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Espessador Deep Bed™ em áreas de alta pluviosidade

O projeto incorpora os benefícios do empilhamento superficial para uma gestão eficaz da água.

Resumo do projeto

Localização

China

Mercado

Mineração e Minerais

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Problema e Análise de Alternativas

Uma mina de ouro localizada na região montanhosa íngreme da China subtropical modernizou uma de suas lagoas de rejeitos para convertê-la em uma instalação de armazenamento de rejeitos a céu aberto. A barragem de rejeitos está localizada em um cânion próximo à mina. O estreito cânion é represado na entrada, proporcionando uma área de aproximadamente 6,3 hectares.

A alimentação do rejeito de rejeitos (TSF) é o efluente de uma estação de tratamento de água de processo que utiliza Na₂S e CaO para remover sais dissolvidos. O precipitado metálico apresenta uma distribuição granulométrica fina, sendo difícil de floculação e captura. A água deve ser reciclada, pois não atende aos critérios de descarte.

O clima influenciado pelas monções traz as chuvas mais intensas na primavera e início do verão (mais de 200 mm por mês), com precipitação anual superior a 1,7 metros. A operação de uma lagoa de rejeitos requer a recuperação de água, incluindo água da chuva. A água recuperada da lagoa não atende aos requisitos de descarte e precisa ser reciclada. A água da chuva coletada na barragem de rejeitos cria um problema de balanço hídrico. Um estudo de otimização focou em uma solução que incorporasse os benefícios da tecnologia de empilhamento superficial para evitar o desequilíbrio hídrico e minimizar a quantidade de água de processo que entra na lagoa.

O objetivo do projeto era:

  • Garantir o descarte seguro e eficaz dos rejeitos.
  • Melhorar as características físicas gerais dos depósitos.
  • Maximize a recuperação de água no espessador.
  • Mantenha a água da chuva separada da água do processo.

Soluções recomendadas

A mina determinou que a implementação do empilhamento superficial do material proveniente de um espessador de pasta, pasta e rejeitos espessados ​​(P&TT), proporcionaria os seguintes benefícios:

  • A desidratação da corrente de processo em um espessador de pasta recupera significativamente mais água na planta. A água no fluxo inferior evapora no rejeito de rejeitos e não se acumula como no método de lama. O controle do balanço hídrico é simplificado, recuperando a água na própria planta.
  • Sem a necessidade de coletar água do lago, a água da chuva não contribui para o equilíbrio hídrico.
  • A densidade final dos rejeitos é maior com o sistema P&TT, aumentando a capacidade da barragem de rejeitos.

Problemas com o ressecamento em um clima subtropical

Embora as técnicas de empilhamento de superfície tenham sido bem-sucedidas em diversos climas ao redor do mundo, ainda existe preocupação sobre a eficácia dessas técnicas em áreas com fortes chuvas.

Após a instalação do espessador de pasta, a mina realizou um estudo piloto de deposição e secagem para quantificar os benefícios e aprimorar o plano de gestão do local. Uma área de teste de 10 m por 10 m foi preparada ao lado da barragem de rejeitos e preenchida com cerca de 500 mm de pasta de cimento e talho-pigmento (P&TT). Devido à granulometria muito fina, esse fluxo de fundo não newtoniano apresenta tensão de escoamento projetada em torno de 28-29% em peso de sólidos (ver foto 1).

A rápida consolidação e secagem permitiram o tráfego de pedestres no quarto dia, apesar dos 15 mm de chuva naquele dia (foto 2). A secagem continuou rapidamente, com grandes rachaduras surgindo no sétimo dia (veja a foto 3). O décimo dia mostra o depósito após duas chuvas, seco e com rachaduras significativas. Nesse ponto, cerca de metade da água evaporou (veja a foto 4).

Este estudo demonstrou que a secagem rápida por empilhamento superficial e o baixo limite de escoamento do processo P&TT constituem um método seguro e estável para a disposição de rejeitos em clima subtropical.

Implementação

O espessador de pasta WesTech Deep Bed™ de 15 m de diâmetro, instalado em uma colina próxima à barragem de rejeitos (foto 5), desidrata eficazmente a pasta até atingir uma densidade não newtoniana, P&TT, e recupera água limpa para reciclagem. A pasta P&TT, com baixa tensão de escoamento, é bombeada por bombas centrífugas a uma curta distância até a barragem.

As torneiras iniciais foram instaladas em um dos lados da barragem de rejeitos, forçando a água da lagoa de rejeitos anterior a se acumular perto da barragem, onde essa água era recuperada. A barragem de rejeitos praticamente não apresentava água parada após cerca de três meses de operação. A foto 6 mostra a barragem de rejeitos durante a primeira estação das monções.

Após a coleta da água, a posição das torneiras foi alterada para outros locais ao redor da barragem de rejeitos, até se estabelecer na disposição atual ao longo da barragem. A rotação das posições das torneiras ativas permite a secagem entre as camadas, garantindo a estabilidade (ver foto 7). A suave inclinação de 1 a 3% drena a água da chuva da superfície em velocidades moderadas, minimizando a erosão dos sólidos e mantendo-os expostos para secagem contínua ao ar. O plano de gestão do local não previa a recuperação da água da chuva coletada na área da barragem de rejeitos, mas sim sua permanência no local para absorção e posterior evaporação.

Resultados: Vida útil e fechamento da TSF

A pequena área ocupada pela barragem de rejeitos resultou em uma taxa de elevação da barragem relativamente rápida. A lagoa de rejeitos estava quase cheia quando o espessador de pasta WesTech Deep Bed foi instalado. Foi necessário elevar a barragem no final do primeiro ano após o início da construção da chaminé de superfície.

Ao longo de cinco anos de operação, o nível da barragem aumentou mais de 20 metros. Comparando as fotos 8 e 9, o prédio branco da sala de controle pode ser usado como referência de nível. Nesse ponto, a barragem atingiu sua capacidade máxima, invadindo estradas e outras instalações.

A secagem rápida do material proveniente do espessador de leito profundo ao longo dos anos permitiu que a usina tivesse acesso rápido à barragem de rejeitos assim que esta fosse preenchida. O processo de cobertura ocorreu logo após o fechamento do local (ver foto 10).

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