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Mina San CristóbalOctubre 2009

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORUROFACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE MATERIALES

Clasificación y problemática de los residuos minero metalúrgicos

M.Sc. Ing. Napoleón Jacinto E.

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1. Introducción, sitios mineros• Sitio minero: Lugar donde se extrae la mena

(minerales y rocas), la cual se prepara pararecuperar los minerales de valor comercial.

• Un sitio minero típicamente consta de:

• Mina (a cielo abierto o subterránea);• Planta de concentración;• Espacios de almacenamiento (de

estériles, desechos del concentrador(colas), agua de mina, lodos detratamiento, etc.);

• Planta de tratamiento de agua.

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1. Introducción, sitios mineros

Vista esquemática de una mina a cielo abierto, Aubertin et al. 2002

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Mina DoyonInstalaciones de superficie

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Representación esquemática de una mina subterránea, Aubertin et al. 2002

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1. Introducción, sitios minerosPlanta de concentración para la producción de uno o varios concentrados a partir de la mena

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2. Clasificación de los residuos minero metalúrgicos

• Tipos de residuos– sólidos– líquidos– gases

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2. Clasificación de los residuos minero metalúrgicos

1. Decapado • Material de desencape• Tierra vegetal

2. Extracción de estériles • Rocas estériles

3. Tratamiento • Residuos de lixiviación

• Residuos del concentrador

• Efluentes de tratamiento

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3. Problemática de los residuos mineros

• ¿Qué hacer con los residuos mineros?• 3 posibilidades:

– Almacenamiento de manera segura– Eliminarlos o transformarlos– Reutilizarlos

• Históricamente, las operaciones minerashan generado utilidades, pero hanabandonado sus residuos.

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• Gestión de los desechos sólidos (en gran cantidad), y mucha agua en el sitio;

• La buena gestión del agua en la superficie es esencial; tratar de minimizar su utilización y de reutilizarla lo mas posible;

• Si el agua en el efluente final no está de acuerdo con los criterios ambientales, hay que realizar un tratamiento.

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Balance de material en una mina a cielo abiertoAubertin et al. 2002

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Balance de material en una mina sub-terráneaAubertin et al. 2002

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Desechos líquidos• La industria minera utiliza grandes cantidades de

agua;• Varios factores pueden influenciar la cantidad de

las aguas de mina:– Naturaleza del mineral: si hay presencia de

sulfuros, puede haber generación de DAM o DAR;– Explosivos y lubricantes utilizados– Relleno hidráulico– Agua de perforaciones– Naturaleza del tratamiento metalúrgico (ej. CN)

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3. Problemática de los residuos mineros• Desechos líquidos (continuación):• Se puede encontrar en las aguas de mina

diferentes tipos de contaminantes; clasificadossegún:– Solubles : ácidos generados por el DAM o DAR,

metales pesados y contaminantes que provienendel tratamiento del mineral (cianuros, agentes detratamiento, tiosales).

– No solubles : partículas en suspensión– Radioactivos : radio, torio y de plomo 210

• Si las aguas son contaminadas, deben sertratadas para cumplir las leyes y reglamentosambientales.

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3. Problemática de los residuos mineros• Desechos sólidos:• Los principales desechos mineros sólidos

generados por las explotaciones mineras son: – El decapado del terreno de superficie; – Las rocas estériles;– Los desechos del concentrador;– Los lodos provenientes de los tratamientos

químicos de las aguas. • Otros tipos de desechos y desperdicios

industriales (llantas, transformadores, otros equipos, contenedores de aceite/grasa, etc.)

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3. Problemática de los residuos mineros• Desechos sólidos (continuación):• Los estériles de mina son almacenados en

desmontes, que son apilamientos de fragmentos de materiales rocosos, de granulometría gruesa y con alto índice de vacíos.

• El método de almacenamiento crea una alta heterogeneidad en el desmonte.

• La principal preocupación relacionada con los desmontes es su estabilidad física y química (DAM, drenaje ácido de mina).

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Laronde, Abitibi, Qc

Residuos mineros

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Desmontes de gran volumen, Goldstrike, Nevada

Desmontes

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3. Problemática de los residuos mineros• Deshechos sólidos:• Los desechos del concentrador (colas) son

mayormente transportados en forma de pulpa hasta la presa de colas.

• Las colas se encuentran en un estado inconsistente y muy saturados. Además, la consolidación es muy lenta a causa del tipo de almacenamiento, de su tenor en agua inicial y de la baja conductividad hidráulica. Todo esto ocasiona problemas de estabilidad física.

• Al igual que con los estériles, con este tipo de desechos también se puede tener problemas de generación de DAM o DAR.

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Residuos en pulpa

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Presa de colas (desechos del concentrador y lodos)

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Diques de retención, con DAM o DAR

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Riesgos geotécnicos: Colapso de diques

Presa Aznacollar, 1998. problema de fundación

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Presa Tapo Canyon antes de su rotura.

Presa Tapo Canyon después de su rotura. La rotura ocurrió a consecuencia del terremoto de Northridge (California), en 1994

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Falla por sobrepaso de la presa de Merriespruit (Sudáfrica), ocurrida en 1994

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Falla por sobrepaso de la presa de Merriespruit (Sudáfrica), ocurrida en 1994

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Colas de la mina de platino de Bafokeng (Sudáfrica), tuvo un primer deslizamiento en 1973. Se inició con una superficie de deslizamiento típicamente circular, que afectó a un talud relativamente bajo (16 m) y de poca pendiente (24º), fallando el material

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Falla de la presa de relaves de Arcturus, Sudáfrica, 1978. Parece haber sido provocada por elevación del nivel freático a causa de las lluvias.

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Depósito de Saaiplaas, Sudáfrica, 1992, secuencia de tres roturas sucesivas, en un periodo de menos de 5 días.

Ritmo de recrecimiento excesivo provoca un aumento de presión de poros.

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Colas en pasta Bulyanhulu

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Desarrollar nuevas tecnologías de gestión de residuos

Relleno Subterráneo Colas en pasta en superficie

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Cuando hay generación de ácido durante laoperación, hay que tratar el agua a fin de respetarlas normas ambientales.

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Problemática a gran escalaGestión integrada de los desechos : Uso de nuevas tecnologíasSinergias entre diferentes sectores de una mina

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Reticencias de las empresas a invertir«en los residuos mineros (desechos)»

Soluciones más accesibles:

Gestión integrada de los desechosUso de nuevas tecnologíasSinergias entre diferentes sectores de unamina

Diseño caso por caso para aprovecharlas particularidades de cada sitio

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3. Problemática de los residuos mineros• Responsabilidad ambiental de una explotación

minera no se termina en el periodo deexplotación; este se queda presente después delcierre del sitio;

• Al final de la vida de la mina, hay que poner encondiciones el sitio procediendo: aldesmantelamiento de las infraestructuras y a larestauración de las superficies dealmacenamiento de los desechos;

• Se generan costos altos, y retos técnicos yprácticos;

• El DAM es el problema más critico; hay queconocer el potencial de generación de DAM;

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Hay que abordar la problemática de lasdiferentes etapas de la vida de una mina:

•Exploración y desarrollo: predicción.•Explotación: prevención y control.•Cierre: control a largo plazo

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