Pads de lixiviación: Cuando la minería y la ingeniería se unen

PADS

En minería, a través de la lixiviación, se extrae uno o varios solutos de un sólido, debido a la acción de un disolvente líquido. El soluto puede difundirse desde el sólido a la fase líquida, generando una separación de sus componentes originales.

Las pilas (o acumulaciones de material mineralizado) son regadas con una solución ácida, la cual es distribuida por cañerías de drenaje de forma homogénea. La pila debe estar levemente inclinada para permitir el escurrimiento del coloide.

Asimismo, en los yacimientos metalúrgicos de minerales oxidados, el metal se obtiene mediante tres etapas sincronizadas: lixiviación en pilas, extracción por solvente y electrobtención.

Antes de la lixiviación, el mineral extraído del tajo abierto es fragmentado mediante el chancado para obtener un material rico en minerales con un tamaño entre 1,5 a 3/4 pulgadas, suficiente para exponerlos a la infiltración de la solución ácida.

Unas fajas transportan el material chancado hacia su lugar de destino. Al llegar, un equipo esparce el mineral, formando un terraplén continuo denominado pila o pad de lixiviación.

En la base del material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de tuberías para el drenaje que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.

A través del riego por goteo o aspersores, se vierte la solución ácida en la superficie de las pilas y se disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando así una solución que es recogida por el sistema de drenaje y llevada fuera del sector de la pila.

Ese material se transporta mediante correas o fajas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el material restante. Como resultado, se obtienen soluciones que son conducidas a estanques para eliminar las partículas sólidas arrastradas. Estas soluciones son llevadas a planta de extracción por solvente.

Los ciclos de lixiviación para minerales óxidos necesitan entre 30 y 60 días. Para los sulfuros secundarios se requieren entre 6 y 9 meses y para mineral ROM (procesado mediante chancado primario), puede necesitarse años.

En el proceso, el consumo de agua es bajo. Normalmente, se emplea menos de 0.5 m3 H2O/t mineral. Cuando escasea el agua, se prefiere usar goteros y esta cifra puede disminuir a la mitad, al minimizarse las pérdidas por evaporación y arrastre físico del viento.

A continuación, en orden alfabético, presentamos a las compañías dedicadas al diseño y construcción de las pilas de lixiviación.

 

ANDDES

Desde el 2011, Anddes ha asumido la responsabilidad de diversos proyectos de todos los tamaños para la minería en el Perú. Hoy, gracias a la vasta experiencia de sus integrantes y exitosa trayectoria, tiene indiscutible soporte profesional para el diseño, aseguramiento de calidad y supervisión durante la construcción de las pilas de lixiviación. Justamente, Humberto Alvarado, Gerente Central Técnico de la empresa, enumera los pasos a seguir para la construcción de esta infraestructura.

“La ubicación del pad debe cumplir con los requerimientos de la mina. Para esto, se desarrollan arreglos volumétricos conceptuales en la topografía existente para identificar las posibles zonas donde se asentará la pila de lixiviación. Estas ubicaciones son revisadas desde el aspecto geológico, geotécnico, hidrogeológico, ambiental; evaluando sus impactos e interferencias”, explica.

Adicionalmente, se evalúa la estabilidad física del terreno y la cantidad de movimiento de tierras requerido, lo que comprende la realización de estudios geotécnicos y geológicos del área y su reacción frente a una carga que genera el volumen mineral a colocar. La respuesta a la carga determinará los materiales a utilizar para la impermeabilización del pad.

“En esta fase se seleccionan los materiales naturales (canteras) y artificiales (geosintéticos) que cumplan con el requerimiento físico y químico para nivelar e impermeabilizar el pad; para ello, se realizan estudios geotécnicos e investigaciones de materiales en nuestros laboratorios u otros calificados si es necesario”, especifica.

Respecto a la climatología, sismología, aguas subterráneas y ecosistema de la zona potencial del pad, el especialista menciona que previamente se deberá desarrollar o revisar la información hidrológica, sismológica, hidrogeológica y ambiental, con el objetivo de analizar la interacción de la estructura ante los agentes externos durante las etapas de operación y cierre.

Manos a la obra

Cumplida esa fase, los esfuerzos se abocarán a la fase de construcción. En ese sentido, Carlos Quispe, Gerente Central de Operaciones de Anddes, manifiesta que el ciclo empezará con la limpieza y desbroce del material orgánico del área. Estos materiales cobrarán importancia durante la cobertura orgánica superficial de la etapa del cierre del pad.

“A continuación, se procede con el corte de material inadecuado, el cual no es apto para la cimentación del pad. Seguidamente, se instalarán los sistemas de subdrenaje y detección de fugas, para control de las aguas subsuperficiales y monitoreo de daños en el revestimiento”, añade.

Después, se nivelará la superficie final para recibir las capas de revestimiento. También, se desarrollarán accesos perimetrales para la facilidad constructiva y control de operación. Luego, se incorporará el suelo de baja permeabilidad y la geomembrana en la base de la pila. Sobre la geomembrana se colocan las tuberías de drenaje y la capa de protección del revestimiento.

“Además, se instalan controles geotécnicos y de operación para el seguimiento y progreso del apilamiento del pad en tiempo real. La altura de la pila de lixiviación depende de los materiales aislantes impermeables. Antes se tenían alturas de hasta 100 metros, pero actualmente hemos desarrollado diseños de casi 200 metros”, revela el experto.

Igualmente, explica que, aparte de los pads permanentes y dinámicos, Anddes también tiene experiencia en pilas con pozas en su interior y pilas en cierres de tajos.

Infraestructura complementaria

Ubicadas aguas abajo de la pila, las pozas de colección acumularán por gravedad la solución química para el riego. Por contener una solución con una carga hidráulica mayor que un pad, la poza contendrá dos capas de revestimiento de geomembrana y una capa intermedia para facilitar la colección de posibles fugas en la capa exterior en contacto con la solución.

“Aparte de las barreras de impermeabilización en el interior de las pozas, son algunos los casos donde se consideran también coberturas en las pozas, como mantas plegables o elementos flotantes que minimizan la evaporación de la solución”, comenta Alvarado.

 

RECUADRO PARA ANDDES

Hasta 15 años de duración

Según Humberto Alvarado, la vida útil de la pila de lixiviación varía entre 5 a 25 años, dependiendo de los recursos en el yacimiento, la tasa de producción mineral, incremento de la producción en el tiempo, espacio disponible y también del tipo de mineral en el tajo. Así, los proyectos de oro tienen menos tiempo de duración, mientras que proyectos de cobre o uranio el tiempo de explotación del yacimiento es mucho mayor. Aunque generalmente se requiere ubicar nuevos y cercanos emplazamientos para la construcción de nuevos pads.

“Las empresas comienzan sus operaciones con una capacidad estimada de producción acorde al mineral obtenido en las exploraciones, los cuales van aumentando progresivamente según los nuevos hallazgos. Para ser pragmático, la duración útil del pad dependerá del costo-beneficio que le represente a la empresa. Por ello, su tiempo de vida se puede extender más allá de lo diseñado, generando futuras ampliaciones u otros pads”, agrega Quispe.

El mantenimiento o inspección controlará el comportamiento geotécnico y operativo de la pila, pudiendo incluir la revisión de la información de los sensores instalados, inspección de los controles de fugas, supervisión de la colocación de sobrerevestimientos, colocación de coberturas temporales (raincoats), actualización de los balances de agua, entre otros.

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