uso eficiente del agua
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Universidad de ChileFacultad de Ciencias Físicas y MatemáticasDepartamento de Ingeniería de MinasCátedra Gestión Ambiental en Minería
TAREA II MI55-D
“Uso del agua en la Gran minería”
Alumno: Andrés Solar D.Ricardo Vargas V.
Profesor: Jacques WiertzFecha: 01/10/2007
INDICE
1.- Introducción 3
2.- Consumo del Agua en la Minería. 4
2.1- Consumo Operaciones Mina 4
2.2.- Consumo Procesamiento de Minerales 4
2.3- Transporte de Mineral o Concentrado 6
2.3.1 Transporte Mediante Mineraducto. 6
2.3.2 Transporte Mediante Camiones o Trenes. 6
2.4 Fundiciones 6
2.5. Refinerías Electrolíticas 7
2.5.1 Evaporación 7
2.5.1 Descarte de soluciones 7
2.6- Proceso Hidrometalúrgico 8
2.7. Consumo humano en campamentos 8
3. Alternativas para mejorar la eficiencia y reducir los consumos de agua. 9
3.1. Área Mina. 9
3.2 Área Concentración y Fundición de minerales. 10
3.3 Área Hidro-electrometalúrgica. 10
4. Conclusiones 12
5. Referencias 13
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1.- INTROCUCCION
El agua es uno de los recursos más demandados del planeta, pero también, uno de los más escasos. El
agua dulce, el vital y fundamental elemento para la vida, es apenas el 0,3% del agua disponible en el mundo.
Y no solamente es necesaria para la subsistencia, sino también para muchas actividades industriales de gran
envergadura como lo puede ser la gran minería.
Si bien la actividad minera se realiza desde tiempos remotos, la industria que hoy conocemos, y que
es impulsor principal de la economía de nuestro país, se ha desarrollado a gran escala. Junto con este
desarrollo la demanda por el agua también ha crecido, generando polémica y controversia, especialmente en
las zonas donde se localizan los yacimientos mineros más importantes y donde el agua es realmente escasa.
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2.- Consumo del Agua en la Minería.
Si bien Chile es una país donde logran coexistir una gran variedad de minerales para su explotación,
la minería del cobre es la que tiene la de mayor importancia, por lo que se analiza el consumo de agua para la
gran minería del cobre.
En la minería del cobre el agua se utiliza fundamentalmente en el procesamiento de minerales o en el
proceso hidrometalúrgico. En los siguientes puntos se puede lograr apreciar el consumo de agua de cada uno
de las operaciones unitarias de los procesos antes mencionados.
2.1- Consumo Operaciones Mina
El uso principal de agua en las minas de cielo abierto es en el riego de caminos con objeto
de reducir el polvo en suspensión.
En la minería subterránea, el consumo del agua es reducido (dispersadotes de polvo en
zonas de descarga de material) y el problema consiste generalmente, al igual que en la minería de
cielo abierto, en extraer el agua natural que se aposa en el fondo de los piques, la que puede provenir
de lluvias o de afloramientos de las napas subterráneas.
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Cifras indican que el agua utilizada en riego de caminos puede variar entre cero (en caso de
minas situadas en ambientes con abundantes precipitaciones, con menor superficies expuestas,
morfología del terreno favorable etc.) y el 15% del consumo total de agua de una faena minera. El
consumo es del orden de 5.4 y 5.8 m3 por tonelada lo que corresponde aproximadamente a un 3% del
consumo total por tonelada de cobre producida (Lagos, 1997).
2.2.- Consumo Procesamiento de Minerales
Una vez que el mineral es extraído de la mina, debe ser procesado en plantas de
procesamiento de minerales, las cuales tendrán que reducir de tamaño el mineral y obtener un
producto comercializable llamado concentrado de cobre. Por otro lado el desecho de estas plantas es
el relave, el que consiste en el mineral que no flota y que es enviado a los tranques de relave. Es
quizás en este proceso que se tendrá un trascendental uso del agua.
En la mayoría de las faenas mineras que se encuentran en Chile la alimentacion de estas
plantas consisten en sulfuros de cobre con leyes que bordean el 1%. Con frecuencia, el mineral es
acondicionado previo a la molienda, es decir se le agrega agua y algunos reactivos que son
importantes en la flotación.
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En la flotación debe existir un exceso de agua en relación al mineral y se hace generalmente
a un pH que bordea el 10, y es por ello que se tendrá que añadir cal para que el agua logre este pH.
Diagrama Nº1: Diagrama de Flujo de Uso de Agua. ( Abrahán Vega, 1999)
En general se puede afirmar que las plantas concentradoras de la gran minería recuperan
entre 30 y 70% del agua (Lagos, 1997), dependiendo de las características específicas de los
procesos.
De los datos disponibles, el consumo de agua por tonelada de mineral tratado (mineral que
ingresa a las plantas concentradoras) varía según las características de la faena. Algunos consumos
de agua se pueden apreciar en la Tabla Nº1.
Compañía Minera CONSUMO
Candelaria 0.36 M3/ ton seca
Pelambres 0.4 M3/ ton seca
Escondida 0.68 M3/ ton seca
Tabla Nº1: Consumo de Agua de algunas faenas mineras
En promedio se puede decir que el consumo en las plantas de procesamiento es alrededor de
1 m3/ton (Lefort, 1996), sin embargo se puede encontrar operaciones de mediana a pequeña minería
donde no se logra recuperar el agua por razones técnicas económicas donde su consumo bordeara
2.1 m3/ton (Luna, 1991).
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2.3- Transporte de Mineral o Concentrado
Básicamente existen dos formas de transportar el concentrado desde las minas a las
fundiciones o a un puerto dependiendo de la faena minera:
Mediante un mineroducto.
Mediante camiones o trenes
2.3.1 Transporte Mediante Mineraducto.
Con objeto que el concentrado fluya a lo largo del mineroducto, es preciso agregar
agua para una adecuada operación. Se estima que el agua promedio utilizada en este proceso
de transporte llega a ser del orden de los 40 litros por tonelada (MEL, 1995) de concentrado,
y representa aproximadamente entre un 4 y un 6% (Lagos, 1997) del total de agua
consumida en las respectivas plantas concentradoras.
2.3.2 Transporte Mediante Camiones o Trenes.
Para el caso del transporte por camión o tren, el uso de agua está constituido por la
humedad del concentrado que logra bordear el 10% debido a que con esta humedad no se
tendrá combustión espontánea y se lograra un transporte seguro del concentrado.
2.4- Fundiciones
En el proceso de fundición (fusión y conversión de matas de cobre) se utiliza agua para
lograr un adecuado enfriamiento de gases, producción de oxigeno, lavado de gases.
El consumo de agua en enfriamiento de gases puede variar considerablemente de una
Fundición a otra. Por ejemplo, una fundición que se encuentre cercana al mar puede utilizar en la casi
totalidad del enfriamiento, agua de mar, devolviendo esta al mar una vez utilizada y asegurando que
no se produzcan impactos ambientales de consideración debido al cambio de temperatura. Por otra
parte se puede utilizar intercambiadores de calor más eficientes en el enfriamiento, reduciendo de
esta forma el consumo. También es posible utilizar más agua que la indicada anteriormente (Lagos,
1997)
Es así como el consumo, en el interior de los fundiciones, puede bordear 10 m3/ ton de cobre
blister producido.
El grafico siguiente ( Lagos, 1997) logra evidenciar el consumo de agua en
una fundición.
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Grafico Nº: Consumo directo de agua en una fundición ( Lagos, 1997)
2.5. Refinerías Electrolíticas
En la electrorefinación las perdidas de agua se producen fundamentalmente debido a la
evaporación y al descarte de soluciones.
2.5.1 Evaporación
Ocurre en la parte superior de las celdas electrolíticas y está exacerbada debido a
que la temperatura del electrolito es de aproximadamente 70º. En la actualidad se utilizan
pequeñas esferas plásticas que flotan sobre el electrolito para reducir emanaciones de
sustancias peligrosas logran reducir la cantidad de agua evaporada, sin embargo no es
suficiente lo que hace que se tenga que reponer esta agua evaporada. La cantidad de agua
que se debe reponer bordea 0.25 m3 de agua por tonelada de cobre producido.
2.5.1 Descarte de soluciones
El descarte de soluciones debe realizarse debido a que el electrólito se va
envenenando con metales y elementos no deseados tales como el arsénico y el antimonio, y
debe limpiarse en celdas especiales mediante un proceso de electroobtención. Al cabo de las
diversas etapas de limpieza siempre hay soluciones que contienen demasiadas impurezas y
por tanto no pueden ser recicladas ( Lagos, 1997). Dependiendo de las impurezas iniciales
que contenga el ánodo, el descarte de electrólito puede variar entre 0.5 y 1.0 m3/tonelada de
cobre producido.
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2.6- Proceso Hidrometalúrgico
Un consumo típico de agua en un proceso hidrometalúrgico, es variable y dependerá de
factores como la tasa de evaporación en las pilas, volumen del descarte de soluciones (se descarta
debido a variados tipos pero se puede considerar que la degradación de reactivos orgánicos es uno de
los mas importantes pues contamina el proceso).
Otro punto no menor en el proceso hidrometalúrgico es el consumo de agua debido al
lavado de soluciones y el agua que se consume en este proceso logra ser de importancia.
Grafico Nº : Consumo promedia de agua en plantas de lixiviación de minerales (Lagos,1997)
2.7. Consumo humano en campamentos
El agua de consumo humano (bebida, lavado, baño etc). Esta cantidad representa
usualmente menos de 1.5% por ciento del agua consumida en una empresa minera (Lagos, 1997). Sin
embargo este porcentaje varía bastante de acuerdo a la empresa que se quiera analizar. En empresas
de la gran minería, el consumo promedio bordea el 1%.
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3. Alternativas para mejorar la eficiencia y reducir los consumos de agua.
En la actualidad, la actividad minera puede ser catalogada como extremadamente intensiva en la
utilización de agua. Principalmente los procesos metalúrgicos por los cuales es factible la separación entre la
especie de interés y la roca huésped.
Sin embargo, en el caso chileno, los mayores centros mineros productivos se encuentran emplazados
en las regiones más áridas, lo cual genera que la competencia por contar con el recurso hídrico por los
distintos sectores productivos (agrícola, ganadero, minero, etc.) sea extremadamente fuerte. He aquí la
principal razón por la cual el sector minero se ve en la necesidad imperiosa de encontrar formas eficientes de
manejar el agua, para que de esta manera la localidad cercana a donde se encuentre la faena minera no se vea
impactada negativamente.
En el proceso minero, la eficiencia de uso puede ser definida como aquella fracción del total utilizada
que no es consumida1.
A continuación se señalarán cada una de las divisiones del proceso minero, en cada una de las cuales
se presentarán los consumos de agua, las pérdidas y posibles soluciones para disminuirlas.
El proceso minero general se puede subdividir en 4 grandes sectores: área mina, área concentración y
fundición de minerales y área Hidro-electrometalurgica.
3.1. Área Mina.
Dependiendo del tipo de explotación que se realice en la faena determinarán los consumos
de agua con los que cuente la mina. Si se considera una faena con un sistema de explotación
subterráneo, el consumo de agua al interior de la mina queda determinado principalmente por el
consumo humano y la supresión de polvo en suspensión en los sectores productivos. En el caso de la
explotación a rajo abierto, parte del agua es usada para el riego de los caminos con el fin de
estabilizarlos, compactarlos y suprimir la generación de polvo. Las cifras disponibles para minas
recientemente inauguradas es de 5,6 a 6,0 m3/ton de cobre fino producido
En ésta área, se observa que el uso se encuentra bastante restringido, sin embargo, el
aumento de la eficiencia queda determinado por encontrar nuevas técnicas de supresión de material
particulado fino (MP10), como por ejemplo los filtros de aire convencionales.
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? Eficiencia del Uso del Agua en la Minería del Cobre, Lagos. Gustavo, 1997
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3.2 Área Concentración y Fundición de minerales.
Como se analizo en detalle en puntos anteriores de éste trabajo, en ésta área se utiliza en
promedio 10 m3/ton de cobre blister producido. Sin embargo, éste proceso cuenta con algunas
pérdidas.
La evaporación del agua durante los procesos y en los tranques de relaves. Esto se debe en
gran medida a que los procesos ocurren principalmente expuestos a la atmósfera.
Infiltración de agua en el suelo. Cuando existen fugas desde los equipos o cañerías que no
son reparadas.
Procesos de preparación del concentrado, tanto para su fundición como para transporte. El
proceso de secado, a muerte en el caso de la fundición y a una humedad del 10% en el caso
del transporte, implica perder agua por evaporación.
La no reutilización del agua clara de los tranques de relave ubicados a una cota menor que
la planta concentradora.
Algunas de éstas perdidas podrían evitarse considerando una mejor gestión de reparación de
fugas por ejemplo, o bien encontrando nuevas formas de transporte de concentrado, de manera de
evitar el secado a 10%, con respecto a éste ultimo punto, la opción de los mineroductos es bastante
aceptada. Sin embargo, para el transporte de concentrado en barco siempre se tendrá éste problema.
En el caso de la no reutilización de las aguas de los relaves, si se pudiera reutilizar los mismos
volúmenes de agua para procesar una cierta cantidad de mineral proveniente de la mina, el consumo
de agua se reduciría del orden del 70%. Ya que no sería necesario tener un flujo de entrada constante
y solo se requeriría ingresar nueva agua al sistema cuando no se cumpliera el volumen mínimo
requerido para operar. Otra opción para no tener perdidas de uso de agua en los relaves lo determinan
la depositación de relaves en pastas, esto permite obtener una mayor recuperación de agua así como
también una mejora en la estabilidad del relave.
3.3 Área Hidro-electrometalúrgica.
Éste proceso de obtención de cobre es llevado a cabo completamente en un medio acuoso.
Comúnmente, el consumo de agua durante éste proceso es de 32 m3/ton de cobre fino. Las
pérdidas incurridas en ésta área son las siguientes:
Agua contenida en los descartes de la lixiviación. Corresponde al agua que no puede ser
obtenida o recuperada en la parte inferior de la pila de lixiviación una vez que ésta se agota.
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Ésta agua queda atrapada agrupando partículas de menores tamaños, así como también en
las rocas que absorben agua como las arcillas.
Evaporación en las pilas de lixiviación. Dado que las pilas se encuentran expuestas
directamente al sol, el agua sobre éstas se ve afectada por el ciclo del agua y es evaporada si
no es absorbida por la pila.
Lavado del orgánico.
Evaporación en las piscinas y celdas.
Reacción y evaporación en el proceso de electroobtención.
La mejora en la eficiencia del uso del agua en éste proceso se encuentra representado en la
reutilización del agua correspondiente a la fase acuosa descargada de cationes de cobre, para regar
nuevamente las pilas de lixiviación. Ésta acción en la realidad se realiza pero con un fin productivo,
el mejorar la recuperación de cobre en la lixiviación y no como forma de uso eficiente del agua.
El uso de filtros cerámicos para retener partículas sólidas, lo que permitiría también obtener
agua al final del proceso, que en la actualidad es descartada dado que genera deficiencia en la calidad
de los cátodos obtenidos en el proceso de electrorrefinación.
También es interesante analizar el uso de la electrohidrólisis para recuperar el ácido
sulfúrico a partir de las soluciones de cobre obtenidas a partir de la lixiviación, y de ésta manera
lograr recircular el agua limpia al sistema.
El uso eficiente de los recursos hídricos no sólo conlleva optimizar los procesos donde se
utiliza agua, sino también de utilizar agua que antes no era posible ser utilizada. Al respecto, existe el
procedimiento de extraer las sales desde el agua de mar, de manera que éstas queden aptas para ser
utilizadas los procesos productivos. Ésta desalinización se produce mediante un proceso de
destilación a baja presión.
El procedimiento antes descrito ha sido llevado a la práctica por la minera Michilla, en la
segunda región y en la actualidad muchas otras empresas están considerando una buena opción el
utilizar éste tipo de agua para su funcionamiento.
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4. Conclusiones
En los procesos mineros se requiere grandes cantidades de agua para poder separar la especie de
interés. Son los procesos de molienda, concentración y de lixiviación los más intensivos en su uso.
Sin embargo, la escasez de estos recursos en los lugares donde se encuentran emplazados la mayoría
de los yacimientos en Chile hace necesaria la investigación de métodos eficientes en el uso del recurso
hídrico.
La eficiencia del uso del agua en minería se define como la fracción de agua utilizada con respecto al
agua consumida.
Para mejorar ésta eficiencia, los esfuerzos se concentran en reutilizar las aguas que se depositan en
los tranques de relave, de esta manera no sería necesario tener una entrada de agua fresca constante a la planta
de procesamiento y solo se requeriría ingresar agua al sistema cuando el nivel no fuera el adecuado para
funcionar óptimamente. Las opciones para recuperar el agua acumulada en los tranques de relave son
variadas, entre las que destaca la posibilidad de bombear el agua clara obtenida en el tranque hasta el
comienzo del ciclo de procesamiento.
Existen también otras alternativas para disminuir los consumos de agua del sector minero, las que
más sobresalen son aquellas que buscan con mejorar la gestión de mantención de las vías y cursos de agua, así
como también encontrar vías alternativas para la supresión de material particulado fino (MP10) y
estabilización de caminos.
Cabe destacar que dentro del uso eficiente y sustentable del recurso hídrico también se estudian
nuevas fuentes para proveer de agua las plantas de procesamiento, al respecto, el trabajo realizado por la
compañía minera Michilla es el más destacado, ya que utilizando un proceso de destilación a baja presión es
posible acondicionar el agua de mar a los estándares necesarios para poder llevar a cabo un buen proceso de
concentración, lixiviación e hidro-electrobtención para la minería del cobre.
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5. Referencias
Eficiencia del Uso del Agua en la Minería del Cobre, Lagos. G, 1997.
www.innovacionmadeinchile.cl/innovadores/recurso_naturales/michilla.html
Recursos Hídricos en Chile, Nancy Matus, Bernardita Fernández, M. Paz Aedo, Sara Larraín, 2007.
Libro de Minería, Abraham Vega, Ministerio de Educación, 1999. pag 29
Situación de Recursos Hídricos en Chile, Carlos Salazar. 2003
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