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UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA DE“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” MINAS, GEOLOOGIA Y METALURGIA

M.Sc. Ing: Julián Pérez Falcón.Cel: 943484512, RPM *192186

E-mail: julian_perez6@yahoo.es

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TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO DE MINERALES.

Planta Concentradora de Antamina

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Sección Molienda y Flotación

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Proceso de Lixiviación y Merrill Crow-Mina Pierina

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850 Desechos Mineros Afectan Ecosistema

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Desechos Mineros

http://quehacemosconlaspilas.files.wordpress.com/2008/01/mineria.jpghttp://quehacemosconlaspilas.files.wordpress.com/2008/01/mineria.jpg

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7/62Actividades de trabajo para la construcción del PAD ( botadero),

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8/62Vertedero para residuos tóxicos y peligrosos

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PRINCIPALES RESIDUOS SÓLIDOS EN LA INDUSTRIAMINERA

Los desmontes y relaves constituyen residuos que sudisposición final deben hacerse técnicamente por  empresas especializadas en la preparación deescombreras y cancha de relave.

Los efluentes con residuos orgánicos, como lasaguas servidas no pueden ser evacuados a un efluentereceptor, las normas ambientales son controladas por DIGESA, para su tratamiento mediante la construcciónde posas sépticas técnicamente diseñadas por  empresas especializadas, para evitar que se contamineel ambiente, más aun las aguas subterráneas.

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Otros residuos sólidos son generados por las actividadesmineras, éstos incluyen los residuos orgánicosprovenientes de las basuras domésticas, y aguas

residuales, chatarras, embalajes, fluorescentes, baterías,aceites y grasas usados, las basuras de las oficinas yotros, frascos tóxico de reactivos, embalajes de tintas ysolventes que contiene compuestos orgánicos de origen

industrial, hospitalarios y oficinas.Desmontes.

Los desmontes es todo material sin valor económico

con leyes menores a ley de corte, que son extraído delabores subterráneas y a cielo abierto, que permite en elfuturo recuperar de acuerdo a las cotizaciones de losmetales.

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MINERÍA SUBTERRÁNEA

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DIFERENTES PLANTAS CONCENTRADORAS EN EL PERU.

Las plantas concentradoras en el Perú, están diseñadas de acuerdo ala capacidad de producción de la mina, empezando por la pequeñaminería son:•Plantas Concentradoras de 30 TMS/D, Santa Rene  – Catac- Ancash.•Plantas Concentradoras de 50 TMS/D, Santa Rosa de Jangas Jangas•Plantas Concentradoras de 100 TMS/D, San expedito - Cerro de Pco.•Plantas Concentradoras de 200 TMS/D, Mesapata – Catac-Ancash.•Plantas Concentradoras de 250 TMS/D, Animon - Pasco.•Plantas Concentradoras de 300 TMS/D, Cia Minera Magistral-Chiquian•Plantas Concentradoras de 500 TMS/D, Cia Minera Caudalosa –Huachocolpa - Huancavelica.•Plantas Concentradoras de 1000 TMS/D, Cia. Minera Raura S.A - Lima.•

Plantas Concentradoras de 2100 TMS/D, Empresa Minera Iscaycruz -Oyon-Lima.•Plantas Concentradoras de 5000 TMS/D, Cia. Minera Milpo - Pasco.•Plantas Concentradoras de 70.000 TMS/D, Cia Minera Antamina -Huarí-Ancash.

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COMPAÑÍA DE MINAS BUENAVENTURA S.A.A.U. P. UCHUCCHACUA PLANTA CONCENTRADORA

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Proceso de enriquecimiento del mineral útil.

Dependiendo del material a recuperar el proceso será distinto.

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CANCHA DE RELAVES

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CANCHA DE RELAVES.

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FUNDICIÓN

En algunosprocesos se usa la

fundición para que

a través del calor  

se obtenga el

mineral a vender.En procesos piro-

metalúrgicos se

funden los

minerales.

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MERRILL CROW Y FUNDICIÓN DE ORO

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FUNDICION DE LA OROYA

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FUNDICIÓN DE COBRE ILO

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FUNDICIÓN SIDERPERU CHIMBOTE

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RESIDUOS SÓLIDOS

Los residuos sólidos, son todos los elementos generados por latransformación, comercialización o consumo, sea este domiciliario,

industrial, comercial o de otra naturaleza

Clasificación.

Por su estado:

Sólidos,Líquidos (efluentes).Gaseosos.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE RR SS MUNICIPALIDAD DE INDEPENDENCIA

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FISICOQUÍMICODE LOS RESIDUOS Y EFLUENTES

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Por su origen:

Municipales,Industriales,

Mineros (relave y desmontes)Hospitalarios.

Por tipo de manejo:

Peligroso,Inerte oNo peligroso.

SEGREGACION DE RESIDUOS SÓLIDOS

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Los efluentes líquidos mineros tienen su origen en lamanipulación de los productos mineros con agua o soluciones

químicas.

A esto tenemos que sumar las interacciones naturales que seproducen entre los productos mineros y las aguas superficiales ode lluvia generando procesos de oxidación, hidrólisis, lavado , etc.

Los efluentes con residuos en suspensión y los relaves en minasson recuperados; en caso de relaves es clasificado donde losgruesos van como relleno y los finos a la presa de relave, paraesto es importante el dimensionamiento adecuado de presas de

relaves con criterios técnicos de ingeniería, socio  – económico yambiental.

Los efluentes con residuos orgánicos( aguas servidas), surecolección y disposición final deben ser tratadas técnicamente

aprobados por la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA)

EFLUENTES MINEROS

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EfluentesMineros

Drenajeácido demina; aguasdeescorrentía e

infiltración

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Impactos del Efluente y Residuos Mineros

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Efluente

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PROYECTOS MINEROS - AMBIENTALES

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CONCHAN ( EFLUENTES L IQUIDOS) 

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PRINCIPIOS DE TRATAMIENTO QUÍMICO.

La química de tratamiento de los efluentes comprende elempleo de la tecnología comprobada y fundamentada ala vez que este funcionando en varias minas en eltratamiento de los sólidos, líquidos o aguascontaminados; a fin de llegar a una predicción, control,solución y monitoreo de los efluentes producidos por laactividad minero-metalúrgico.

Las opciones potenciales para el tratamiento químico de

los desechos líquidos o aguas contaminadas incluyen:· Neutralización y precipitación.· Oxidación o reducción.· Intercambio iónico.

· Osmosis inversa.

TRATAMIENTO QUÍMICO, PRINCIPIOS

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El drenaje proveniente de las labores mineras puedecontener niveles de sustancias químicas o metales

nocivos producidas como resultado de la oxidación y losprocesos de lixiviación.

El impacto ambiental más importante de estas sustanciaspodría no detectarse hasta que el agua degradada migre

desde el yacimiento y penetre al medio ambiente receptor.

La migración de efluentes puede producirse a través delagua superficial y el agua subterránea.

Existen tres factores generales que pueden influenciar lacalidad del agua y la velocidad de migración de losefluentes y son: físicos, químicos y biológicos.

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Las características físicas: como el tamaño del grano o latemperatura de la fuente del efluente, afectan la velocidadde generación del efluente en menor grado que las

características químicas y la velocidad de lixiviación.

A fin de evaluar las rutas de migración potenciales esnecesario conocer las características físicas,especialmente la conductividad hidráulica de los

materiales de los que se originó el efluente y de losmateriales a lo largo de la ruta de la migración.

Las características químicas de la fuente que originó el

efluente y de los materiales a lo largo del recorrido de lamigración pueden tener un efecto significativo sobre lacalidad del agua efluente.

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Límites Máximos Permisibles de Emisión.- Son los estándares,legalmente establecidos de elementos contaminantescontenidos en las emisiones provenientes de actividades

mineras.

La actividad biológica a lo largo de la ruta de migración

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La actividad biológica a lo largo de la ruta de migraciónpodría afectar la calidad del agua efluente.

Las bacterias oxidantes podrían acelerar el drenaje ácido,

mientras que un área pantanosa podría eliminar metalesdel efluente.

En resumen, pueden ocurrir un número de procesos

atenuantes a lo largo de las rutas de migración a medidaque el agua discurre hasta el ambiente receptor y puedenincluir:1. dilución2. difusión

3. dsorción4. atenuación5. volatilización6. interacción química

7. interacción biológica

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El mayor riesgo se produce cuando se necesita operar ymantener sistemas de recolección y tratamiento en formacontinua y a largo plazo.

Es necesario combinar medidas de control de una o máscategorías para proporcionar un control adecuado.

La tecnología de control de la estabilidad química incluyetécnicas tanto de prevención como de abatimiento.

La prevención se aplica al predesarrollo de un proyecto

mientras que el abatimiento se refiere a medidasadoptadas para atacar problemas operativos ypostoperativos.

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ADICION DE CAL Y SEDIMENTACION DE LODOS DENEUTRALIZACION.

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OXIDACION DE LOS ELEMENTOS METALICOS.

Oxidación. En los relaves, la oxidación se inicia en la capasuperficial expuesta, después de que ha culminado ladisposición de pulpas frescas de relaves alcalinos (no

durante la operación); así como en las resquebrajadurasverticales en los depósitos subaéreos.

Laoxidación puede desarrollarse en todo el botadero de

desmonte, inmediatamente despuésde la deposición.

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Los componentes principales para la generación deácido son:

Minerales sulfurosos reactivos.Agua o atmósfera húmeda; yOxígeno de la atmósfera o de fuentes químicas.La velocidad y la magnitud de la generación de ácido son

afectadas por los factores secundarios:- Bacterias (Thiobacillus ferrooxidans)- pH-Temperatura

Las reacciones de generación de ácido se expresangeneralmente como la oxidación de la pirita, uno de losminerales sulfurosos más comunes. Inicialmente, lossulfuros reaccionan con el oxígeno y el agua para formar

sulfato

R ió t t l d ió d á id i it l i i t

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Reacción total de generación de ácido, e a pirita es la siguiente

ecuación:

El hierro ferroso reacciona con el oxígeno para formar hierro

férrico:

Formación del precipitado rojo que se observa en la mayoríade minas que generan ácido, liberación de hidrógenos

adicionales.

En el caso de la pirita, la reacción final es la siguiente:

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La velocidad con la cual ocurre la oxidación bacteriana

depende de los siguientes parámetros:

TemperaturapHDisponibilidad de oxígenoDisponibilidad de dióxido de carbono (fuente de carbonopara la reproducción de las células)Nutrientes (N,P)

Área superficial del mineral sulfuroso expuesto.Los efectos de temperatura y pH en la oxidación biológicay química de la pirita se ilustran en la figura:

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b. Neutralización química de las aguas ácidas

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b. Neutralización química de las aguas ácidasEl proceso de neutralización de las aguas ácidas se llevaa cabo mediante la adición de sustancias alcalinas y queactualmente se lleva a cabo en la mayoría de las minas

que generan efluentes de este tipo.El tratamiento en las plantas convencionales se realiza entres etapas:

-Neutralización.-Oxidación-Precipitación.Las reacciones principales son:

1º. Neutralización del ácido con una base

Cal:

Con caliza:

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Con caliza:

2º. Oxidación del hierro ferroso o férrico.

Se lleva a cabo tomando oxígeno de la atmósferamediante la agitación de las aguas en unos tanques. Conesto se consigue modificar el estado del hierro haciéndoloinsoluble.

3º. Precipitación de los hidróxidos de hierro.Los hidróxidos se forman al reaccionar el sulfato férricocon los agentes alcalinos.Con cal:

Con caliza:

El mineral más común que consume ácido es la calcita

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El mineral más común que consume ácido es la calcita(CaCO3), que consume acidez a través de la formación debicarbonato (HCO3) o ácido carbónico (H2CO30):

La calcita es el mineral carbonatado más abundante yconsumidores de ácido, más soluble a temperaturas bajas.

La liberación de bicarbonato y carbonato es través de lasiderita (FeCO3), mediante:

Los siguientes minerales generalmente son los hidróxidos, loscuales consumen acidez mediante la formación de un ión libre

más agua, la ecuación es:

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Sedimentación Se lleva a cabo en pozas donde se

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Sedimentación.- Se lleva a cabo en pozas donde seprecipitan los constituyentes, los procesos biológicos y laoxidación que son producidos por los agentes alcalinosque operan los efluentes.

TÉCNICAS DE DISPOSICION DE LOS LODOS

Definición.- Se definen como el deshecho mineral sólido de

tamaño entre arena y limo provenientes del proceso deconcentración que son producido, transportado odepositado en forma de lodo.

Propiedades Físicas y EstructuralesLas características físicas de los depósitos de relavesdependen fundamentalmente de la forma hidráulica de sudeposición. Estas propiedades son importantes paracomprender cómo responderá el depósito a la carga, a la

infiltración y al movimiento sísmico.

Obj ti d l M j d R l

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Objetivos del Manejo de RelavesPara este fin, primero es necesario definir la secuencia delas fases de tiempo que se aplicarán durante la vida de

instalación:

Los impactos ambientales durante este tiempo puedenincluir calidad del aire (polvo) y calidad del agua (derramesde sedimentos), los cuales son comunes en el desarrolloinicial de una mina.

El período de operación comienza y termina con ladescarga de los relaves en las instalaciones. La duración

es determinada por la vida de la mina, es gobernada porfactores económicos, precios de los metales, y reservasgeológicas. Los períodos típicos de operación de undepósito van de 10 a 20 años, algunos están aún

operando después de 90 años.

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Características de la Deposición

Los relaves son siempre transportados desde laconcentradora a través de una tubería, en la forma depulpa, en concentraciones que van de 20 a 50% de sólidosen peso. En los depósitos superficiales la pulpa esdescargada desde la cresta del dique, a través de grifos en

la línea de relaves espaciados más o menos de 10 a 50mts.

Conforme se asientan los sólidos, se forma una playa de

leve inclinación que se extiende desde el punto dedescarga hasta la poza de decantación donde el aguaremanente de la pulpa se acumula para ser recirculada a laconcentradora.

El t i l á i t i i i l t l

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El material más grueso se asienta inicialmente y laspartículas finas se asientan más lejos de la playa.No solamente el incremento en el valor metálico puede

verse largamente superado por los mayores costos deequipo, mantenimiento, suministros, y energía requeridapara moler a tamaños más finos sino que los relaves másfinos reducen la disponibilidad y recuperación de la arenacicloneada que puede ser útil como relleno en las labores

subterráneas o para la construcción de la presa derelaves.

Propiedades EstructuralesLas propiedades estructurales basicas son aquéllas

características geotécnicas de los depósitos de relave quegobiernan su comportamiento frente a la estabilidad,infiltración y deformación; incluyen resistencia,permeabilidad y compresibilidad, dependen de las arenas

o las lamas, y del grado ínter estratificación.

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La permeabilidad de los relaves arenosos varíaaproximadamente de 10-3 a 10-4 cm por segundo, y laslamas oscilan en el rango de 10-5 a 10-6 cm por segundo,dependiendo de la presión total efectiva a que esténsometidos.Se calcula por: k = (d10)2Donde:

k = permeabilidad en centímetros por segundo.d10= tamaño de abertura en milímetros por el que pasa el10% del material.

Los relaves arenosos drenan por gravedad, su humedadgravimétrica disminuye aproximadamente 5% a 15%. Laslamas, sin embargo, no responden al drenaje porgravedad debido a las altas fuerzas de capilaridadasociadas con el pequeño tamaño de las partículas.

Características Químicas

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Características Químicas

las características químicas pueden variar ampliamente deun yacimiento a otro y su método de explotación..

Tipos de Presas de Relaves

Presas de relaves del «tipo aguas abajo»Son levantadas colocando material adicional de relleno enel talud «aguas abajo», o exterior del levantamiento previo.El relleno de la presa, que puede consistir de material devarios tipos, las propiedades de estos materiales derelleno pueden ser especificados y controlados para

asegurar que sus características sean las adecuadas.La construcción del deposito se inicia con una presa,detrás de la cual se descargan los relaves, conforme seincrementa la altura del deposito, se hace crecer la presa

inicial con material compactado hacia la parte frontal.

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METODO DE AGUAS ABAJO

Presas de Relaves del Tipo «Aguas Arriba» en el Perú

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Presas de Relaves del Tipo «Aguas Arriba» en el Perú

Una cantidad limitada de información sobre el desempeño

de presas del tipo «aguas arriba» que operan en el Perú ,es debido al rebalse de una mina de oro en la zona nortedel centro del Perú. Una falla sísmica en una presa del tipo"aguas arriba" en la mina, lo cual añade dos más de estasfallas en el Perú.

En este método se construye una presa inicial periféricaque sirve de apoyo al pie del talud frontal del deposito yse inicia la descarga de los relaves en la parte posterior deeste dique, de tal modo que el canal de transporte ubicado

sobre la creta del talud, se va desplazando hacia atrás.El resultado final es que los sucesivos diques periféricosde material grueso, descansan parcialmente sobre elmaterial fino depositado previamente, lo cual pone enpeligro su estabilidad e impide un adecuado drenaje dela ua a través del material de ositado

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METODO DE AGUAS ARRIBA

Presa de relaves del tipo «línea central»

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Se levanta colocando el relleno de la represa en el talud«aguas abajo» y sobre la cresta de la elevación previa. El

método de «línea central» comparte muchas de lascaracterísticas estructurales de las presas tipo «aguasabajo», pero usa menos material de relleno para alcanzarla misma altura.

El método de la línea central representa un intento deeliminar las desventajas que tiene el primer métododescrito y conseguir las ventajas del segundo, sin incurriren los altos costos que este ultimo exige.Este método comprende la construcción de un dique

inicial, no en el alineamiento de lo que será el pie del taluddel deposito como en el método de aguas arriba, sino a lolargo de lo que será la proyección vertical de la cresta, detal modo que el deposito pueda crecer verticalmente sobre

este alineamiento.

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METODO DE LINEA CENTRAL

Efectos y Causas de las Fallas en las Presas de Relaves

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Efectos y Causas de las Fallas en las Presas de Relaves

Cuando los relaves son liberados a través de una brecha

en la presa del embalse, debido a la inestabilidad deltalud, rebose, terremotos, o cualquiera otra causa, elresultado, en la mayoría de esos casos, es un«deslizamiento» o «falla de flujo» de los relaves. En talescaso se libera cerca del 25% del contenido de losembalses pues los relaves saturados asumen su estadooriginal de fluido bajo la influencia de las grandestensiones inducidas en el depósito por la brecha del diquede contención.

Moviéndose como una masa de lodo y desplazándose avelocidades de 15 a 50 kms/hora, el deslizamiento de losrelaves constituye el principal riesgo para la vida y

seguridad de estos embalses de relaves.

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