Semestre 2015/02 – Ejercicio 2 – Huela ambiental minera Presentado por: Lizeth atherine S!nchez "aballero Una empresa minera ubicada la interior de Ovalle, en la III Región, proyecta producir anualmente, a partir del tercer año de operación de la mina, un promedio de 80.000 t de cobre fino equivalente en forma de un concentrado con la siguiente composición media !u "#$% &e ''$ y ( ')$ *valores obtenidos de pruebas metal+rgicas y, durante los - primeros años de operación, '0.000 t de ctodos de electroobtención *//,//$ !u. l concentrado se obtendr de un proceso de flotación aplicado a un mineral sulfurado que contiene en promedio 0,8/ $ de !u, ',1$ de &e y 1,8$ de (. 2a recuperación esperada en el proceso de flotación es de 8/$. 2os ctodos se obtendrn de la li3iviación de minerales o3idados con una ley media de cobre de 0,)4$ y una recuperación en el proceso li3iviación. 3tracción por solvente y electroobtención de 48$. l proceso de li3iviación se llevar a cabo en pilas dinmicas de 4 m de alto, con un ciclo de li3iviación de 18 semanas. 2os minerales o3idados y sulfurados se e3traern de un mismo ra5o con una ra6ón est7rilmineral promedio de 1,4-1. l proyecto minero tendr una vida +til total de 1- años *proyecto ó3idos del año 0 a - y proyecto sulfuros del año " a 1-. Identificar, en un diagrama de bloques, los diferentes tipos de residuos producidos en cada uno Identificar, de los procesos.
a !alcular la cantidad cantidad anual anual de residuos producidos producidos en en los distintos procesos procesos y el contenido contenido *en $ de !u, &e y ( en el relave. b stima stimarr los vol+men vol+menes es tot totale aless *en la dur duraci ación ón total del proyecto proyecto de residuos residuos *est7ri *est7riles les,, relave rel avess y rip ripios ios de li3 li3ivia iviació ción n qu quee va a pro produc ducir ir el pro proyec yecto% to% para ell elloo es ne neces cesari arioo determinar una densidad aparente que en el caso del botadero se obtiene aplicando un factor de espon5amiento y para el relave una porosidad y una 9umedad residual. c (uponiendo (uponiendo una altura de botadero de 1111- m *est7riles *est7riles y )0 m *ripios de de li3iviación, estimar estimar la su supe perf rfic icie ie re requ quer erid idaa pa para ra la di disp spos osic ició iónn de lo loss es est7 t7ri rile less y ri ripi pios os de lili3iv 3ivia iaci ción ón correspondientes a la vida +til del proyecto y para el rea de li3iviación. 2os botaderos tendrn una geometr:a correspondiente correspondiente a la siguiente figura *botaderos adosados al cerro% el ngulo de reposo del botadero se considera similar al ngulo del cerro
d stimar los requerimientos de agua *e3presados en litros por segundo y de energ:a del proyecto *e3presados en litros de petróleo por d:a y en potencia instalada ;< para la electricidad. =esos atómicos !u )",-&e --,8( "' >ensidad media de las rocas
in situ ',"1 tm"
Soluci#n: a$
Estéril
Relaves
Polvo
Ripios agua acida
Escoria
b$ %atos de entrada Composición del Mineral sulfuros Cobre (Cu %) Fierro (Fe %)
0.89 2.10
!u"re (# %) #trippi$g Ratio (E&) Recuperaci$ Flotaci$ (%) Cobre *$o (cue+u) (,o$)
1.80 1.'1 89.00 80000.00
Concentrado de la otación Cobre (Cu %) -.00 Fierro (Fe %) 22.00 !u"re (# %) 2/.00 Proceso de lixiviación Recuperaci$ #E (%) 3e4 5edia Cu (%) #trippi$g Ratio (E&)
'8.00 0./' 1.'1
,o$eladas de catodo (99.99% Cu) ,otal Cu e$ soluci$ i$gresado al E#
0.'8 0.00/' 1.' 99.99
206000.00 ,o$ 206002.00 ,o$
Soluci#n: =ara producir 1 &onelada de c!todo por li'i(iaci#n es necesario 1 Ton Catodo =
1 tonelada 0.0067∗0.78∗0.999
?1/1."40 @on de ;ineral,
A multiplicando ese valor por la relación de descapote *1.4-1 tenemos que 1@on de !todo?""#.8/ @on de est7ril
=ara producir 1 &onelada de c!todo por )lotaci#n * )undici#n *se asume recuperación del /-$ en la fundición y //$ en la refiner:a es necesario 1 TonCatodo
=
1 tonelada
∗0.89∗0.95∗0.99 ?1"#.'"# @on de ;ineral,
0.0089
A multiplicando ese valor por la relación de descapote *1.4-1 tenemos que 1@on de !todo?'"#./1 @on de est7ril =ara calcular los relaves generados se proponen estas igualdades y se despe5a la variable concentrado de ecuación
;?!BR
*1
;C0.008/?!C0."#CBRC*!uR
*'
0."#C!00.8/C0.008/C;
*"
>e donde " +concentrado$ es igual a C =
∗0.0089∗0.89
134.234 Ton
0.34
",-.12 &on A los rela(es +$ es R?;D! R?1"#.'"# @on D ".1'4 @on? 1-1.10 &on (e tiene que el concentrado est compuesto por "#$ de !u, ''$ de &e y ')$ de (, por lo cual para producir 1 ton de !u se produce 1@on !u
0."#
E &e
0.''
E(
0.')
e,1.55 &on3 S,1.-1 &on (e tiene que el contenido de 9ierro *&e en la escoria oscila entre #0 a #-$, para ob5etos del e5ercicio se asume que corresponde al #'$. =or lo cual el &e eliminado en la escoria c orresponde a Escoria=
/
1.55 Ton 0.95 0.42
Escoria,-. &on A el a6ufre *( es eliminado como dió3ido de a6ufre *(iO ', =eso Ftómico F6ufre *(?"' =eso ;olecular F6ufre *(O '?)# >e lo que se puede interpretar que guardan una relación '1 y adems sabemos que el contenido de a6ufre en el concentrado es del ')$, de lo que podemos deducir que (O'?1."1 @on C '? 2.2 &on (e asume que el dió3ido de a6ufre captado es transformado en cido sulf+rico *G '(O# =eso ;olecular F6ufre *(O '?)# =eso ;olecular F6ufre *G '(O#?/8
Relación "1 G'(O#? 1."1@on C " ? -.4- &on
n la siguiente tabla se presenta el resumen de los residuos aportados por el proyecto en su vida +til, de acuerdo a la producción esperada.
esumen esiduos portados por el Pro*ecto
AÑO 1 ! " # $ % & ' 1( 11 1 1! 1" 1# Total )or *ro+ecto
Lixiviación Mineral Esteril MTn MTn -.82' -.82' -.82' -.82' -.82'
/./98 /./98 /./98 /./98 /./98
19.1-'
--.90
Flotación Mineral Estéril MTn MTn
Concentr Relaves Escoria ado MTn MTn MTn
Ácido sulfúrico MTn
Total Residuos
10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9 10.'-9
18.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'918.'9-
0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89 10.89
0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10 0.-10
0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1 0.-1
/./98 /./98 -/./0-/./0-/./029.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90
1-9./0-
2.-0
-.22
1-/.-1
.028
.080
22.2
Sul)urados =ara calcular las de cobre en el relave para los sulfurados se utili6a la siguiente e3presión ;!u,min? ;C2ey !u? 10.4"8.)8),4#"@onC0.008/?/-.-4#,"1@on ;!u,rel? ;!u,min D ;!u,con? /-.-4#,"1@on H 80.000 @on? 1-.-4#,"1' @on %Cu,rel=
MCu , rel∗100 R
6"u7rel,15.587-12 &on3 9"u7rel,0.159
;&e,rel? ;&e H ;&e,conc ? *;C 2ey &e H *!C$&e,con ;&e,rel?*10.4"8.)8),4#"@on C0.0'1 H *'-0.14/,814 @onC0,'' 6e7rel, 10.8272 &on3 9e7rel ,1.209
Sul)urados =ara calcular las de cobre en el relave para los sulfurados se utili6a la siguiente e3presión ;!u,min? ;C2ey !u? 10.4"8.)8),4#"@onC0.008/?/-.-4#,"1@on ;!u,rel? ;!u,min D ;!u,con? /-.-4#,"1@on H 80.000 @on? 1-.-4#,"1' @on %Cu,rel=
MCu , rel∗100 R
6"u7rel,15.587-12 &on3 9"u7rel,0.159
;&e,rel? ;&e H ;&e,conc ? *;C 2ey &e H *!C$&e,con ;&e,rel?*10.4"8.)8),4#"@on C0.0'1 H *'-0.14/,814 @onC0,'' 6e7rel, 10.8272 &on3 9e7rel ,1.209
;(,rel? ;( H ;(,conc ? *;C 2ey ( H *!C$(,con ;(,rel ?*10.4"8.)8),4#"@on C0.018 H *'-0.14/,814 @onC0,') 6S7rel, 12.284704&on3 9S7rel ,1.229
;'idados =ara calcular el cobre en el ripio de li3iviación de los minerales o3idados usamos la siguiente e3presión @otal !u en solución ingresado al ED(,0.009
c$ ?olumen Est@ril Fsumimos que el espon5amiento de la roca es del "-$ y la compactación del 10$, tenemos que la densidad media de la roca in situ es de '."1 @onm ", con lo que calculamos la densidad aparente ρap . =
ρinsitu
( 1 +esponjamiento )∗(1−compactacion )
ρap . = 1.90 ton / m
3
@enemos que el est7ril a remover es de '##."0-.1'",#04@on para los minerales sulfurados de lo que podemos anali6ar que V esteril 1=
m esteril ρap .
?Aesteril1,12.51.8-74 m -
6inerales Sul)urados
=ara minerales o3idados el est7ril a remover asciende a "".#8/.4)",0)@on y el volumen es igual a ?Aesteril2, 1.2.14170 m -
6inerales o'idados
n resumen tenemos que se debe mover un (olumen total de est@ril iBual a 18.20.-874 m -
?olumen ela(es =ara calcular el volumen total de relaves se utili6a la siguiente formula
Fsumo porosidad igual a #0$ y 9umedad del 1-$, tenemos que la masa total del relave para el proyecto es 1.")".-0-,0#, entonces Vrel1= Mrel . (
1 2.31 ton
m
3
+
0.15 1
t m
3
0.4
+ 2.31
ton m
3
)
( 1−0.4 )
?relA1,11.24.-7 &on para sul)urados
?olumen ipios (e usa la ecuación anterior y se reempla6a teniendo en cuenta que los ripios equivalen a ".4)8.-4',1@on *diferencia entre el mineral o3idado e3tra:do ;?"8'4#01.- y el mineral de cobre concentrado ;!u,min?'-)#",) @on ?ripio,14.180.54-74 m - para o'idados
d$
-atos. $gulo de talud 7 ltura de botadero 7 e$sidad del esteril 7
-0 1'5 1.90to$ 5-
F?*relaveBolumen ripio9 F?*1#).'04.8"#,/8 m " B1/.1#0.-/",/ 14- m rela(e,1.21.-278 m 2
e$ (e tiene que el consumo de agua y energ:a para la producción de sulfurados se e3presa con las siguientes ecuaciones
Sul)urados: (e plantea que el consumo es de 0,"- m "ton con una producción de 80.000 ton a partir de mineral sulfurado y que el !osto unitario Ra5o es 448",1 J;Ktfm mineralL y costo unitario concentradora '11,/ J;Ktmf concetradoL, reempla6ando en la formula tenemos eCuerimiento aBua, 070004 m -/s, 074 l/s eCuerimiento combustible,1.52.-27 6D /da ,87-4.80 l petroleo/da
;'idados:
=ara los o3idados se tiene un consumo de 0,' m "ton y el costo unitario concentradora "'#-,/4J;Ktmf concetradoL, reempla6ando en las ecuaciones tenemos eCuerimiento aBua, 070001-m -/s, 071- l/s eCuerimiento combustible, 08.--2706D /da , 1.407 l petroleo/da
