Una mina de oro ubicada en la región montañosa escarpada de la China subtropical modernizó una de sus lagunas de relaves para convertirla en una instalación de almacenamiento de relaves a cielo abierto. La presa de relaves está ubicada en un cañón cercano a la mina. El estrecho cañón está represado en la entrada, proporcionando un área de aproximadamente 6,3 hectáreas.
La alimentación de relaves de la instalación de almacenamiento de relaves (TSF) es el efluente de una planta de tratamiento de agua de proceso que utiliza Na₂S e CaO para eliminar sales disueltos. El precipitado metálico presenta una distribución granulométrica fina, lo que dificulta la floculación y la captura. El agua debe ser reciclada, ya que no cumple con los criterios de descarga.
El clima influenciado por los monzones trae las lluvias más intensas durante la primavera y principios del verano (más de 200 mm por mes), con una precipitación anual superior a 1,7 metros. La operación de una laguna de relaves requiere la recuperación de agua, incluida el agua de lluvia. El agua recuperada de la laguna no cumple con los requisitos de descarga y debe ser reciclada. El agua de lluvia acumulada en la presa de relaves genera un problema de balance hídrico. Un estudio de optimización se enfocó en una solución que incorporara los beneficios de la tecnología de apilamiento superficial para evitar el desequilibrio hídrico y minimizar la cantidad de agua de proceso que ingresa a la laguna.
El objetivo del proyecto era:
La mina determinó que la implementación del apilamiento superficial del material proveniente de un espesador de pasta, pasta y relaves espesados (P&TT), proporcionaría los siguientes beneficios:
Aunque las técnicas de apilamiento superficial han tenido éxito en diversos climas alrededor del mundo, aún existe preocupación sobre la eficacia de estas técnicas en zonas con precipitaciones intensas.
Después de la instalación del espesador de pasta, la mina llevó a cabo un estudio piloto de deposición y secado para cuantificar los beneficios y optimizar el plan de gestión del sitio. Se preparó un área de prueba de 10 m × 10 m junto a la presa de relaves y se llenó con una capa de aproximadamente 500 mm de pasta y relaves espesados (P&TT). Debido a su granulometría muy fina, este flujo inferior no newtoniano presenta una tensión de fluencia de diseño correspondiente a aproximadamente un 28–29 % de sólidos en peso (véase la Foto 1).
La rápida consolidación y el secado permitieron el tránsito peatonal al cuarto día, a pesar de los 15 mm de lluvia registrados ese día (Foto 2). El secado continuó rápidamente, con la aparición de grandes grietas al séptimo día (véase la Foto 3). El décimo día muestra el depósito después de dos episodios de lluvia, seco y con grietas significativas. En ese momento, aproximadamente la mitad del agua ya se había evaporado (véase la Foto 4).
Este estudio demostró que el rápido secado mediante apilamiento superficial y el bajo límite de fluencia del proceso P&TT constituyen un método seguro y estable para la disposición de relaves en un clima subtropical.
El espesador de pasta WesTech Deep Bed™ el espesador de pasta de 15 m de diámetro, instalado en una colina cercana a la presa de relaves (Foto 5), deshidrata eficazmente la pasta hasta alcanzar una densidad no newtoniana (P&TT) y recupera agua limpia para su reciclaje. La pasta P&TT, con baja tensión de fluencia, es bombeada mediante bombas centrífugas a una corta distancia hasta la presa de relaves.
Los puntos iniciales de descarga se instalaron en uno de los lados de la presa de relaves, lo que permitió que el agua de la antigua laguna de relaves se acumulara cerca de la presa, donde posteriormente fue recuperada. La presa de relaves prácticamente no presentaba agua estancada después de aproximadamente tres meses de operación. La Foto 6 muestra la presa de relaves durante la primera temporada de monzones.
Después de recuperar el agua, los puntos de descarga fueron reubicados a otras zonas alrededor de la presa de relaves, hasta establecer la disposición actual a lo largo de la presa. La rotación de las posiciones de descarga activas permite el secado entre capas, garantizando la estabilidad (véase la Foto 7). La suave pendiente del 1 al 3 % facilita el drenaje del agua de lluvia de la superficie a velocidades moderadas, minimizando la erosión de los sólidos y manteniéndolos expuestos para un secado continuo al aire. El plan de gestión del sitio no contemplaba la recuperación del agua de lluvia acumulada en el área de la presa de relaves, sino su permanencia en el lugar para su absorción y posterior evaporación.
La reducida superficie ocupada por la presa de relaves dio lugar a una tasa de elevación relativamente rápida de la presa. La laguna de relaves estaba casi llena cuando se instaló el espesador de pasta Deep Bed de WesTech. Fue necesario elevar la presa al final del primer año después del inicio de la operación del sistema de apilamiento superficial.
Durante cinco años de operación, el nivel de la presa de relaves aumentó más de 20 metros. Al comparar las Fotos 8 y 9, el edificio blanco de la sala de control puede utilizarse como referencia de nivel. En ese momento, la presa había alcanzado su capacidad máxima, invadiendo caminos y otras instalaciones.
El rápido secado del material proveniente del espesador Deep Bed a lo largo de los años permitió que la planta tuviera acceso rápidamente a la presa de relaves una vez que esta alcanzó su capacidad. El proceso de cobertura se llevó a cabo poco después del cierre de la instalación (véase la Foto 10).
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