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Implementación del sistemade 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.- Dimensionamientodel espesador : área, torque
2.- Dimensionamientodel bombeo y piping:potencia, velocidad de flujo,diámetro cañerías
3.- Definir sistema dedepositación 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”– Tasa de espesamiento 0,5-0,7 t/h/m2
– Dosis de floculante 10-20 g/t– Tensión de corte (yield stress) 50-140 Pa
– % de solidos underflow 60-73 %– Tamaño P80 150-230 micrones
• Pruebas piloto espesador 8”– Tasa de espesamiento 0,5 t/h/m2
– Dosis de floculante 20-25 g/t– Tensión de corte (yield stress) 100-130 Pa– % de solidos underflow 63-65 %– Tamaño P80 100-120 micrones
• Prueba piloto espesador 1 m diámetro– Tasa de espesamiento 0,6-0,9 t/h/m2
– Dosis de floculante 15-25 g/t– Tensión de corte (yield stress) 30-120 Pa– % de solidos underflow 67-69 %– Tamaño P80 150 micrones
• Tasa de diseño 0,5 t/h/m2 > tres espesadores de 60 m de diámetro > 95 ktpd
Pruebas de laboratorio 4”
• Diseño concentración sólidos underflow 67% sólidos +-3%
TEST DE ESPESAMIENTO
% sólidos vs - 400 #
(tasa = 0,6 t/h/m2, floc = 10 g/t)
y = -0,0019x2 - 0,3401x + 83,176
R2 = 0,7884
40
45
50
55
60
65
70
75
80
20 30 40 50 60 70
% finos -400 #
% s
óli
do
s u
nd
erf
low
andesitas y
pórfido normales
97% reservasmineral zona
fallas 3% reservas
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
• 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
-0,5% PENDIENTE
80 m
DELTA H
+8% PENDIENTE 5 m
80 mF
P8
P3
P1
VDF
P2
VDF
P4
P5P7 P6
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 > menor 5%
– Velocidad de avance del relave depositado > 10cm/s
– Infiltración de agua en la base de canaleta > menor 9%
– Granulometría > P80 150um
– Clasificación Geotécnica USCS > ML
– Límite de contracción > 22%
– Reología > yield stress 55 Pa
– Consolidación por peso propio > densidad final 1.78
– Permeabilidad relave consolidado > 3 x 10-6 (k cm/seg)
– Ensayos triaxiales > monotónico-cíclico
– Velocidad onda de corte > 350-500 m/s
– Test túnel de viento > 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 114 tpd
• capacidad máxima 114 tpd
• tasa de alimentación 5160 t/h
• % de sólidos espesados 67 %
• densidad de pulpa 1,79 gr/cc
• flujo de pulpa 4300 m3/h
2.- Depósito• capacidad 750 Mton
• área 14.000 Ha
• ángulo de depositación 4 % mínimo
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 > 95 ktpd
– Capacidad total > 750 M ton
– Area utilizada > 1.400 hectáreas
– Altura muro final > 32 m
– Pendiente de crecimiento > 8%
– Pendiente de playa > 4%
– Canal de desvío para lluvia 100 años > 21 km
– Piscina de emergencia aguas lluvias > 2.000 m3
Crecimiento del depósito de relaves 3D
i=4%
i=8%
Tema 3: implementación del sistema de relaves espesados
Implementación área de relaves