09-05-2018

Taller SANAP South American Network on Acid Prevention

Jacques Wiertz, SMI-ICE, Chile

Agenda

15h15 – 15h45 Drenajes mineros: realidad y desafíos para Sudamérica: –

Jacques Wiertz, Director I&D SMI-ICE Chile

15h45 – 16h15 INAP: threats, opportunities and challenges of acid mine

drainage (*) – Gilles Tremblay, Technical Manager INAP

16h15 – 16h45 Propuestas para restructurar SANAP – Jacques Wiertz

16h45 – 17h15 Discusión

17h15 – 17h30 Conclusiones y compromisos

La minería no es una actividad

popular y bienvenida

El argumento más fuerte de los detractores de la minería es que los

campos son devastados por las operaciones mineras… Además,

cuando los minerales son lavados, el agua que ha sido utilizado

envenena las corrientes de agua y destruye los peces o los

ahuyente…Así como se ha dicho, es claro para todos que hay un gran

detrimento de la minería que supera el valor de los metales

producidos por la mina

Agricola – De Re Metallica (1556)

La minería es invasive y genera

cambios en su entorno

La actividad minera es

una actividad temporal

Pero… la minería es esencial y seguirá esencial para la humanidad

Más de 46 elementos en un smartphone:

Los autos del futuro:

◆ Convencional: 25 kg Cu

◆ Híbrido: 50 kg Cu

◆ Eléctrico : 75 kg Cu

Las nuevas energías:

◆ Demanda creciente de cobre

Minería sustentable:

un marco de referencia basado en los legados

LEGACIES

EFFORT

positive

negative

Step changes

from integrating

by increasing

connectivity

Incremental

business

improvement

(After Chris Moran, 2009)

Compliant

The operations

we had

Efficient

The

operations we

have

Effective

The operations we want

and could have now Sustainable?

Vision of revolution

En todas sus operaciones, la minería interfiere con

los recursos hídricos

Minería y agua

¿Cuánta agua requiere el proyecto?

¿Cuáles son las fuentes existentes

y sustentables? (cantidad y calidad)

¿Qué impactos tiene el proyecto

sobre la hidrología e hidrogeología

del área?

¿Qué tipo de efluentes genera el

proyecto y qué impacto producen?

Proyecto

minero

Agua

superficial

Agua

subterránea

Abastecimiento

Efluentes

Desagüe y desvíos

Contexto

Antes del proyecto: Línea Base

Calidad y cantidad de agua

superficial y subterránea

determinada por:

• Características naturales

(clima, hidrología,

hidrogeología, geología)

• Actividades existentes

(agricultura, industria,

asentamientos)

Servicios relacionados:

• Uso doméstico

• Riego agrícola

• Uso industrial

• Servicio ambiental (ecosistemas)

Contexto

Durante el proyecto: Compromisos RCA

Plan de manejo de las aguas:

• Permitir la ejecución del

proyecto

• Mitigar los impactos asociados

(cantidad y calidad)

Se deben garantizar los servicios

relacionados:

• Derechos de agua comprometidos

• Calidad de los recursos

• Caudales ecológicos

Contexto

Después del proyecto: Cierre y Post-Cierre

Plan de cierre:

• Estabilidad química y física

• Restablecer flujos naturales

(cantidad y calidad)

Compatibilidad con los

servicios actuales y futuros

La minería se desarrolla bajo condiciones

ambientales muy diversas

Producción de Cu por flotación de sulfuros:

Mineral: alrededor de 1,0% Cu

Agua en operaciones mineras: control de polvo, riego, perforación

Recuperación: 90% flotación y 95% fundición

Agua en procesamiento: molienda, transporte de concentrado, transporte de relaves

Composición del concentrado: 30%Cu, 30%S and 30%Fe

En la fundición, el Fe es eliminado en la escoria (FeO.SiO2) y el S como SO2

Agua en fundición: enfriamiento y lavado de gases, enfriamiento de escoria

Mina

Planta

Fundición

Refinería

cátodo

Concentrado

Mineral

Ánodo

Relave

Esteril

EscoriaSO2

Por cada tonelada de Cu producida

Mineral extraido (M):

M = 1 / (0,01 x 0,9 x 0,95) = 117 t

Estéril o lastre (E):

E = 2 x M = 234 t

Concentrado producido (C):

C = 1 / (0,30 x 0,95) = 3,5 t

Relave (R):

R = M – C = 113 t (peso seco)

Escoria (S):

S = (0,3 x 3.5) / 0,4 = 2,3 t

Mina

Planta

Fundición

Refinería

cátodo

Concentrado

Mineral

Ánodo

Esteril

Relave

EscoriaSO2

Desechos mineros masivosEstériles y minerales de baja ley

Relave

Ripios de lixiviación

Escorias

Para cada tonelada de Cu en promedio:

◆ 200 toneladas de estériles

◆ 80 toneladas de relaves de flotación

◆ 20 toneladas de ripios de lixiviación

Cada día en Chile se producen:

>2.000.000 toneladas de estériles enviados a botaderos

>1.500.000 toneladas de relaves

Chile, gran productor de

residuos mineros

• POTENCIAL DE GENERACIÓN DE AGUAS ÁCIDAS Definición de un marco conceptual para complementar el

inventario o catastro, que permita la identificación de tecnologías apropiadas para su manejo y control.

• CIERRE Y ABANDONO DE FAENAS MINERAS Definir un sistema voluntario de cierre de faenas mineras, que

considere la futura norma sobre la materia, sobre la base de los estudios de impacto ambiental aprobados.

• USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA Identificación y evaluación técnica-económica de tecnologías y oportunidades

de uso eficiente de la energía en el proceso productivo.

• USO EFICIENTE DEL AGUA Marco conceptual para la generación de un catastro de fuentes de agua, e

identificación y evaluación técnica – económica de tecnologías y oportunidades que presenten alternativas de

uso más eficiente en el proceso productivo.

• RESIDUOS LÍQUIDOS INDUSTRIALES Identificación y evaluación técnica-económica de tecnologías destinadas a

la minimización, reutilización y reciclaje de residuos líquidos, orientados a elevar aún más, los estándares de

emisión de la gran minería.

• RESIDUOS SÓLIDOS Identificación y evaluación técnica-económica de tecnologías destinadas a la minimización,

reutilización y reciclaje de residuos sólidos.

DS90/2000

Norma de emisión para la regulación de contaminantes

asociados a las descargas de residuos líquidos a aguas marinas y

continentales superficiales

Indica los límites máximos permitidos para descargas de residuos

líquidos en aguas marinas, fluviales, lacustres; además toma en

cuenta la capacidad de disolución del desecho. También indica

con qué frecuencia y cómo realizar el muestreo de las aguas y qué

métodos de análisis aplicarle (NCh).

Se aplica a los efluentes mineros: aguas de mina, aguas de

relave, efluentes de botaderos

Definiciones de la norma

Descargas de residuos líquidos: es la evacuación o vertimiento de residuos líquidos a un cuerpo de agua receptor, como resultado de un proceso, actividad o servicio de una fuente emisora.

Fuente emisora: es el establecimiento que descarga residuos líquidos a cuerpos de agua receptores, como resultado de su proceso, actividad o servicio, con una carga contaminante media diaria o de valor característico superior en uno o más de los parámetros indicados (ejemplo Cu: 1mg/L o 16g/d; SO4: 300mg/L o 499g/d)

Cuerpos de agua receptor o cuerpo receptor: es el curso o volumen de agua natural o artificial, marino o continental superficial, que recibe la descarga de residuos líquidos. No se comprenden en esta definición los cuerpos de agua artificiales que contengan, almacenen o traten relaves y/o aguas lluvias o desechos líquidos provenientes de un proceso industrial o minero.

Aguas de contacto

Las aguas de contacto son las escorrentías y flujos superficiales y/o

subterráneos, de origen natural, que entran en contacto con materiales

que pueden lixiviarse o ser arrastrados, afectando su calidad pero cuya

existencia y características -especialmente su volumen-, no pueden ser

previstas con certeza.

En un dictamen emitido en Diciembre de 2009, la Contraloría General de

la República establece que “no resulta procedente que la

Superintendencia de Servicios Sanitarios califique las aguas de contacto

mineras como residuos líquidos industriales y aplique a los respectivos

flujos el DS90”.

DS148/2003

Reglamento sanitario sobre manejo de residuos peligrosos

Establece condiciones sanitarias y de seguridad mínimas a que deberá

someterse la generación, almacenamiento, transporte, tratamiento,

eliminación y disposición final de los residuos peligrosos.

Establece el Sistema de Declaración y Seguimiento de Residuos Peligrosos.

Servicios de Salud fiscaliza y controla el cumplimiento de las disposiciones

del Reglamento.

En su artículo 23, excluye de los requerimientos a los residuos mineros

masivos: estériles, relaves, ripios de lixiviación, escorias

Ley 20.517

Regula el cierre de faenas mineras e instalaciones mineras

Objeto del plan de cierre: integración y ejecución del conjunto de medidas y acciones destinadas a mitigar los efectos que se derivan del desarrollo de la industria extractiva minera, en los lugares en que ésta se realice, de forma de asegurar la estabilidad física y química de los mismos, en conformidad a la normativa ambiental aplicable.

Estabilidad Química: Situación de control en agua, en aire y en suelo de las características químicas que presentan los materiales contenidos en las obras o depósitos de una faena minera, cuyo fin es evitar, prevenir o eliminar, si fuere necesario, la reacción química que causa acidez, evitando el contacto del agua con los residuos generadores de ácidos que se encuentren en obras y depósitos masivos mineros, tales comodepósitos de relaves, botaderos, depósitos de estériles y ripios de lixiviación.

Principales fuentes de DAM

Botaderos de material estéril (<0.2% Cu) y sulfuros de baja ley (0.2- 0.4% Cu); actualmente en Chile, se generan más de 2.000.000 ton/día.

Relaves de flotación: en Chile se generan más de 1.500.000 ton/día de relaves de flotación.

Zonas fracturadas (cráter) en superficies de minas subterráneas.

Grandes rajos de la minería a cielo abierto.

Ripios de lixiviación

Fuente – Transporte – Receptores

Predicción del DAR

¿Cómo reflejar en el laboratorio o en el modelo la

complejidad de los fenómenos naturales?

¿Cómo simular en un tiempo corto procesos que en

la realidad toman decenas de años?

¿Cómo escalar desde la escala del laboratorio a la

escala real?

Problemas de escala: tiempo y espacio

NP vs AP (Detalle)

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

AP

NP

Gravas Lixiviado

Pórf. Feldespato

LixiviadoBrecha Hidrot.

LixiviadoBrecha Ígnea Lixiviado

Pórf. Biotita Lixiviado

Gravas Primario

Pórf. Biotita Primario

Pórf. Anfíboles

PrimarioBrecha Ígnea Primario

Pórf. Feldespato

PrimarioBrecha Tectónica

PrimarioGravas Secundario

Pórf. Feldespato

SecundarioPórf. Biotita

SecundarioCriterio PN/PA

Criterio PNN

Bajo o nulo

Potencial

Potencial

Marginal

Alto Potencial

Test cinéticos

Celda

Agua

desionizada

Celda Celda Celda

Solución recuperada

Semana 0

Agua

desionizada

3 días

aire seco

3 días aire

húmedo

Solución recuperada

Semana i (i=1-19)

Entrada y

Salida de Aire

Filtro

Muestra

Punto de

Drenaje de

Solución

Punto de carga

de agua des-

ionizada

ASTM International. 2001. Standard Test Method for Accelerated Weathering of Solid

Materials Using a Modified Humidity Cell. ASTM D 5744 –96 (reapproved 2001)

Desafíos

• Los esfuerzos se han centrado en la caracterización de los

residuos mineros

• Dificultad en interpretar los resultados, en escalarlos para

predecir el comportamiento a escala real

• Dificultad en establecer modelos hidrológicos y en validarlos

• Se requiere validar las medidas de control y de cierre de los

depósitos de residuos

Prevención y control

Desafíos

Las nuevas regulaciones ambientales (SEIA, Ley de cierre, aguas de contacto, etc.) requieren avanzar en el desarrollo y la aplicación de herramientas de predicción efectivas y validadas.

Problemas:

◆ Evaluación de los flujos de drenaje: ¿se van a generar drenaje? ¿Cuándo y cuánto?

◆ Los métodos aplicados se ajustan a la necesidad y a las características específicas?

◆ Escalamiento

◆ Métodos de validación de la predicción (ojala antes del cierre)

Propuesta de estrategia¿La información disponible permite

establecer que existe el riesgo de

generar drenaje ácido?

SiNo

¿La información disponible permite

asegurar que NO existe un riesgo de

generar de drenaje ácido?

¿Se requiere mayor información para

confirmar en forma definitiva que existe un

riesgo de generar drenaje ácido?

NoSi NoSi

Diseñar un plan de muestreo y

análisis

No se requiere más

muestreo y análisis¿Existen potenciales impactos sobre los componentes

ambientales (agua superficial o subterránea, suelos,

bofedales?

NoSi

¿La información disponible permite

asegurar que no existen impactos

potenciales?

SiNo

No se requiere más

acción

Diseñar un Programa de

levantamiento de información

¿Se han definido medidas de prevención,

mitigación o control que permiten minimizar los

potenciales impactos ambientales?

SiNo

Revisar y validar las medidas

propuestas

¿Se dispone de la información

suficiente para definir medidas de

prevención, mitigación o control?

NoSi

Diseñar medidas de prevención,

mitigación y control

Diseñar un Programa de

levantamiento de información

Línea de Base hidrología,

hidrogeología, calidad de

agua

Modelos numéricos hidrogeológicos

Definiciones de ingeniería del Proyecto

Algunos casos de estudio

• Alumbrera, Argentina

• Pascua Lama, Chile / Argentina

• Andina, Chile

• Antamina, Perú

Alumbrera, Argentina

Alumbrera, Argentina

Alumbrera, Argentina

• Alumbrera diseñó un programa que contempla cubrir los botaderos de estériles y el dique de colas con un material inerte que impide la infiltración de agua de lluvia. Ya se han desarrollado numerosos campos de prueba de estas cubiertas, con excelentes resultados.

• Se realizaron ensayos en campo y laboratorio para diseñar un Plan de Revegetación en las áreas que han sido alteradas.

• Toda la superficie del dique se cubrirá con material inerte, el cual será revegetado con especies autóctonas. Este sistema de cobertura actúa como una esponja, reteniendo la humedad en los períodos de lluvia y luego liberando esa humedad a la atmósfera en los períodos secos, lo cual impide la infiltración hacia los materiales potenciales generadores de ácido. Esto garantiza la estabilidad química del sistema de colas.

Pascua Lama Chile/Argentina

Reacto

r 1

Reacto

r 2

Clarificador

Lodos a piscina de lodos

Agua tratada a

piscina de

pulido

Salmuera a

piscina de

salmuera

Agua de contacto

Agua tratada

Agua potable

Tolva

de cal

Tolva de

floculan

te

Lechada de cal

Floculante

Lodos

recirculado

CO2

Osmosis inversa

Ajuste de pH

Agua tratada

Estanque

de

apagado Estanque de

almacenamiento

Pretratamiento

Pascua Lama Chile/Argentina

Pascua Lama Chile/Argentina

Drenaje ácido en Túnel – Recolección

y tratamientopH = 3,3

CE = 4100 uS/cm

SO4-2= 3300 mg/L

Andina – Planta TADA

1991 1996 2001 2006

2

3

4

5

6

7

8

9

pH

P1 (Bocatoma 3940)

P3 (La Marcela)

P18 (Blanco antes Castro)

P28 (Blanco km 14)

Si los datos se informaron como <Límite de detección, la mitad de la límite de detección se muestra.

1991 1996 2001 2006

10

100

1000

10000

Su

lfa

to (

mg

/L)

P1 (Bocatoma 3940)

P3 (La Marcela)

P18 (Blanco antes Castro)

P28 (Blanco km 14)

Si los datos se informaron como <Límite de detección, la mitad de la límite de detección se muestra.

Sulfato = 2000 mg/L

Fuerte DARModerado DARDébil DARCerca de neutro,

Alto en metales

Tipos de Roca DAR Andina

Cerca de neutro,

Bajo en metales

Deposito de lastres

La mina

Antamina – Perú

Construidos en 2006-2008

18,000- 22,000 toneladas,, run-of-

mine residuos mineros (estériles)

36 m X 36 m X 10 m

4 lisímetros

• Análisis granulométricos

• Precipitaciones / Flujos

• Trazadores

Antamina – Perú