CURSO DE CAPACITACIÓN EN PRESAS DE RELAVES
Dr. Ing. Roberto Rodríguez PachecoInvestigador TitularGrupo de investigación: Residuos mineros y su impacto ambientalDepartamento de Recursos Geológico Instituto Geológico y Minero de España (IGME)
Email: [email protected] www.igme.es
CURSO presas de relaves LIMA 13, 14 y 15 de octubre
2
Clase 2
1. Características físicas, mineralógicas y químicas de los relaves (pH, Conductividad eléctrica, capacidad de intercambio catiónico, contenido de materia orgánica.
2. Clasificación de los minerales que componen los relaves
3
Propiedades físicas. Caracterización geotécnica
v
s
Ve
V
Índice de poros
V
Vv
Porosidad
Vv
Vs
V
s
w
W
Ww
Humedad
V
W
Densidad natural
V
Wsd
Densidad seca Densidad de las
partículas sólidas
s
ss V
Ww
ww V
W
Densidad del agua
wr
v
VS
V
Grado de saturación
m
w
V
V
Contenido volumétrico de agua
GESTIÓN AMBIENTAL PARA PROYECTOS DE INVERSIÓN EN MINERÍA
4
Rango de tamaño de partículas de las colas de diferentes procesos mineros
% q
ue p
asa
Tamaño (mm)
(Blight, 1994)
0.5 mm
0.1 m
5
Imagen de microscopio electrónico de colas de oro de Sudáfrica (Chang, 2004)
Caolín (Arcilla)
75 m
150 m
< 250 m> 150 m
< 150 m> 75 m
< 75 m
6
Colas de oro de Sudáfrica. Tamaño < 0.075 mm (Chang, 2004)
Caolín (Arcilla)
(Mitchell, 1993)
Caolín (Arcilla)
7
Imagen de microscopio electrónico de colas de la industria del níquel de Cuba
20 m
(Mitchell, 1993)
Caolín (Arcilla)
(Rodriguez, 2002)
8
Características de los residuos sólidos
Resumen de la mineralogía de los residuos minero-metalúrgicosResumen de la mineralogía de los residuos minero-metalúrgicos
9
Características de los residuos sólidos
Composición mineralógica Residuos minero-Composición mineralógica Residuos minero-metalúrgicos de un depósito de sulfuros en metalúrgicos de un depósito de sulfuros en CartagenaCartagenaMinerales Fórmula Los Blancos
Hematita Fe2O3 5.6 Magnetita Fe3O4 6.1 Grenalita FeAsS Trazas Esfalerita o blenda ZnS 2.1 Calcopirita FeCuS 4.2 Pirrotina Fe1-xS Trazas Pirita FeS2 3.1 Caolinita Al2SiO2O5(OH)4 9.5 Dolomita CaMg (CO3)2 2.3 Calcita CaCO3 Trazas Moscovita KAl2(AlSi3O10)(OH)2 3.2 Cuarzo SiO2 20.8 Clorita (Mg,Fe)3(Si,Al)4O10((OH)2(Mg,Fe)3(OH)6 2.1 Feldespato cálcico CaAl2Si2O6 Trazas Feldespato sódico-cálcico NaAlSi3O8 CaAl2Si2O6 Trazas Siderita FeCO3 Trazas Jarosita KFO3SO4(OH)6 Trazas Natrojarosita NaFO3(SO4)2(OH)6 Trazas
% en peso
Sulfuros
10
Características de los residuos sólidos
Propiedades Químicas: pHPropiedades Químicas: pH Ratio sólido/líquido Ratio sólido/líquido 1:51:5
6,16,5
6,5
2,66
1,8
6,1
6,5
6,4
5,1
7,567,03
7,58
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Est
eril
Cor
ta
Lod
o F
lota
ción
Gra
vim
etrí
a
Est
éril
Min
a
Óxi
dos
Rec
haG
ranu
lom
etrí
a
Esc
oria
fund
ició
n
Est
éril
Poz
o
Tipo de Residuo minero-metalúrgico
pH
11
Características de los residuos sólidos
Propiedades Químicas: ComposiciónPropiedades Químicas: Composición
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,1 1 10 100 1000
Concentración (ppm)
Prof
undi
dad
(m)
Cd total Cd soluble en agua Cd bioasimilable
a)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,1 1 10 100 1000
Concentración (ppm)
Prof
undi
dad
(m)
b)
12
Características de los residuos sólidos
Propiedades Químicas: ComposiciónPropiedades Químicas: Composición química química
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,01 1 100 10000
Concentración (ppm)
Pro
fu
nd
id
ad
(m
)
Pb total Pb soluble en agua Pb bioasimilable
a)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,01 1 100 10000
Concentración (ppm)
Pro
fund
idad
(m
)
Pb total Pb soluble en agua Pb bioasimilable
b)
13
Características de los residuos sólidos
Propiedades Químicas: ComposiciónPropiedades Químicas: Composición
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,1 10 1000 100000
Concentración (ppm)
Profundid
ad (
m)
Zn total Zn soluble en agua Zn bioasimilable
a)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,1 10 1000 100000
Concentración (ppm)
Pro
fun
did
ad (
m)
Zn total Zn soluble en agua Zn bioasimilable
b)
14
Mineralogía
15TÍTULO DEL EVENTO (CONGRESO, SEMINARIO, REUNIÓN, ETC.)
16TÍTULO DEL EVENTO (CONGRESO, SEMINARIO, REUNIÓN, ETC.)
17TÍTULO DEL EVENTO (CONGRESO, SEMINARIO, REUNIÓN, ETC.)
18
Disponibilidad de nutrientes en función del pH
19TÍTULO DEL EVENTO (CONGRESO, SEMINARIO, REUNIÓN, ETC.)
20TÍTULO DEL EVENTO (CONGRESO, SEMINARIO, REUNIÓN, ETC.)
21TÍTULO DEL EVENTO (CONGRESO, SEMINARIO, REUNIÓN, ETC.)
22
Ensayos batch con procesos de adsorción - Ensayos batch con procesos de adsorción - desorcióndesorción
Equipo experimental agitadorRatio de la solución 1:10 (sólido/líquido)
Procesos geológicos, hidrogeológicos e geoquímicos asociadosProcesos geológicos, hidrogeológicos e geoquímicos asociados
Procesos geoquímicosProcesos geoquímicos sistema cerradao sistema cerradao
23
Adsorción en función de pH:Adsorción en función de pH:
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10
pH
Masa adsorbida (m
g/kg)
Adsorción de Zn Adsorción Ni
a)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10
pHM
asa adsorbida (m
g/kg)
Adsorción de Ni
Adsorción de Zn
b)
a)a) residuo residuo CART CART
b) residuo ACL b) residuo ACL
Sa: masa adsorbida Sa: masa adsorbida
Sd: adsorción efectivaSd: adsorción efectiva
( )o wa
C C VS
M
La concentración inicial Co utilizada es 416 mg/L.La concentración inicial Co utilizada es 416 mg/L.
( )wf wid
C C VS
M
CCoo: concentración inicial : concentración inicial CCww: concentración en el agua: concentración en el aguaCCwi wi y y CCwfwf: concentración en el agua inicial : concentración en el agua inicial finalfinal
24
Procesos geológicos, hidrogeológicos e geoquímicos asociados
Procesos geoquímicosProcesos geoquímicos ENSAYOSENSAYOS BATCH BATCH
MnCo=0 mg/L
0
10
20
30
0 1 10 100 1000 10000
Tiempo (minutos)
Cw (
mg/L
)
Desorción residuo SAL
Desorción residuo ACL
Mn Co=282.02 mg/L
0
100
200
300
0 1 10 100 1000 10000
Tiempo (minutos)
Cw (
mg/L
)
Adsorción residuo SALAdsorción residuo ACL
Adsorción y desorción Sistema cerradoAdsorción y desorción Sistema cerrado
25
Isoterma de adsorción y desorción de Ni(II) y Zn (II)Isoterma de adsorción y desorción de Ni(II) y Zn (II)
SaACL = 1100.5Cw0.22
r2 = 0.97
SaCART = 2055.1Cw0.20
r2 = 0.98
SdACL = 75.78Cw + 1591
r2 = 0.99
SdCART= 24.6Cw + 3999.4
r2 = 0.99
0
2000
4000
6000
0 100 200 300 400
Cw (mg/L)
Masa adsorbida (m
g/kg)
Adsorción de Ni Adsorción de Zn Desorción de Ni Desorción de Zn
a)
SaACL=1058.16*Cw0.15
r2=0.98SdACL=29.84*Cw+1786
r2=0.98
SaCART = 1059.1Cw0.26
r2=0.98
SdCART= 169.74Cw + 914.13
r2 = 0.91
0
2000
4000
6000
0 50 100 150 200 250
Cw (mg/l)
Masa ad
so
rb
id
a (m
g/k
g)
Adsorción of Ni Desorción of Ni
b)
SaACL = 1100.5Cw0.22
r2 = 0.97
SaCART = 2055.1Cw0.20
r2 = 0.98
SdACL = 75.78Cw + 1591
r2 = 0.99
SdCART= 24.6Cw + 3999.4
r2 = 0.99
0
2000
4000
6000
0 100 200 300 400
Cw (mg/L)
Masa ad
so
rb
id
a (m
g/k
g)
Adsorción de Ni Adsorción de Zn Desorción de Ni Desorción de Zn
a)
a)a) Residuo CART EspañaResiduo CART España b) Residuo ACL b) Residuo ACL Cuba.Cuba.
Sa: masa adsorbida y Sd: adsorción efectiva.Sa: masa adsorbida y Sd: adsorción efectiva.
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