Evaluación de criterios para la selección y disposición de equipos en relaves

El tratamiento de relaves ha cobrado cada vez más importancia en los últimos años. La recuperación de agua para el proceso, procedente de la filtración de relaves, es un objetivo importante por tratarse de un elemento escaso para el procesamiento de minerales. Además, en países como Perú y Chile es común encontrar minas ubicadas en áreas donde el recurso del agua es compartido por comunidades locales cercanas.

En minería, con más de 100,000 toneladas diarias de relaves, el uso de filtros prensa es beneficioso por su alta capacidad de procesamiento. No obstante, se debe evaluar el rendimiento de los relaves, considerando las características físicas, químicas y mineralógicas; así como las condiciones climáticas del sitio.

En la gran minería, el manejo de altos tonelajes en plantas de filtración de relaves es un desafío, ya que se necesitan entre 15 y 30 filtros prensa en paralelo para mantener la producción. Debido a esto, los proveedores están desarrollando modelos más grandes para satisfacer la demanda de relaves filtrados a gran escala.

Otro desafío es la disposición de los relaves filtrados en el depósito, la accidentada geografía entre valles y la gestión de los escurrimientos que hacen necesario proponer una secuencia operativa para asegurar la continuidad de la disposición de relaves filtrados.

Asimismo, dentro del depósito de relaves se requiere el uso de fajas transportadoras móviles para disponer los relaves en capas con pendientes menores al 5%, y así permitir el flujo de las lluvias sin interrumpir la operación de disposición.

Como criterio de diseño, para cualquier sistema en general, se deben precisar los parámetros y las consideraciones. Para el diseño de la planta de filtrado de relaves, se considera la caracterización física, química, geoquímica y mineralógica de los relaves, con el fin de conocer los relaves que serán parte del proceso. Estos ensayos nos permitirán precisar las condiciones de operación, parámetros y consideraciones de diseño que debemos tener en cuenta en la ingeniería.

Ensayos de laboratorio

WSP en Perú cuenta con un laboratorio especializado en realizar ensayos de caracterización física de relaves (distribución de tamaño de partícula y gravedad específica), ensayos de reología, espesamiento de relaves (a nivel laboratorio y semi piloto) y ensayos de filtración a vacío y prensa. Nuestra experiencia en el desarrollo de estos ensayos nos ha permitido tener la confianza en los resultados que contribuyen a precisar los parámetros de diseño.

Asimismo, nuestro laboratorio desarrolla pruebas geotécnicas que nos permiten conocer el comportamiento de los relaves filtrados en el depósito, identificando, de esta manera, las propiedades geotécnicas del queque filtrado.

Evaluación de selección del filtro prensa

Para seleccionar la tecnología del proceso de filtración de relaves se deben tener en cuenta los siguientes puntos destacados:

• Condiciones de sitio
• Características físicas, químicas, geoquímicas y mineralógicas de los relaves
• Tonelajes
• Humedad objetivo.

Una vez seleccionado el filtro prensa y la cantidad de equipos principales y auxiliares, se podrá evaluar la distribución de equipos a lo largo del depósito, siendo éstos divididos en módulos que nos permitan depositar los relaves alrededor y a lo largo de la presa; de esta forma, se realizará el crecimiento del depósito por todos los frentes.

Equipos para la disposición de relaves en el depósito

Después del proceso de filtración de relaves, es esencial el transporte y la disposición de éstos en el depósito.

Para manejar grandes tonelajes de manera efectiva, se necesitan equipos robustos de alta confiabilidad y algunos de los principales equipos incluyen:

Shiftable

Este sistema consta de una cinta transportadora móvil equipado con ruedas que se desplaza a lo largo del dique de relaves, permitiendo la distribución de materiales en diversas áreas. Estas cintas pueden abarcar distancias de varios kilómetros, transportando cargas superiores a 10,000 toneladas por hora y funcionando en pendientes de hasta 20 grados

Tripper Car

Es un vehículo que se desplaza por una vía fija paralela a la faja transportadora y es capaz de descargar materiales a granel por ella. Se puede utilizar, en combinación con una faja transportadora desplazable, para descargar materiales en diferentes puntos de la faja transportadora y funciona en un rango de velocidad de 1.5 a 2.5 m/s.

Grasshoppers

Reemplazan a los transportadores fijos debido a su mayor flexibilidad y capacidad de adaptación en diferentes terrenos. Este equipo normalmente funciona a velocidades entre 5 m/s y 10 m/s y en pendientes negativas de hasta 20 grados, pero en distancias relativamente más cortas.

Spreader

Este equipo recibe los relaves filtrados desde el tripper car y realiza la descarga final al dique de relaves. Es un equipo móvil que cuenta con orugas y un brazo giratorio y pivotante que comúnmente no supera los 100 m.

Bridge conveyor

Son equipos móviles que aumentan el alcance y evitan la reubicación de otros equipos para completar el llenado de los bancos de relaves. Se utilizan para transportar material de un lugar a otro, normalmente a largas distancias.

Stockpile de emergencia

Es importante considerar un Stockpile de emergencia para evitar que la disposición de relaves se detenga. Por eso, es necesario disponer de un Stockpile y un sistema de recuperación.

Este último deberá contar con una faja transportadora que opere a velocidades entre 2 y 5m/s. Adicionalmente, el Stockpile permitirá almacenar los relaves durante el movimiento de las fajas transportadoras dentro del depósito.

Secuencia de llenado

En el caso de que la disposición de relaves sea a través de banquetas, se deberán cumplir las siguientes consideraciones:

• Disposición con pendiente negativa (1% a 5%) para escurrimiento de aguas pluviales hacia un estanque en la zona baja.
• El llenado de la banqueta en el área cercana a la presa principal debe realizarse durante la temporada seca para evitar la formación de estanques.
• Las banquetas deberán tener una altura entre 10 y 25 m.
• Los relaves filtrados podrían ser parte del diseño estructural de la Presa Principal, estos serán compactados al 95% de la densidad seca máxima de la prueba Standard Proctor en capas de 0.3 m de espesor. Para ello, primero se deben depositar en capas sueltas de 0.40 m de espesor y luego orearlos en ciclos de 7 a 10 días, hasta lograr una humedad de compactación del 10%.
• La compactación se realizará en las áreas de movimiento de equipos semimóviles para alcanzar la capacidad portante mínima requerida (1 kg/cm2).
• Evaluar el tránsito o la dirección del movimiento del equipo durante el proceso de disposición de relaves, especialmente durante eventos de lluvia o escorrentía.

Dentro del depósito de relaves, es preferible considerar dos frentes para tener una mejor operatividad en caso de mantenimiento, eventos inesperados o aumentar la disponibilidad del sistema.

Debido a las necesidades de movilidad, de los equipos es necesario disponer de subestaciones eléctricas móviles.

Conclusión

En síntesis, para la selección de filtros prensa es necesario caracterizar los relaves, conocer la variabilidad del proceso y tener en cuenta las consideraciones de diseño que permitan seleccionar la mejor tecnología. El número de filtros prensa estará en línea con la capacidad de los filtros que se encuentren operativos actualmente en el mercado, siendo la tendencia a diseñar filtros con mayores capacidades.

En cuanto a los equipos mecánicos, debido al alto tonelaje, es necesario contar con un Stockpile de al menos 12 horas para evitar posibles interrupciones de emergencia del sistema de transporte.

Asimismo, debido a las capacidades que se manejan en el depósito para disponer de altos tonelajes de relaves, se requieren equipos de gran capacidad y alcance. Además, se deberá disponer de dos líneas móviles para evitar paradas no programadas.