Implementación del sistema de relaves espesados en Minera Esperanza Presentación para Seminario Disposición de Relaves en Pasta Luis Bernal, Gerente de Tecnología Minera Esperanza 10 de noviembre 2010
Contenido Tema 1: Estudios y pruebas Tema 2: Diseño del depósito de Esperanza Tema 3: Implementación
Tema 1: Estudios y pruebas de relaves espesados
Problemas a resolver en el diseño 1.- Dimensionamiento del espesador : área, torque
2.- Dimensionamiento del bombeo y piping: potencia, velocidad de flujo, diámetro cañerías 3.- Definir sistema de depositación en el terreno: área, ángulo de depositación
Estudios y pruebas de relaves • Pruebas de Espesamiento – Pruebas de laboratorio en columna de 4 “ (Outotec) – Pruebas piloto en espesador 8” (Outotec) – Prueba piloto en espesador de 1 m diámetro (Westech)
• Estudios de reología y bombeo – Prueba Loop 4” (Diseño PSI, planta piloto Metalquim) – Prueba mini Loop 2,5” (Diseño Paterson & Cooke, Sudáfrica) – Mediciones de reología (CETTEM, PSI Brasil, P&C Sudáfrica)
• Estudios Geotécnicos – Ensayos de laboratorio (VST, SRK); resistencia sísmica – Prueba piloto cono (Diseño SRK), ángulo de talud
Pruebas de espesamiento •
Pruebas de laboratorio probeta 4” – – – – –
•
t/h/m2 g/t Pa % micrones
Tasa de espesamiento Dosis de floculante Tensión de corte (yield stress) % de solidos underflow Tamaño P80
0,5 20-25 100-130 63-65 100-120
t/h/m2 g/t Pa % micrones
0,6-0,9 15-25 30-120 67-69 150
t/h/m2 g/t Pa % micrones
Prueba piloto espesador 1 m diámetro – – – – –
•
0,5-0,7 10-20 50-140 60-73 150-230
Pruebas piloto espesador 8” – – – – –
•
Tasa de espesamiento Dosis de floculante Tensión de corte (yield stress) % de solidos underflow Tamaño P80
Tasa de espesamiento Dosis de floculante Tensión de corte (yield stress) % de solidos underflow Tamaño P80
Tasa de diseño 0,5 t/h/m2 > tres espesadores de 60 m de diámetro > 95 ktpd
Pruebas de laboratorio 4” % sólidos underflow
TEST DE ESPESAMIENTO % sólidos vs - 400 # (tasa = 0,6 t/h/m2, floc = 10 g/t)
80 75 70 65 60 55 50 45 40
2
y = -0,0019x - 0,3401x + 83,176 2 R = 0,7884
andesitas y pórfido normales 97% reservas
20
30
mineral zona fallas 3% reservas 40
50
60
70
% finos -400 #
•
Diseño concentración sólidos underflow 67% sólidos +-3%
Pruebas Piloto espesador 1.0 m diámetro
•
Diseño yield stress 70 Pa > Factor K = 140 (Torque/diametro2) > Torque 4.8 M lb-ft
Estudios de reología y bombeo • Pruebas Loop Piloto 4” Diseño PSI-Planta Metalquim -0,5% PENDIENTE 80 m P7
P8
P6
P5
P4 P1 F
VDF
• • • • • •
P3 P2 +8% PENDIENTE 80 m
DELTA H 5m
VDF
Loop 4” diámetro - 80 m largo- 8% pendiente Relaves probado 60% - 68% sólidos Granulometría 100-150 um (degradación) Rango de velocidad 2.5-3.8 m/s, régimen turbulento Método de Reología Inversa para escalamiento Pérdida de carga proyectada 0,15 m/m > 4 bombas en serie para obtener Htotal = 200 m
Estudios de reología y bombeo •
• • • • • •
Pruebas Loop Piloto 2,5” Diseño Paterson & Cooke - Sudáfrica
Loop 40 m - 63.5 mm horizontal – 43.6 mm vertical Relaves probado 45% - 70% sólidos Granulometría 210 um Rango de velocidad 2.0-4.5 m/s, régimen laminar-turbulento Método de Pseudo Shear Rate para escalamiento Pérdida de carga proyectada 0,1 m/m > 3 bombas en serie para obtener Htotal = 150 m
Estudios Geotécnicos • Ensayos de laboratorio realizados por VST – – – –
Asesoría de Eli Robinsky Caracterización geotécnica > estabilidad sísmica Pruebas de canaleta > ángulo de depositación Spigot de alto flujo
Estudios Geotécnicos • Ensayos de laboratorio realizados por VST – – – – – – – – – – – –
Segregación del tamaño de partícula Velocidad de avance del relave depositado Infiltración de agua en la base de canaleta Granulometría Clasificación Geotécnica USCS Límite de contracción Reología Consolidación por peso propio Permeabilidad relave consolidado Ensayos triaxiales Velocidad onda de corte Test túnel de viento
> menor 5% > 10cm/s > menor 9% > P80 150um > ML > 22% > yield stress 55 Pa > densidad final 1.78 > 3 x 10-6 (k cm/seg) > monotónico-cíclico > 350-500 m/s > erosión relativa 2.5% (emisión 0,002 gr/min, velocidad viento 20 m/s)
Estudios Geotécnicos • Prueba piloto de cono (Diseño SRK-Operación Metalquim) – – –
Asesoría Dave Luppnow SRK Consulting Chile-Australia Medición de ángulo de depositación Spigot de baja velocidad
Estudios Geotécnicos • Ensayos de laboratorio realizados por SRK – – –
Propiedades geotécnicas de relave y suelo de fundación Test de variación de la humedad Modelo de infiltración
> tasa de evaporación 8-10 l/d/m2
Tema 2: Diseño del depósito de Esperanza
Criterio de Diseño del depósito de Esperanza 1.- Flujo de relaves •capacidad nominal • capacidad máxima • tasa de alimentación • % de sólidos espesados • densidad de pulpa • flujo de pulpa
114 114 5160 67 1,79 4300
2.- Depósito • capacidad • área • ángulo de depositación
750 Mton 14.000 Ha 4 % mínimo
tpd tpd t/h % gr/cc m3/h
Diseño del depósito de Esperanza • Disposición general de instalaciones
Diseño del depósito de Esperanza • Area Espesadores – – – – –
1 Cajón de distribución 3 Espesadores de 60 m - Torque 4,8 M lb-ft 6 Bombas centrífugas 12”x10” 3 Variadores de velocidad de 1.000 Hp 1 Planta automática dosificación de floculante
Diseño del depósito de Esperanza • Area Distribución de relaves – – – – –
1 Estanque de distribución 1.000 m3 2 Trenes de 3 bombas 20”x18” en serie 3 Variadores de velocidad de 2.800 Hp (3ª bba año 5) 2 Manifold de 400 m longitud, 24” (año 1) 8 Líneas de 600 m longitud, 18” (año 15)
Diseño del depósito de Esperanza • Area Depósito de relaves (Diseño SRK) – – – – – – – –
Producción Capacidad total Area utilizada Altura muro final Pendiente de crecimiento Pendiente de playa Canal de desvío para lluvia 100 años Piscina de emergencia aguas lluvias
> 95 ktpd > 750 M ton > 1.400 hectáreas > 32 m > 8% > 4% > 21 km > 2.000 m3
Crecimiento del depósito de relaves 3D
i= 8%
i=4%
Tema 3: implementación del sistema de relaves espesados
Implementación área de relaves
