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Método de Relleno en Pasta en la Unidad Minera San Rafael

Ing. Óscar CantorínJefe de la Planta de Relleno en Pasta

28 DE FEBRERO 2013

Definición

� La pasta es un fluido no Newtoniano, con alta concentración d e sólidos.

� Se utiliza los relaves totales generados en la Planta Concen tradoracomo componente principal.

� La pulpa de relaves pasa por dos procesos de separación solid o-liquido, para incrementar su contenido de sólidos.

� Se mezcla con cemento y escoria metalúrgica molida, para obt ener unapasta con valores de resistencia a la compresión uniaxial, a un

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pasta con valores de resistencia a la compresión uniaxial, a undeterminado tiempo de curado.

Flujograma de Relleno en Pasta

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Planta de Relleno en Pasta

Espesado

� Es la primera etapa de separación sólido-líquido.

� El Espesador es un equipo de separación sólido–líquido porsedimentación continua, con floculación, en un tanque cilí ndrico de 80pies de diámetro.

� Se alimenta 110 TMS por hora contenidas en una pulpa de 8.2% desólidos.

� El Under Flow es el producto obtenido, una pulpa con 60% de sólidos .� El Under Flow es el producto obtenido, una pulpa con 60% de sólidos .

� El Over flow es agua clarificada que rebosa hacia unas bombas que lorecirculan al proceso de la Planta Concentradora

� Ingresan los siguientes tipos de relaves:

� Gruesos de Estaño� De pirita� Finos (lamas)

� La dosificación del floculante es de 19 gramos por tonelada m étricaseca de sólidos

Espesado

Filtrado

� El Filtrado es la segunda etapa de separación solido-liquid o por mediofiltrante.

� Los equipos usados son dos filtros de discos, con bombas de va cío,que funcionan alternadamente.

� El filtro tiene 10 discos. Cada disco tiene 10.5 pies de diáme tro, divididoen diez sectores.

� El medio filtrante son telas de material polietileno mono fi lamento, conpermeabilidad de 20 cfm y peso especifico de 11 onzas/yd2.

� El vacío es generado con bomba de vacío asociada al filtro, co n presiónde 6 psi negativo.

� El producto es el relave filtrado llamado Keke , con 78% de sólidos. Seobtiene una producción de 110 toneladas secas por hora

� El sistema de soplado para el desprendimiento del Keke de la tela escon aire comprimido a 15 psi de presión, con un caudal de 340 cf m

� El Keke descarga a una faja transportadora

Filtrado

Preparación de Materiales

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Preparación de Tailing

� El Tailing se obtiene de alimentar a un mezclador continuo de 5 m3, elKeke transportado por faja, más un flujo controlado de pulpa espesada,obteniéndose de esa mezcla una Pasta de relaves con un conten ido desolidos de 75%.

� Es ingresada a una tolva intermedia en donde se almacena para luegoser descargado por tandas programadas.

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Abastecimiento de Cemento y Escoria

� El cemento:

� Es del tipo PORTLAND IPM a granel.

� Es ingresado a interior mina con bombonas de bajo perfil, con capacidad detransportar 15 toneladas por viaje.

� Luego, mediante un sistema de descarga con aire comprimido a 20 psi de presión,es llevado a un silo de 150 toneladas de capacidad .

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es llevado a un silo de 150 toneladas de capacidad .

� La escoria molida:

� Tiene un proceso de molienda en la Fundición de Pisco y transp ortado a SanRafael en Big Bags de 1.5 Ton.

� Es ingresado a interior mina por un proceso igual al del cemen to, a un silo de 250toneladas de capacidad.

Abastecimiento de Cemento y Escoria

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Mezclado y Bombeo de pasta

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Mezclado

� El sistema de mezclado es por Batch.

� La mezcladora es de paletas con una capacidad de 3.5 m3. Ingre san asu interior los siguientes materiales:

� Cemento� Escoria molida� Tailing� Agua

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� Agua

� Los silos de cemento y escoria tienen bases cónicas que estánconectadas a transportadores de tornillo sin fin, a través d e ellos llegana una misma tolva que descarga al mezclador. Los pesos de ceme nto yescoria son calculados en función al peso seco del tailing.

� El Tailing se pesa en un tolva y descarga al mezclador. El peso seco secalcula a partir del peso húmedo y su porcentaje de contenido desólidos.

� El agua ingresa para darle una consistencia de fluido bombea ble a lapasta.

Mezclado

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Bombeo

� La pasta del mezclador se descarga a una tolva y de ésta a la bom ba.

� El equipo usado es una bomba de desplazamiento positivo, mod eloválvulas de asiento, con dos pistones y unidad hidráulica.

� Presiones de trabajo: 1500 psi

� Numero de emboladas: 13 e/min

� Rendimiento : 77 m3/hr

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� Bombea una pasta con las siguientes características:

� Densidad : 1860 Gr/lt� Contenido de solidos : 73.5 %� Slump : 8 pulgadas

� La medida del slump se realiza utilizando un cono de Abrahams , de unamuestra tomada de la tolva.

� Las presiones de trabajo de la bomba, pueden variar por la dis tanciapara llegar al tajo vacío y el slump de la pasta.

Bombeo

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Distribución Subterránea

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Distribución Subterránea

� La Pasta se transporta a través de tuberías de acero al carbon o y tuberías deHDPE.

� El diámetro interno de la tubería en toda la extensión, desde la Planta hastael Tajo, es de 8 pulgadas.

� Las tuberías Sch 80, en material API 5L Grs 52, soportan hasta 1500 psi y seinstalan a la salida de la Bomba

� Las tuberías Sch 40, en material ASTM A53 GrB. soportan hasta 900 psi y se

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� Las tuberías Sch 40, en material ASTM A53 GrB. soportan hasta 900 psi y seinstalan en los tramos horizontales de niveles intermedios .

� Las tuberías SDR11 en material de HDPE soportan hasta 160 psi y se instalanen los últimos 100 m de tubería antes de llegar al Tajo a rellen ar.

� Son unidas con acoples de empaquetadura externa, ajustado c on pernos.

� Para llegar a niveles inferiores se realizan taladros de 12 p ulgadas dediámetro, en los cuales se instalan tuberías Sch 80 de 8 pulga das dediámetro interno, con roscas especiales en sus extremos, un idos y selladoscon soldadura.

Distribución Subterránea

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Recepción en el Tajeo

� Se realizan barreras en el nivel inferior del tajo, en las lab ores de accesoque sirvieron para extraer mineral y en los niveles intermed ios, en laslabores de acceso que sirvieron para perforación de taladro s largos.

� Las barreras son de desmonte proveniente de las labores de pr eparación.Se acarrea con Scoop y se acumula en la labor hasta cubrir el 80 % de laabertura. Se completa pircando con piedras de mayor tamaño h asta cerrarcompletamente la abertura. Se coloca tela de polipropileno por la parteinterna .

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interna .

� Las tuberías parten de la Planta de Relleno, recorriendo por la línea troncalpermanente hasta llegar al nivel superior del Tajo a Rellena r. En este nivel seinstala una tubería temporal hasta llegar a una labor comuni cada al Tajo.Esta labor puede ser una ventana, una chimenea corta VCR o un t aladropiloto.

� Dependiendo de la longitud del tajo, el relleno puede ingres ar por uno, doso tres puntos, para distribuir adecuadamente la Pasta hasta cubrir todo elespacio vacío.

Recepción en el Tajeo

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Aplicación del Relleno en Pasta

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Método de Explotación

� Método de Explotación:Sub Level Stoping con taladros largos en cuerpos y vetasangostas.

� Función del Relleno: Pilar o Pared auto estable

� Dimensiones de los Tajos en Cuerpos:Longitud: 100 mAncho : 10 a 15 mAltura : 50 m

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Altura : 50 mSección expuesta: 50x10 a 50x15Resistencia a la Compresión: 300 a 410 KpaTiempo de curado : 28 días

� Dimensiones de los Tajos en Vetas angostas:Longitud: 60 mAncho : 2.0 a 3.5 mAltura : 25 mSección expuesta: 25x2 a 25x3.5Resistencia a la Compresión: 70 a 110 KpaTiempo de curado : 28 días

Resistencia a la Compresión

Cuadro de resistencias a la compresión Uni Axial

� Calculado en función a las dimensiones de los Tajos� Usando el criterio de Mitchel (1982)� Expresado en Kilo Pascales

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Ensayos a los Relaves

AN AL IS IS GR AN U L OM E T R IC O R E L AV E S

80.00

100.00

120.00

% q

ue p

asa

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0.00

20.00

40.00

60.00

11 15 22 33 44 53 75 106 150 212

Ta m a ño de la pa rticu la (M icrone s)

% q

ue p

asa

k ek e P ulpa

Ensayos a los Relaves

� El tamaño de partícula:

� Mayor a 75 micrones, es considerado grueso, en este casorepresenta solo el 25%

� Menor a 20 micrones es considerado ultra fino, en este casorepresenta el 40 %

� Menor a 11 micrones es considerado lama, en este caso represe ntacasi el 20 %

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� El requisito mínimo de contenido de ultra finos para formar u napasta es de 15%

� La curva característica de los relaves nos indica lo siguien te:

� Es favorable para lograr una mezcla bombeable.� La mezcla necesitara mayor dosificación de cemento para log rar un

valor de Resistencia a la compresión.

Ensayos de Resistencia

� La Prensa de rotura a la compresión es digital, con capacidad deregistrar resistencias de valores bajos.

� Las probetas cilíndricas, según la norma ASTM, de tecnologí a deconcreto son de medidas: 6 pulgadas de diámetro y 12 pulgadasde altura.

� Los Ensayos de Resistencia a la Compresión tienen la siguiente

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� Los Ensayos de Resistencia a la Compresión tienen la siguientesecuencia:

� Se preparan 3 probetas para cada fecha de ensayo, promediand o loresultados.

� En total se preparan 12 probetas para cada receta.� Las probetas se ensayan a los 7, 14, 28 y 56 días de curado

� Con lo valores obtenidos se realiza una curva de Resistencias dela Pasta.

Ensayos de Resistencia

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Ensayos de Resistencia

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Diseño de Mezcla por m 3

� Tailing:

Peso Húmedo: 1714 Kg% Sólidos: 75Peso Seco: 1290 Kg

� Peso Binder (7%):

Peso Cemento (2.9%): 37 KgPeso Escoria (3.1%): 41 Kg

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� Peso de Agua: 50 Lt

� Con esta receta se obtiene una pasta con las siguientescaracterísticas:

% Sólidos: 73.5Densidad: 1860gr/ltSlump: 8 pulg.

� Luego de los ensayos de rotura a la compresión se tiene comoresultado:

Resistencia a la compresión: 350 KpaTiempo de curado: 28 días

Diseño de Mezcla por m 3

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Costos

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CONCLUSIONES

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Conclusiones

� En los tajos en cuerpos el volumen mensual que se rellenaba er ade 50,000m3

� Nos encontramos en una etapa de pasar de cuerpos a vetasangostas, por lo tanto se rellena mas tajos con menos volumen .Este hecho influye en lo siguiente:

� La reducción de consumo de cemento puesto que la resistencia a la

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� La reducción de consumo de cemento puesto que la resistencia a lacompresión requerida es menor.

� Lo que aumenta es el costo en preparación de los tajos, que inc luye lamano de obra, barreras y tuberías

� El costo de mantenimiento se incrementa por el tiempo de uso d elos equipos de la Planta de Relleno

� El consumo de escoria disminuye en menor proporción que elcemento.

Conclusiones

� La aplicación de Relleno en Pasta cumple una funciónestructural, restablece la estabilidad del macizo rocoso y p orconsiguiente permite lo siguiente:

� La recuperación total y segura de pilares de mineral existen tes en lamina.

� La continuidad del minado a niveles inferiores.

� Los beneficios ambientales son los siguientes :

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� Los beneficios ambientales son los siguientes :

� El uso en relleno del 82% de los relaves totales generados en l arecuperación metalúrgica de la Planta Concentradora, sin c lasificar,incluido finos.

� El uso de escoria molida metalúrgica de la Planta de Fundició n dePisco que se incorpora a la Pasta. Luego de estudios y ensayos queconfirman que su inclusión en la Pasta contribuye a la obtenc ión deresistencia a la compresión.

� El agua residual, resultante de los procesos de separación s olido-liquido, se recupera y se vuelve a utilizar en la Planta de Rel leno y enla Planta Concentradora.

Conclusiones

� Con una adecuada tecnología de separación solido-liquido, querequiere inversión en maquinaria, se puede utilizar los fino sexistentes en los relaves y obtener un relleno cementado .

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existentes en los relaves y obtener un relleno cementado .

� Es recomendable realizar un estudio analítico previo que per mitaconocer las propiedades de los relaves cuando participan en unamezcla con cemento y luego proyectar los costos operativos.

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GRACIAS

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