Efecto del contenido de finos no plásticos en la compresibilidad y rotura de partículas de arena de relave

Abstract

Este estudio es una investigación experimental que examina el comportamiento de arenas de relave a altas presiones; en particular, el efecto de finos no plásticos en el comportamiento de arena de relaves sometidos a esfuerzos efectivos e isotrópicos, de hasta 50 kgf⁄〖cm〗^2 . Esta investigación explora cómo el contenido de finos influye en la rotura de partículas y compresibilidad ante altas presiones isotrópicas de confinamiento. La rotura de partículas es un tema de interés para el diseño de grandes tranques de relave. La gran producción minera y la baja ley de los yacimientos en Chile, requiere que se proyecten estructuras capaces de almacenar grandes volúmenes de desechos, las cuales alcanzan alturas de coronamiento sobre los 300 m, i.e., niveles de carga solicitante sobre los 5 MPa. Estos niveles de carga acentúan el proceso de deformación y pérdida de resistencia, producto de la rotura de partículas asociada. El programa experimental considera ensayos de consolidación isotrópica, en probetas de arena de relave con diferentes porcentajes de contenido de finos no plásticos para caracterizar su comportamiento. Las cargas aplicadas en estos ensayos son isotrópicas y van desde 1MPa a 5MPa. Los resultados experimentales sugieren que la presencia y cantidad de finos influyen aumentando la compresibilidad de las arenas de relave depositadas en estado suelto. Lo anterior se traduce en cambios significativos en el índice de vacíos al ser confinados. El efecto de los finos en la compresibilidad se pierde con el aumento de la densidad relativa de confección de las muestras, incluso rigidizando la muestra para los estados más densos de confección. Los resultados también sugieren que la arena de relave exhibe una leve rotura al ser consolidadas a altas presiones, sobre todo para densidades relativas altas, mostrando diferencias en el contenido de finos de hasta un 4% para la arena lavada (cf=1%). Esta diferencia disminuye al aumentar el contenido de finos no plásticos de la arena, indicando que los finos contribuyen en la distribución de los esfuerzos efectivos, disminuyendo el nivel de rotura.