 mm hasta fragmentos mayores que 1 m de dimetro, se realiza este procedimiento que tiene tres etapas y que tiene como objetivo reducir el tamao de los fragmentos mayores hasta obtener un tamao uniforme mximo de pulgada (1,27 cm). Este tamao es suficiente para dejar expuestos los minerales oxidados de cobre a la infiltracin de la solucin cida.

Imagen N 3 Maquina de Chancado

2.1.2 Formacin de pilas

El material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia el lugar donde se formar la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigacin con una solucin de agua y cido sulfrico, conocido como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatacin del cobre contenido en los minerales oxidados. En su destino, el mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va depositando ordenadamente formando un terrapln continuo de 6 a 8 m de altura: la pila de lixiviacin. Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores que van cubriendo toda el rea expuestaBajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberas ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a travs del material.

Imagen N 4 Diseo de pila

2.1.3 Sistema de riego

A travs del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solucin cida de agua con cido sulfrico en la superficie de las pilas. Esta solucin se infiltra en la pila hasta su base, actuando rpidamente. La solucin disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solucin de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas.El riego de las pilas, es decir, la lixiviacin se mantiene por 45 a 60 das, despus de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad de cobre lixiviable. El material restante es transportado mediante correas a botaderos donde se podra reiniciar un segundo proceso de lixiviacin para extraer el resto de cobre.

Por ltimo se puede decir que producto de la lixiviacin se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CUSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminndo las partculas slidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extraccin por solvente.

Imagen N 5 Lixiviacin por aspersin y goteo

2.2 Extraccin por solvente

En esta etapa la solucin que viene de las pilas de lixiviacin, se libera de impurezas y se concentra su contenido de cobre, pasando de 9gpl a 45 gpl, mediante una extraccin inicaPara extraer el cobre de la solucin PLS, sta se mezcla con una solucin de parafina y resina orgnica. La resina de esta solucin captura los iones de cobre (CU+2) en forma selectiva. De esta reaccin se obtiene por un lado un complejo resina-cobre y por otro una solucin empobrecida en cobre que se denomina refino, la que se reutiliza en el proceso de lixiviacin y se recupera en las soluciones que se obtienen del proceso El compuesto de resina-cobre es tratado en forma independiente con una solucin electrolito rica en cido, el que provoca la descarga del cobre desde la resina hacia el electrolito (solucin), mejorando la concentracin del cobre en esta solucin gasta llegar a 45 gpl. Esta es la solucin que se lleva a la planta de electro obtencin.

Imagen N 6 Vista area de la planta de extraccin por solvente2.3 Electro obtencin

Esta etapa corresponde al desarrollo de un proceso electrometalrgico mediante el cual se recupera el cobre disuelto en una solucin concentrada de cobre. Mediante el proceso de electro obtencin se recupera el cobre de una solucin electrolito concentrado para producir de alta pureza de cobre (99, 99%) muy cotizados en el mercado. La solucin electroltica que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre (Cu SO4) es llevada a las celdas de electro obtencin que son estanques rectangulares, que tienen dispuestas en su interior y sumergidas en solucin, unas placas metlicas de aproximadamente 1 m2 cada una. Estas placas corresponden alternadamente a un nodo y un ctodo. Los nodos son placas de plomo que hacen las veces de polo positivo, ya que por stos se introduce la corriente elctrica, en tanto que los ctodos son placas de acero inoxidable, que corresponde al polo negativo, por donde sale la corriente. Todas las placas estn conectadas de manera de conformar un circuito por el que se hace circular una corriente elctrica continua de muy baja intensidad, la que entra por los nodos y sale por los ctodosEl cobre en solucin (catin, de carga positiva +2: Cu+2) es atrado por el polo negativo representado por los ctodos, por lo que migra hacia stos pegndose partcula por partcula en su superficie en forma metlica (carga cero).Una vez transcurridos seis a siete das en este proceso de electro obtencin, se produce la cosecha de ctodos. En este tiempo se ha depositado cobre con una pureza de 99,99% en ambas caras del ctodo con un espesor de 3 a 4 cm, lo que proporciona un peso total de 70 a 80 kg por ctodo.

Imagen N 7 Almacenamiento de ctodos de cobre

3. PRODUCTOS DE RIEGO PARA MINERIA

En el presente trabajo se mostraran partes de los catlogos de las empresas NETAFIM y SENINGER que presentan una lnea especializada de productos para minera. 3.1 Catalogo NETAFIM

Como se puede observar en las anteriores imgenes, esta empresa presenta los elementos principales para la instalacin de un sistema de riego ya sea con lneas de goteo, aspersores o ambos, con una cualidad general y es la resistencia a los qumicos utilizados en este sistema, por otro lado tambin se especifica hacia que material de extraccin est dirigido como oro, cobre o plata.

3.2 Catalogo SENINGER

La empresa SENINGER en aras de promocionar su producto, en este catlogo hace una comparacin de la utilizacin de una red de goteros respecto a sus lneas de aspersores, en esta comparacin resalta que la utilizacin de aspersores da una homogeneidad de riego permitiendo que la solucin se permeabilice a lo alto de la pila, por otro lado muestra la disposicin del riego siendo el de aspersin con mayor espaciamiento entre rociador (6m x 7m) y por ende sus costo sera mucho menor frente a las lneas de goteo debido a su disposicin entre lneas (0.6m). Respecto a lo anterior se podra decir que es ms conveniente el riego por aspersin, con lo anteriormente demostrado en la gua, pero es de vital importancia tener en cuenta las condiciones climticas del sitio y por supuesto la eficiencia del sistema pues esto lo que me define qu sistema es ms conveniente para esta situacin.

Por ultimo presenta una gama de aspersores en donde se puede observar que presentan un rango de pH en el cual pueden funcionar, es decir la resistencia que tienen frente a los qumicos utilizados, tambin muestra la cantidad de caudal que cada uno puede suministrar y el alcance multinivel dado en grados es decir la inclinacin que tiene la salida del caudal, por ultimo este tambin especifica hacia que material de extraccin est dirigido como oro, cobre o plata.

4. DATOS A TENER EN CUENTA

Un estadounidense utiliza 22 kilogramos de aluminio al ao, el ciudadano promedio de la india usa 2 kilogramos y el africano promedio apenas 0,7 kilogramos. Para producir un anillo de oro, el promedio de residuos de roca generados en una mina es de ms de 3 toneladas. La minera que se encarga de la extraccin de metales preciosos emplea menos del 0,1% de la fuerza laboral mundial pero consume entre el 7 y 10% de la energa del planeta. Una mina de oro utiliza una cantidad de agua que puede alcanzar hasta 10.000 litros por cada gramo de oro puro extrado En Colombia la industria minera ha transformado drsticamente a la sociedad colombiana. Antes de la colonizacin, las comunidades indgenas utilizaban los minerales cuidadosamente, es decir con fines ceremoniales, para las batallas y para uso medicinal. Actualmente las explotaciones mineras estn acompaadas de graves violaciones a los derechos econmicos, sociales, ambientales y humanos. Como en el 100 % de los casos las poblaciones cercanas viven en la absoluta miseria.

5. VENTAJAS

Frente al desarrollo que presentan industrias como NETAFIM y SENNINGER respecto a implementos para la minera se ha realizado un mejor uso del agua es decir mayor eficiencia. Disminuye riegos laborales debido al control de polvo.

6. DESVENTAJAS

El consumo de agua es elevado frente a la cantidad de producto obtenido Las soluciones qumicas utilizadas tambin movilizan otros metales pesados (como el cadmio), por lo que, las aguas superficiales y subterrneas pueden contaminarse. La minera es una actividad a corto plazo pero con efectos a largo plazo La exposicin a cido sulfrico puede causar irritacin de las vas respiratorias si no hay un aislamiento del personal con los tanques de la solucin lixiviante.

7. CONCLUSIONES

Es de vital importancia observar las condiciones de un lugar, para as establecer las necesidades de riego y por ende entrar a la eleccin de un sistemas de riego adecuado (aspersin o goteo) buscando la eficiencia del sistema. A pesar de que existen nuevas tecnologas de riego en donde se hace uso eficiente del agua en la minera, todava es bastante grande el gasto de este recurso para la extraccin de cualquier metal que son de mnimas cantidades.

8. BIBLIOGRAFIA

a) Catalogo SENINGER [en lnea]http://www.senninger.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/08/Heap-Leaching-Brochure-Span.pdfb) Catalogo NETAFIM [en lnea]http://www.netafim-latinamerica.com/crop/lixiviacionc) Qu es la minera? [en lnea]http://www.somosamigosdelatierra.org/04_suelo/mineria/mineria.htmd) Lixiviacin en pilas, extraccin por solvente y electro obtencin una cadena de tecnologa moderna. [en lnea]https://www.codelcoeduca.cl/procesos_productivos/escolares_lixiviacion.aspe) CONSUMO DE AGUA EN LA MINERIA DEL COBRE 2011 DE/09/2012[en lnea]http://www.cochilco.cl/descargas/estudios/informes/agua/CONSUMO-DE-AGUA-EN-LA-MINERIA-DEL-COBRE-2011.pdff) En qu consiste el proceso de Lixiviacin? [en lnea]http://mineriachilena-edodelabarra.blogspot.com.co/2009/09/pregunta-2.htmlg) Nuevas tecnologas para mitigar el polvo en suspensin [en lnea].http://www.emb.cl/hsec/articulo.mvc?xid=3

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