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