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Disposición de Relaves Desaguados en Superficie y en
JUEVES MINERO IIMP4 de julio, 2013Lima, Perú
Desaguados en Superficie y en Minado Subterránea.
Aplicadas en PerúExpositor: Emmanuel Pornillos
Esquema de Disposición de Relevas
Relave TotalPlanta de
Desaguado de Relaves
Relaves
Evaporación
Planta Concentradora
Deposito de Relaves EspesadosDeposito de Relaves Espesados
Infiltración
Planta de Pasta / Relleno de Tajos
Introducción
La técnica de deposición de relaves desaguados, sea relaves espesados, filtrados o pasta de relleno cementada requiere ser bien considerada en cualquier planeación para una nueva mina, o la extensión de la relavera existente.
El método de relaves espesado fue desarrollado por Robinsky en 1975, según el:a) Espesando el relave podría crear una pulpa que no se segrega, y una playa de mayor pendiente.b) El resultado es la eliminación, o la disminución significativa del tamaño o volumen de muro de contención.
Ventajas obvias:El uso de relaves espesados resultaría a una revisión total del perfil de riesgo del deposito, y podría dar a reducción significativa del costo de proyecto y el consumo de agua. Sin embargo, existen factores específicos de sitio que impacta en la selección del “mejor” esquema de manejo de relaves para un sitio.El esquema Relave Espesado no siempre es lo mejor.
La evaluación de los depósitos existentes de relaves requiere una caracterización detallada del material. Y, antes de iniciar el diseño del sistema de almacenamiento, es esencial de caracterizar el material a depositar y el como va a comportar la instalación construida.
La aplicación de la tecnología de relleno en Pasta en el Perú
La aplicación de la tecnología de relleno de pasta cementada ha demostrado unauge continuo desde el primer sistema que se puso en marcha, a finales de losaños 90 en los andes del Perú.
En el año 2001, la mina San Rafael aplicó esta tecnología en un proyecto divido porfases, iniciando con un estudio de selección de alternativas, un programa deensayos del material (Relaves, cemento portland y escoria molida), estudio defactibilidad, ingeniería de detalle, construcción, comisionado y puesta en marcha.Todas estas etapas contaron con un apoyo constante del Consultor.Todas estas etapas contaron con un apoyo constante del Consultor.
En este enfoque se vio la necesidad de equilibrar la disposición de relavesdesaguados en superficie y la disposición de relleno en pasta
Los avances en la tecnología de espesamiento, la tendencia en recuperar mayores niveles de agua en los relaves, ha hecho posible la implementación de sistemas de disposición subterráneos como el relleno en pasta así como la disipación de relaves desaguados en superficie.
Plan de Sitio – Disposición Simultaneo de Relaves Espesados y Pasta para Rellenno
Planta Concentradora
Planta de Espesamiento
Planta de Relleno en Pasta
Estación Booster
July 8, 2013 5
Presa de Relaves
Dique de Aforo
Planta de Tratamiento de
Agua
Booster
Poza Colectora de Filtraciones
Plan de produccion, relleno de tajos
(Ventilación)
Nv 191
Nv 291
Nv 331
Nv 211
Nv 251Nv 231
Nv 171Nv 191N
Nv 114
*Uddate May12
Tajos rellenar 15 m ancho x 100 m x 30 altura
Esquema de distribución rellenoen pasta
Diagrama de Relleno en Pasta
Paste Plant
Los parámetros para diseñar sistema de relleno diseñar sistema de relleno en pasta
Caracterización del materialgranulometríaS.G. de los solidospH de la pulpa
Desaguado por Sedimentación espesamiento
Filtraciónpor vacío
Ensayos en laboratorio del material de relave
por vacíopor presiónpor prensa
Reologiaresistenica a fluenciaviscosidad
AbrasiviadIndice Miller
Slump asentamiento 7.5”
Granulometría
Slump 9”
Note: % means the amount of water released as percentage initial water
SAMPLES TAKEN 09 DIC. 2011
Time (hours)
W%
Tot
al W
ater
Indice estabilidad recetas de pastaEstabilidad vs resistencia a fluencia
.
,
CO
MPR
ESS
ION
RE
SIST
AN
CE
(kPa
)
CURE TIME (DAYS)
COMPRESSION TESTS
Indice estabilidad recetas de pastaEstabilidad vs resistencia a fluencia
Resistencia de pasta fraguada vs % cemento contenido
Aparato Flow-loop : medición de resistencia por fricción en la pasta
Cono de DistribuciCono de Distribucióón por Gravedadn por Gravedad
22
90
0 E
1 85 ROUGHER TAILING S 175mm
EL. 4400TPHRNO.
EL. 4500
TYPE SLUMP
EL. 4600
EL. 4700
EL. 4800
EL. 4900
22
40
0 E
22
30
0 E
22
20
0 E
EL. 4995
22
80
0 E
22
70
0 E
22
60
0 E
22
50
0 E
2 1
45
3
23
30
0 E
23
20
0 E
23
10
0 E
23
00
0 E
23
60
0 E
23
50
0 E
23
40
0 E
Paste Plant
El transporte por tubería a tajos a rellenar
2005
4 169
1693
2 118
1 85
60/40 COMBINED TAILINGS/ROCK
50/50 ROUGHER TAILINGS/ROCK
200mm
200mm
50/50 ROUGHER TAILINGS/ROCK
COMBINED TAILINGS
ROUGHER TAILING S
250mm
175mm
175mm
� Determinar distancias � Determinar cabezas entre niveles� Calcular la resistencias, en bares� Calcular la potencia de la bomba, si es
precisa� Seleccionar la tubería apta
Depositación de Relleno en Pastamina subterránea
14
Tajos 100 m L x 10-15 m W x 50 m H.
The exposed section is 50 m x 10 m to 50 m x 15 m. The quality of the backfill is the result of a high percentage 40% (-) 20 microns fines as shown in Figure 4, and the mix recipe consisting of Portland cement and slag. The paste at 200 mm slump and 73.5% solids has a density of 1860 kg per cubic meter.
The strength of placed backfill is a UCS 300 to 410 kPa at 28-day cure. In narrow vein workings, stope dimension is 60 m L x 3 m W x 25 m H. The UCS requirement is 70 to 110 kPa
.
Estudio de Caso:
Acarreo de mineral
Acarreo de relaves
,
.
Consistency De-watering Equipment
Examples of tailings thickening equipment
Conventional Thickener
High Rate Thickener
Slurry
High Density Slurry
17
Deep Bed Thickener
Disk Filter
High Slump Paste
Low Slump Paste
TECNOLOGÍA DE RELAVES FILTRADOS
DEPOSICIÓN EN SUPERFICIE
CASO: MILPO CERRO LINDO
.
Los parámetros para diseñar el proceso de relaves espesados y transporte a la relavera
.
Ensayos caracterización de los relaves
Relave tipo A
Res
iste
ncia
a la
Flu
enci
a (P
a)
% Sólidos
ViscometrÍau – viscosidad Pa.sy.s. – resistencia a fluencia Pa
Para diseñar el transporte de los relaves espesadosde los relaves espesados
El procedimiento de cálculo hidráulico asume que el relave exhibe las propiedades de un fluido plástico tipo Bingham, es decir que presenta Yield Stress (τ O). El fluido en reposo no se desplazará a menos que este mínimo esfuerzo sea aplicado. Pérdidas de carga por fricción
Para cualquier fluido incompresible que fluye a través de una tubería, las pérdidas de carga fricción por unidad de masa (hf) pueden expresarse mediante el factor de fricción de Fanning (f):
Transporte de Relaves Espesados – análisis hidráulico
gD
vLfhf
.
...2 2
=
Laminar flow:
(4)
Se describe mediante la expresión de Buckingham para flujos a tubería llena bajo presión.
−+=
7Re
3
4
ReRe 361
16
Nf
N
N
N
Nf
L
HeHeL
193.0Re10 −= Nf a
T
•Turbulent flow:Ron Darby and Jeff Nelson presentan la siguiente expresión empírica que se ajusta a una curva lineal bajo régimen turbulento según la expresión de Hanks & Dadia:
[ ])59.2(146.01378.1 HeNEExpa −−+−=
Velocidad crítica (Vc) Se define como aquella velocidad que cuando es superada garantiza el flujo de fluido sin deposición de partículas, previendo bloqueos durante su transporte. Para casos de granulometría fina, rango granulométrico angosto y tubería de gran diámetro, emplearemos la expresión modificada de Durand:
4 )1(225.1 −= SgDFVc L
.
Relaves desaguado a consistencia de pasta
29
Transporte por bombeo y tuberia al depósito de relaves
� Esquemático de un plan de disposición con multi-spigots
.
Consistency Pumping System
Examples of tailings pumping requirements
Slurry
High Density Slurry
Centrifugal pump (low pipeline pressure)
Centrifugal pump or piston diaphragm (high pressure)
33
High Slump Paste
Low Slump Paste
pressure)
Piston diaphragm (higher pipeline pressure
Dual piston positive displacement pump
Resumiendo la Aplicación de Relleno con Pasta
Al implementar la tecnología relleno con pasta cementada en una mina en Perú
July 8, 2013 34
Se logró realizar los beneficios o ventajas
Los objetivos de diseño se llevaron a cabo varias maneras, sabiendo que:
� La producción de relaves espesados a 60% de sólidos de 10% de sólidos en la alimentación, 110 tph sólidos secos.
� La torta filtrada contiene un contenido de humedad equivalente menor que 7,5” de slump, lo que permite el control del slump dentro del intervalo deseado, después de la adición de aditivos en seco y agua; la pasta cementado posee una consistencia al 75% de sólidos.una consistencia al 75% de sólidos.
� Material de escoria como sustituto parcial del cemento Portland, la escoria de tierra se produce a partir de los residuos de escoria de resultantes de la fundición del concentrado de estaño.
� Rellenar los antiguos tajos y recuperar los pilares de mineral (los antiguos y recientes).
.
� La disposición del 82% de los residuos totales en forma de pasta de relleno , equilibra el % de relaves espesados dispuestos en superficie.
� Reduce eliminación de residuos de roca en la superficie como resultado de la disposición de relleno de pasta.
� Reducción del volumen de relaves con alto contenido de piritas en los almacenamientos superficiales.
� Recirculación de agua reclamada para inmediata reutilización.� Reducción del riesgo de contaminación del medio ambiente, como resultado de � Reducción del riesgo de contaminación del medio ambiente, como resultado de
la disminución significativa del agua para tratamiento y del agua para espesar los relaves que son dispuestos en superficie. Con eso se reduce los requisitos de altura de la presa.
Relleno desmonte + pasta
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Olympic Dam - Australia
� Owned by BHP – operated since 1988� �9 Mtpa – 2.5% Cu and 0.8 kg/t U3O8 + 0.5 gpt Au and 5.5 gpt Ag� � Longhole open stoping with cemented backfill� � 2 Mm3 of cemented aggregate fill\� � Mix – 60% crushed rock, 20% tailings, 2.5% OPC, 4.5% FA, 9.5%
water� � Target strength 5 Mpa
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� � Target strength 5 Mpa� � Stopes range from 50,000m3 to over 250,000m3� � Stope dimensions range from 6-35m x 40m x 60-270m� � Backfill consists of a batch prepared mix of thickened tailings and� quarried and crushed waste rock� � Batches are dispatched in trucks to a drophole drilled into the stope
from� surface� � The fill is designed to be flowable – target slump 160mm
GRACIASGRACIAS