Análisis de Pruebas Estáticas y Cinéticas de Determinación del Potencial de Generación de Aguas Ácidas de Mina

Abstract

Este trabajo presenta y analiza los resultados del estudio geoquímico de los relaves del tranque Ovejería y del embalse Los Leones, provenientes de las faenas mineras de la División Andina de Codelco Chile. Las pruebas aplicadas se clasifican en ensayos estáticos: caracterización química, pH en pasta, test de Balance Ácido Base (ABA), test de Generación Neta de Ácido (NAG) y consumo de ácido, y cinéticos: celdas de humedad estándares y modificadas. A partir del análisis integrado de los resultados de las pruebas aplicadas a las muestras de ambos tranques de relave, y de la investigación bibliográfica sobre el estado del arte de la caracterización y predicción de drenaje ácido, se realizó una propuesta metodológica de predicción de potencial de generación de aguas ácidas (PGAA) de minas provenientes de relaves. Esto representa un aporte en el entendimiento y aplicación de las pruebas de predicción de drenaje ácido a partir de relaves, que conforman una cantidad importante de los desechos del procesamiento de minerales de cobre de Chile.

Los resultados indican que el embalse Los Leones presenta características geoambientales diferenciadas a medida que aumenta la profundidad. Las muestras de profundidad menor a 1 metro han sufrido mayor meteorización, por efecto de su exposición al aire, que las zonas del tranque que se han mantenido saturadas durante un mayor tiempo (entre 1 y 3,5 metros). Sin embargo, debe considerarse que las muestras estudiadas no tienen la profundidad suficiente como para establecer en forma precisa el perfil completo del embalse. Sólo se analizó una franja acotada de 3,5 metros del relave de un total de 50 m aproximados de profundidad. Según los resultados del Potencial Neto de Neutralización (PNN), el 72% de las muestras de Los Leones entran en la zona de incertidumbre de generación de drenaje ácido (PNN entre -20 y 20 Kg CaCO3/t relave). De las muestras de alto PGAA, la mayoría (el 83%) se ubica entre 0 y 1 metro de profundidad, corroborando las conclusiones anteriores. Por otra parte, el criterio de Razón de Potencial de Neutralización (RPN) indica que el 87% de las muestras tienen alto PGAA, lo cual apunta a que las muestras catalogadas como “inciertas” según los resultados del PNN pasarían a la categoría de potenciales generadoras de aguas ácidas. Se recomienda por tanto continuar con los estudios del comportamiento geoambiental del embalse, y considerar métodos primarios o preventivos de control de drenaje ácido. Dado que los resultados indican que las zonas inundadas o saturadas han experimentado un menor grado de oxidación, se sugiere el control mediante cubiertas de agua.

Los criterios de predicción basados en RPN y NAG aplicados a las muestras de relave fresco del tranque Ovejería indican que todas las muestras tienen un alto PGAA (RPN <1 y NAG positivo). Los resultados de PNN obtenidos según el método de consumo de ácido directo señalan que el 92% de las muestras tienen un potencial de generación de ácido incierto. Los resultados de celdas de humedad revelan que las muestras de lamas o fracción fina presentan una mayor velocidad de liberación de sulfato y menor pH que las muestras de mayor tamaño, indicando un nivel de oxidación más alto. En el tranque, el material fino quedará situado bajo la laguna, quedando saturado y retrasando la generación de DAM. Por el contrario, el material más grueso o arenas conformará el extenso muro del tranque, el cual quedará expuesto a la oxidación por aire debido a que no estará saturado. Se recomienda, por tanto, continuar los estudios de reactividad del tranque, prestando especial atención a los puntos de muestreo correspondientes al muro (fracción más gruesa).

Los resultados de los ensayos aplicados a ambos relaves permitieron determinar parámetros importantes que pueden ser alimentados a un futuro modelo de predicción de aguas ácidas, como la velocidad de generación de sulfato, el potencial de neutralización en distintas etapas del proceso y el consumo de ácido. Sin embargo, se recomienda mantener las celdas de humedad de ambos tranques por al menos un año para obtener estabilidad en los resultados.