Capitulo IV - Métodos de Predicción de Dam [Modo de Compatibilidad]

58
Métodos de Métodos de Predicción de DAM Predicción de DAM Capitulo # 4 Capitulo # 4 p.1 Diplomado en Gestión Ambiental Minera Cajamarca - Perú - Módulo I p.1 Dr. Dr.- Ing. Gerardo Zamora E. Ing. Gerardo Zamora E. Profesor de la Universidad Técnica de Oruro Profesor de la Universidad Técnica de Oruro

description

Metodo de predeccion de Drenaje acido de roca, para mineria

Transcript of Capitulo IV - Métodos de Predicción de Dam [Modo de Compatibilidad]

  • Mtodos de Mtodos de

    Prediccin de DAMPrediccin de DAM

    Capitulo # 4Capitulo # 4

    p.1Diplomado en Gestin Ambiental MineraCajamarca - Per - Mdulo I

    p.1

    Dr.Dr.-- Ing. Gerardo Zamora E.Ing. Gerardo Zamora E.Profesor de la Universidad Tcnica de OruroProfesor de la Universidad Tcnica de Oruro

  • MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.2

    Mine site in Montana Mine site in Montana

  • Mtodos Geoqumicos EstticosMtodos Geoqumicos Estticos

    IntroduccinIntroduccin ProcedimientoProcedimiento Reacciones durante la prueba NPReacciones durante la prueba NP Cuales son los diferentes tipos de prueba esttica?Cuales son los diferentes tipos de prueba esttica? Parmetros que influencian las pruebas estticasParmetros que influencian las pruebas estticas

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.3

    Parmetros que influencian las pruebas estticasParmetros que influencian las pruebas estticas Comparacin entre diferentes tipos de pruebas estticasComparacin entre diferentes tipos de pruebas estticas Validez e interpretacin de las pruebas estticasValidez e interpretacin de las pruebas estticas Caso de estudio Caso de estudio

  • IntroduccinIntroduccin

    LaLa evaluacinevaluacin deldel potencialpotencial dede generacingeneracin dedeDAMDAM dede loslos residuosresiduos dede minamina (desmontes(desmontes yycolas)colas) eses unauna fasefase importanteimportante parapara::PredecirPredecir elel comportamientocomportamiento yy evaluarevaluar susuimpactoimpacto ambientalambiental

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.4

    impactoimpacto ambientalambientalDefinirDefinir elel planplan dede rehabilitacinrehabilitacin dede unun sitiositiominerominero despusdespus deldel paroparo dede laslas operacionesoperaciones dedelala minamina..

    LasLas pruebaspruebas estticaesttica sonson enen generalgeneral lala primeraprimeraetapaetapa.. PorquePorque sonson rpidas,rpidas, simples,simples, yyeconmicaseconmicas..

  • Pruebas estticas Pruebas estticas Tipo de prueba

    Medida del pH de la pasta (paste pH)Electrodos especiales !

    Extraccin y determinacin qumica de la solucin intersticial

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.5

    solucin intersticial 50g de muestra fresca 100 ml de agua desmineralizada agitacin moderada continua durante 12 horasmedidas de pH, Eh, Conductividad.

    Prueba de generacin de acidezPotencial de acidez / potencial de neutralizacin

  • Pruebas estticas Pruebas estticas Balance del potencial de generacin de acidez Balance del potencial de generacin de acidez (AP) y el potencial de neutralizacin (NP) de un (AP) y el potencial de neutralizacin (NP) de un material estudiado. material estudiado.

    Potencial Neto de Neutralizacin (NNP) =Potencial Neto de Neutralizacin (NNP) =

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.6

    Potencial Neutro Potencial Neutro Potencial cidoPotencial cido

  • MuestreoMuestreo

    Colas Muestra tal cul (sin preparacin) Desecados y homogeneizados

    Desmontes Secados y triturados finamente

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.7

    Secados y triturados finamente Homogenizados

    Representatividad de la muestra El numero de muestras por el sitio debe de reflejarsu heterogeneidad. Tener en cuenta laheterogeneidad de los diques de colas y las pilasde desmontes.

  • MuestreoMuestreo

    Numero de muestras versus el tonelaje de la unidad geolgica.

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.8

  • Realizacin de una prueba estticaRealizacin de una prueba estticaAnlisis qumico para determinar los contenidosAnlisis qumico para determinar los contenidosen azufre y sulfatos (permite el clculo de los en azufre y sulfatos (permite el clculo de los sulfuros):sulfuros):

    ENTONCES CALCULAR EL POTENCIAL DE ACIDEZ AP

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.9

    ACIDEZ AP

    El azufre sulfuro es calculado a partir del azufre total deducido del azufre sulfatado ( el contenidoen sulfato debe dividirse por 2,9956 !)

    S sulfuro X 31,25 = AP

  • Realizacin de una prueba estticaRealizacin de una prueba esttica Titulacin cidoTitulacin cido--base (ABA)base (ABA)PERMITE DE CALCULAR EL POTENCIAL DE NEUTRALIZACION PNEsta fase incluye dos etapas : La prueba "FIZZ" que permite determinar la cantidad de cido que tiene que aadirse ( siempre

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.10

    cantidad de cido que tiene que aadirse ( siempre con un excedente) La prueba misma de titulacin

    Adiccin de acidez (chlorhydrique HCl) Reaccin durante 24 horas Titulacin del cido excedentario por una base

    (Soda NaOH)

  • Realizacin de una prueba estticaRealizacin de una prueba estticaUnidad = kg CaCO3 par tonelada de residuoUnidad = kg CaCO3 par tonelada de residuo

    NB : HiptesisNB : HiptesisPirita es el nico sulfuroPirita es el nico sulfuro (31,25 = MCaCO3/MSx10)(31,25 = MCaCO3/MSx10)Calcita como el nico carbonatoCalcita como el nico carbonato

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.11

    Calcita como el nico carbonatoCalcita como el nico carbonatoSilicatos no se toman en cuentaSilicatos no se toman en cuenta

    http://www.infomine.com/technology/enviromine/ard/Acid-Base%20Accounting/acidbase.htm

  • Diferentes tipos de pruebas estticasDiferentes tipos de pruebas estticasNP Potencial Neutralizante o ANC (Acid

    Neutralising Capacity) = Prueba de Fizz (Sobek1978)

    Sobek Modificado : Coastech 1989, Lawrence yWang 1997

    Condiciones de pruebas diferentes

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.12

    Condiciones de pruebas diferentes Mineralgica NP : Lapakko 1994

    = 10 % CaCO3 + 11.9 % MgCO3 Carbonato NP : Lawrence et Wang 1997

    = %Cinorg x 83.4 o %CO2inorg * 22.8

  • Comparacin de pruebas estticasComparacin de pruebas estticas NP calculadNP calculadoo NP SobekNP Sobek modificadomodificadoCorrelacionadCorrelacionadoossY Y bastante bastante aproximadaproximadosos

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.13

    aproximadaproximadosos

  • Comparacin de pruebas estticasComparacin de pruebas estticas NP calculNP calculadoado NP CarbonatNP CarbonatooCorrelacionadCorrelacionadoossY Y bastante bastante aproximadaproximadosos

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.14

    aproximadaproximadosos

  • Interpretacin de pruebas estticasInterpretacin de pruebas estticas

    1er criterio ABA:

    Generador de acidez No generador de acidezZona incierta

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.15

    -20 Kg CaCO3/t

    +20 Kg CaCO3/t

    Generador de acidez No generador de acidez

    Zona incierta

    NP NP -- AP= NNP (PNN) !AP= NNP (PNN) !

  • Interpretacin de pruebas estticasInterpretacin de pruebas estticas

    2do criterio ABA:Critres de classification N P/AP pour le PGA

    140

    160

    180

    200

    N

    P

    ,

    K

    g

    C

    a

    C

    O

    3

    /

    t

    NP/AP=3 NP/AP=2 NP/AP=1

    Non gnrateur

    d'acideZone dincertitude

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.16

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

    AP, Kg CaCO3/t

    N

    P

    ,

    K

    g

    C

    a

    C

    O

    3

    /

    t

    Gnrateur d'acide

    d'acide

  • Caracterizacin de sitiosCaracterizacin de sitiosMtodo por balance : Caso realMtodo por balance : Caso real

    Es mi sitio generador de DAM o no?Es mi sitio generador de DAM o no?Cuantas muestras sern necesarias? Cuantas muestras sern necesarias?

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.17

    Como tomar las muestras?Como tomar las muestras?Anlisis de los resultados: generador o no?Anlisis de los resultados: generador o no?

  • Es mi sitio generador de DAM o no?Es mi sitio generador de DAM o no? Para conocer la respuesta, hay que proceder Para conocer la respuesta, hay que proceder

    a una caracterizacin del sitio. a una caracterizacin del sitio. MuestreoMuestreo

    Basado sobre el histrico del sitio (si ste Basado sobre el histrico del sitio (si ste

    Caracterizacin de sitiosCaracterizacin de sitios

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.18

    Basado sobre el histrico del sitio (si ste Basado sobre el histrico del sitio (si ste es disponible)es disponible)

    2 zonas principales : zona vadoza y zona 2 zonas principales : zona vadoza y zona debajo de la napa freticadebajo de la napa fretica

  • Cuantas muestras sern necesarias? Cuantas muestras sern necesarias? No existe ningn mtodo universal No existe ningn mtodo universal

    Como tomar las muestras?Como tomar las muestras?DependeDepende deldel lugarlugar.. LosLos resultadosresultados dede unauna

    Caracterizacin de sitiosCaracterizacin de sitios

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.19

    DependeDepende deldel lugarlugar.. LosLos resultadosresultados dede unaunacaracterizacincaracterizacin preliminarpreliminar (determinacin(determinacindede unidades)unidades) sonson elel puntopunto dede partidapartida

  • Despus del muestreo, se procede a la Despus del muestreo, se procede a la caracterizacincaracterizacin Caracterizacin ambiental (Pruebas estticas,

    anlisis qumicos) Caracterizacin fsica (granulometra, Dr, n, d) Caracterizacin mineralgica

    Caracterizacin de sitiosCaracterizacin de sitios

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.20

    Caracterizacin mineralgica Agua intersticiales (zona vadoza y zona bajo la

    napa fretica) Datos piezomtricos Otros (pruebas de consumo de oxigeno, gas

    intersticial, desintegracin de rocas, etc.) Se prosigue con el zonadoSe prosigue con el zonado

  • Anlisis de los resultados : generador o no?Anlisis de los resultados : generador o no?Primer mtodo : Mtodo por balancePrimer mtodo : Mtodo por balance

    Ventajas : Simple (CanadianVentajas : Simple (Canadian--Malartic)Malartic) Desventajas : Hay que tener una relacin Desventajas : Hay que tener una relacin

    NP/AP de al menos 3 para formular varias NP/AP de al menos 3 para formular varias hiptesis.hiptesis.

    Caracterizacin de sitiosCaracterizacin de sitios

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.21

    hiptesis.hiptesis.

    PA = +100 kg CaCO3/tPN = + 60 kg CaCO3/tdensit = 1 700 kg/m3

    Niveau phratique1,5 m

    6 m

  • Zona vadoza : Zona vadoza : PA = 100 kg CaCOPA = 100 kg CaCO33/t x 1,5 m/t x 1,5 m33 x 1,7 t/mx 1,7 t/m33

    = 255 kg CaCO= 255 kg CaCO33PN = 60 kg CaCOPN = 60 kg CaCO33/t x 1,5 m/t x 1,5 m33 x 1,7 t/mx 1,7 t/m33

    = 153 kg CaCO= 153 kg CaCO33Zona bajo la napa :Zona bajo la napa :

    Caracterizacin de sitiosCaracterizacin de sitios

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.22

    Zona bajo la napa :Zona bajo la napa :PA = 0 kg CaCOPA = 0 kg CaCO33 (ninguna o muy poca produccin de cido)(ninguna o muy poca produccin de cido)PN = 60 kg CaCOPN = 60 kg CaCO33/t x 6 m/t x 6 m33 x 1,73 t/mx 1,73 t/m33

    = 622 kg CaCO= 622 kg CaCO33PNPNtottot = 775 kg CaCO= 775 kg CaCO33PAPAtottot = 255 kg CaCO= 255 kg CaCO33PN/PA > 3 PN/PA > 3 no generadorno generador

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo Ejemplo De un caso realDe un caso real

    NNP a 1 mNNP a 1 m10,0

    12,5

    15,0

    17,5

    Parc rsidus JoutelNNP 1m

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.23

    2,5

    5,0

    7,5

    10,0

    0 1 2 3 4 5 6 7 8

    X

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo de un sitio realEjemplo de un sitio real

    70

    80

    90

    10096-7 CF396-7 CF696-8 CF396-8 CF5

    % P80

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.24

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    0,1 1 10 100 1000

    Taille (microns)

    %

    96-9 CF396-9 CF6 96-10 CF3 96-10 CF7 96-11 CF4 96-11 CF7 96-12 CF3 96-13 CF3 96-14 CF3

    % P10

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo Ejemplo De un caso realDe un caso real

    % p% pasaasa 80 m80 m10,0

    12,5

    15,0

    17,5

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.25

    5,0

    7,5

    0 2 4 6 8

    X

    %P80 1m

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo de un sitio realEjemplo de un sitio real

    Tableau 2 : Essai statique : dtermination du potentiel net de gnration d'acidit BH96-2 BH96-9 BH96-11 BH96-11ox UQ-8

    PN kg CaCO3/t 120 150 150 115 180 %S 4.78 10.6 6.36 6.43 5.99

    %S en SO4 0.12 0.16 0.64 2.20 0.17 %S en sulfure 4.66 10.44 5.72 4.23 5.82

    PA kg CaCO3/t 145.8 326.2 178.8 132.1 182.0 PNN net kg CaCO3/t -25.8 -176.2 -28.8 -17.1 -2.0

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.26

    PNN net kg CaCO3/t -25.8 -176.2 -28.8 -17.1 -2.0

    0102030405060708090

    100

    0.01 0.1 1 10 100 1000

    Taille des particules, m

    %

    V

    o

    l

    u

    m

    e

    c

    u

    m

    u

    l

    BH96-2

    BH96-9

    BH96-11

    BH96-11 Ox

    UQ-8

    Todos generadores oTodos generadores oSu posicin esta en laSu posicin esta en la

    Zona de inciertaZona de inciertaDe la prueba esttica !De la prueba esttica !

  • Mtodos Geoqumicos DinmicosMtodos Geoqumicos Dinmicos

    IntroduccinIntroduccin Pruebas cinticasPruebas cinticas MuestreoMuestreo Tipos de pruebas cinticasTipos de pruebas cinticas

    Pruebas en columnaPruebas en columna Pruebas en celda hmedaPruebas en celda hmeda

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.27

    Otras pruebas : soxhlet, consumo de oxigeno, celdas de Otras pruebas : soxhlet, consumo de oxigeno, celdas de terrenoterreno

    Parmetros que hay que medir en las pruebas cinticas Parmetros que hay que medir en las pruebas cinticas CaracterizacinCaracterizacin Geoqumica y qumica de las soluciones de enjuagueGeoqumica y qumica de las soluciones de enjuague

    Factores que influencias las pruebas cinticasFactores que influencias las pruebas cinticas

  • Mtodos Geoqumicos DinmicosMtodos Geoqumicos Dinmicos

    Comparacin de varios tipos de pruebas cinticasComparacin de varios tipos de pruebas cinticas Interpretacin de las pruebas cinticasInterpretacin de las pruebas cinticasCasos de estudio (residuos generadores)Casos de estudio (residuos generadores)

    INTRODUCCIONINTRODUCCION

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.28

    INTRODUCCIONINTRODUCCION

    ConCon elel objetivoobjetivo dede determinardeterminar elel potencialpotencial dedecontaminacincontaminacin (generacin(generacin dede cido,cido, disolucindisolucin dedemetales,metales, etcetc..)) dede unun materialmaterial cualquiera,cualquiera, lala pruebapruebacinticacintica representarepresenta unun mediomedio frecuentementefrecuentemente utilizadoutilizado(y(y consideradoconsiderado seguro)seguro)..

  • IntroduccinIntroduccin

    LasLas pruebaspruebas cinticascinticas sonson enen generalgeneralnecesariasnecesarias cuandocuando laslas pruebaspruebas dede tipotipoestticasestticas nono permitenpermiten conocerconocer concon seguridadseguridad elelpotencialpotencial dede contaminacincontaminacin dede unun residuoresiduominerominero cualquieracualquiera..

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.29

    minerominero cualquieracualquiera..LasLas pruebaspruebas cinticascinticas son,son, enen general,general, masmas

    complejascomplejas dede realizar,realizar, masmas difcilesdifciles eneninterpretarinterpretar yy masmas carascaras queque laslas pruebaspruebasestticasestticas..

    PeroPero dandan informacininformacin segurasegura !!

  • IntroduccinIntroduccin EstasEstas sonson masmas completascompletas queque laslas pruebaspruebas

    estticasestticas queque nono dandan informacininformacin sobresobre:: lala velocidadvelocidad dede oxidacinoxidacin yy dede neutralizacinneutralizacin loslos fenmenosfenmenos geoqumicosgeoqumicos talestales comocomo lala

    precipitacinprecipitacin -- disolucin,disolucin, competicincompeticin entreentremineralesminerales yy especiesespecies enen solucinsolucin ..etcetc..

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.30

    mineralesminerales yy especiesespecies enen solucinsolucin ..etcetc.. EstosEstos sonson frecuentementefrecuentemente utilizadosutilizados parapara ::

    predecirpredecir lala tasatasa dede produccinproduccin dede cidocido yy lala evolucinevolucin dede lala calidadcalidad deldel drenajedrenaje enen elel

    tiempotiempo..

  • IntroduccinIntroduccin ExistenExisten diferentesdiferentes tipostipos dede pruebaspruebas queque llamamosllamamos

    cinticascinticas.. AlgunasAlgunas puedenpueden serser realizadosrealizados enen elelterrenoterreno mismomismo (piezmetros,(piezmetros, celdasceldas dede terreno),terreno), laslasotrasotras sese hacenhacen enen elel laboratoriolaboratorio concon condicionescondicionesqueque sese acercanacercan lolo masmas posibleposible aa laslas deldel terrenoterreno..

    LasLas pruebaspruebas cinticascinticas permiten,permiten, ademsadems dede

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.31

    LasLas pruebaspruebas cinticascinticas permiten,permiten, ademsadems dededeterminardeterminar elel potencialpotencial dede contaminacincontaminacin dede ununmaterialmaterial cualquiera,cualquiera, yy dede analizaanalizarr escenariosescenarios dederemediacinremediacin comocomo :: ElEl efectoefecto dede unun aditivoaditivo LaLa puestapuesta enen lugarlugar dede laslas coberturascoberturas ElEl efectoefecto deldel nivelnivel dede lala napanapa:: napanapa perchada,perchada,

    inundacin,inundacin, etcetc..

  • Pruebas cinticas Pruebas cinticas DefinimosDefinimos unauna pruebaprueba cinticacintica comocomo lala pruebapruebaqueque sese llevalleva aa cabocabo sobresobre unun periodoperiodo dede tiempotiempomasmas oo menosmenos largolargo ((2020 semanassemanas aa masmas dede unun aao)o)yy dondedonde sese efectanefectan enjuaguesenjuagues repetitivosrepetitivosdurantedurante lala duracinduracin dede lala pruebaprueba..LosLos resultadosresultados obtenidosobtenidos puedenpueden serser

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.32

    LosLos resultadosresultados obtenidosobtenidos puedenpueden serserinterpretadosinterpretados yy servirservir parapara lala prediccinprediccin comocomosimplesimple extrapolacinextrapolacin oo comocomo modelizacinmodelizacinqumicaqumica detalladadetallada (dinmicas)(dinmicas)EnEn lala pruebaprueba cintica,cintica, elel desafodesafo eses poderpoderrepresentarrepresentar lolo masmas fielmentefielmente laslas condicionescondiciones dedeterreno,terreno, acelerandoacelerando loslos procesosprocesos qumicosqumicos..

  • MuestrasMuestras

    Colas No hay ninguna preparacin, preservadas Homogeneizadas, humedad de origen

    Desmontes Mas o menos triturados

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.33

    Homogeneizadas, humedad de origen Representatividad de la muestra Debe tomarse en cuenta las heterogeneidadesfrecuentes en las reas de desmontes o en los diquesde colas, el numero de muestras por un sitio dadodebe reflejar su heterogeneidad.

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Distinguimos dos tipos de pruebas cinticas, segn el lugar de experimentacin : Prueba de terreno

    Piezmetros Parcelas de terreno

    Pruebas de laboratorios

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.34

    Pruebas de laboratorios Pruebas en columna Prueba en la celda hmeda Prueba de lixiviacin por agitacin Pruebas de soxhlet

    Prueba de consumo de oxigeno (terreno y laboratorio)

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Pruebas de terreno piezmetros

    Instrumentacin de los diques de colas, reas de desmontes, etc.

    Parcelas de terreno

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.35

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Parcelas de terreno (continuacin)

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.36

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Pruebas de laboratorio Pruebas en celdas hmedasUna celda hmeda es una recamara que ofrece un control simple de la atmsfera,

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.37

    de la atmsfera, de la temperatura, de la humedad.

    Prueba muy aplicada en medioambiente minero sobre todoque esta estndar por el ASTM(ver sitio web).

  • Diferentes tipos de pruebasDiferentes tipos de pruebas

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.38

    Colas (tailings)Colas (tailings)Desmontes (Waste rock)Desmontes (Waste rock)

  • Diferentes tipos de pruebasDiferentes tipos de pruebas

    Pruebas de laboratorio Pruebas en celda hmeda (Continuacin)

    -Tubo en Plexiglas (20 cm alto y 10 cm diam.) con un orificio (entrada de aire)-Base inferior soldada con una salida en medio (salida del lixiviado)-Cobertura hermtica-Disco de soporte de la muestra perforado puesto a 3 cm de la base-Humidificador con un termostato

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.39

    -Humidificador con un termostato-Flujmetro de aireProcedimiento universal (Norma ASTM D5744-96)

    Es una repeticin de ciclos de 7 das con tres etapas cada una : circulacin de aire seco sobre (o a travs) de la muestra durante 3 das circulacin de aire hmedo (100%) durante 3 das enjuague al 7mo da

  • Diferentes tipos de pruebasDiferentes tipos de pruebas

    Pruebas de laboratorio Pruebas en celda hmeda (Continuacin)

    El numero de ciclos es variable segn el tipo de muestra y la precisinbuscada al nivel de prediccin.

    Para un residuo minero, fijamos habitualmente un mnimo de veinte (20)

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.40

    Para un residuo minero, fijamos habitualmente un mnimo de veinte (20)ciclos, este nmero puede aumentar segn los resultados obtenidos.

    La muestra se pone en el soporte perforado y de preferencia sobre unfiltro para evitar la perdida de partculas finas.

    1000 g es preferido para tener una buena representatividad. El enjuague se hace con 500 ml de agua desionizada.

  • Diferentes tipos de pruebasDiferentes tipos de pruebas

    Pruebas de laboratorio Pruebas en columna

    Saco de aire

    TDR

    Sensor de oxigeno

    Parte superior : abierta(con un sensor de oxigenoenjuague : agua destilada

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.41

    Placa decermica

    Tensiometro

    TDR% H2O

    Parte inferior : HermticoPurgue : solucin de impregnacin

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Pruebas de laboratorio Pruebas en columna (Continuacin)

    Las pruebas en columna permiten simular mejor las condiciones in situ.Estas columnas que contienen los residuos son sometidas a ciclos deremojo-secado.La metodologa de las pruebas en la columna, propuesta aqu, esta

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.42

    La metodologa de las pruebas en la columna, propuesta aqu, estainspirada de aquella propuesta por Lawrence et Marchant (1991) en elinforme NEDEM 1.16.1b. El tamao de las columnas : de unos 0,7 m dealtura y 10 cm de diam.La base de la columna tiene una placa de cermica con el fin de simular lanapa fretica (valor de terreno). La hermticidad es indispensable. Unasalida sirve a tomar una muestra del agua.La parte de arriba esta al aire libre salvo cuando hay medidas de consumode O2.

  • Diferentes tipos de pruebasDiferentes tipos de pruebasPruebas de Laboratorio Pruebas en columna (Continuacin) Notas importantes

    - La implementacin del material (fresco) en la columna se efecta demanera a obtener un estado del material (ndice de vacos) similar al quese encuentra en el terreno.- La cantidad de material necesario para esta prueba es de mas o menos10 kg (segn su densidad).- A cada mas o menos 30 das, se procede a un enjuague de la columna

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.43

    - A cada mas o menos 30 das, se procede a un enjuague de la columnahaciendo percolar una cantidad de agua (representativa de la precipitacinmensual).- Una vez este enjuague ha terminado (puede tomar de 3 a 7 das),dejamos drenar la columna durante otro periodo de tiempo.- El agua recuperada en la base de la columna es luego analizadaqumicamente por todos los parmetros importantes.- Adems del anlisis qumicos del agua de percolacin, pruebas deconsumo de oxigeno son efectuadas.

  • Diferentes tipos de pruebasDiferentes tipos de pruebas

    Pruebas de laboratorio Frascos agitadosVarias Clases:- Mesa vibrante- Mesa de agitacin- Otros dispositivos

    Objetivo : Slido en contacto permanente con una solucin lixiviante con o sin control de la atmsfera.

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.44

    - Otros dispositivos Cintica realizada por :-La toma de muestra de la solucin y reemplazo de esta-Una prueba sobre un numero de flacones correspondientes al numero de puntos.

    Botellas hermticas cerradas

    Motor arotacinvariable

    Mejor Mejor agitacin!agitacin!

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Prueba de consumo de oxigeno (terreno y laboratorio) En el transcurso de los ltimos aos, una nueva tcnica basadaen el consumo de oxigeno ha sido desarrollada a fin de determinarla tasa de oxidacin de un material reactivo (Eberling et al.,1994 ; Eberling et Nicholson, 1996).

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.45

    1994 ; Eberling et Nicholson, 1996). Esta tcnica tiene ventaja de ser aplicable directamente en elterreno y hace posible la determinacin de manera instantnea dela reactividad de un residuo minero en las condiciones especificasdel lugar de almacenamiento. El mtodo propuesto se basa sobre la disminucin de laconcentracin en oxigeno en el tiempo al interior de una cmaravaca.

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Pruebas de consumo de oxigeno (laboratorio)

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.46

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Pruebas de consumo de oxigeno (in situ)

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.47

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Pruebas de consumo de oxigeno (ej. de resultados)

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    00 20 40 60 80 100 120 140

    812 molm-2an-1

    135 molm-2an-1 59 molm-2an-1

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.48

    -0.45

    -0.4

    -0.35

    -0.3

    -0.25

    -0.2

    -0.15

    Temps (min)

    L

    n

    C

    /

    C

    0

    3 jours 14 jours 25 jours 94 jours

    1 308 molm-2an-1

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Consumo de oxigeno contra sulfatos producidosNinguna o poca precipitacin = buena correlacin

    400

    500

    600

    F

    l

    u

    x

    d

    '

    o

    x

    y

    g

    n

    e

    (

    M

    o

    l

    e

    s

    x

    m

    -

    2

    x

    a

    n

    -

    1

    )

    Consomm ation d'oxygneMthode des sulfates

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.49

    0

    100

    200

    300

    400

    0 50 100 150 200 250 300 350 400 450Tem ps (jours)

    F

    l

    u

    x

    d

    '

    o

    x

    y

    g

    n

    e

    (

    M

    o

    l

    e

    s

    x

    m

    -

    2

    x

    a

    n

    -

    1

    )

  • Diferentes tipos de pruebaDiferentes tipos de pruebass

    Para mas detalles :EnviromineProcedimientos :http://www.infomine.com/technology/enviromine/ard/Kinetic%20Tests/kinetic%20procedures.htm

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.50

    d/Kinetic%20Tests/kinetic%20procedures.htmMtodos de lixiviacin :http://www.infomine.com/technology/enviromine/ard/Acid-Base%20Accounting/metal_leaching.htmEjemplos :http://www.infomine.com/technology/enviromine/ard/Kinetic%20Tests/kinetic%20examples.htm

  • Parmetros a medirParmetros a medir

    Caracterizacin de la muestraCaracterizacin de la muestra Tenor en agua inicialTenor en agua inicial Extraccin de la solucin intersticial (si es posible)Extraccin de la solucin intersticial (si es posible) Qumica completa (slido y lquido)Qumica completa (slido y lquido) Prueba esttica : AP, NP, NNPPrueba esttica : AP, NP, NNP

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.51

    Prueba esttica : AP, NP, NNPPrueba esttica : AP, NP, NNP Mineraloga : DRX, MEB, MO, Calculo mineralgicoMineraloga : DRX, MEB, MO, Calculo mineralgico Densidad (picnmetro)Densidad (picnmetro) Granulometra (Laser, Sedimentometria)Granulometra (Laser, Sedimentometria) Superficie especifica (granulometra, BET)Superficie especifica (granulometra, BET)

  • Interpretacin de las pruebasInterpretacin de las pruebas Correccin de concentracionesCorreccin de concentraciones Construccin de grficas para los valores instantneosConstruccin de grficas para los valores instantneos Construccin de grficas para los valores acumuladosConstruccin de grficas para los valores acumulados Construccin de grficas de correlacinConstruccin de grficas de correlacin

    Fe / SO4Fe / SO4---- Ca / MgCa / Mg

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.52

    Ca+Mg+Mn / SO4Ca+Mg+Mn / SO4---- Curva de deplecion (elementaria y minerales)Curva de deplecion (elementaria y minerales) Construccin de diagramas EhConstruccin de diagramas Eh--pHpH Evolucin de los perfiles de tenor en aguaEvolucin de los perfiles de tenor en agua Evolucin de la tasa de consumo de oxigenoEvolucin de la tasa de consumo de oxigeno Evolucin de los ndices de saturacinEvolucin de los ndices de saturacin ModeliModelizzaaccin geoqumica dinmicain geoqumica dinmica

  • Comparacin de diferentes pruebasComparacin de diferentes pruebas

    pH, potencial redox pH, potencial redox

    ColumnasColumnas3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    0 100 200 300 400 500 600

    Time (days)

    p

    H

    BH96-2 BH96-9 BH96-11

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    0 100 200 300 400 500 600

    E

    h

    /

    S

    H

    E

    (

    m

    V

    )

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.53

    BH96-2 BH96-9 BH96-11BH96-11ox UQ-8 LouLar Cla

    Time (days)

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    0 100 200 300 400 500

    Time (days)

    p

    H

    BH96-2 BH96-9 BH96-11BH96-11ox UQ-8 LouLar Cla

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    0 100 200 300 400 500

    Time (days)

    E

    h

    /

    S

    H

    E

    (

    m

    V

    )

    CeldasCeldashmedashmedas

  • Comparacin de diferentes pruebasComparacin de diferentes pruebas

    Ca, SO4Ca, SO4---- solubles solubles

    ColumnasColumnas0

    200

    400

    600

    800

    1000

    0 100 200 300 400 500 600

    C

    a

    (

    m

    g

    /

    l

    )

    0

    5000

    10000

    15000

    20000

    25000

    30000

    0 100 200 300 400 500 600

    S

    O

    4

    -

    -

    (

    m

    g

    /

    l

    )

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.54

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    0 100 200 300 400 500

    Time (days)

    C

    a

    (

    m

    g

    /

    l

    )

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    0 100 200 300 400 500

    Time (days)

    S

    O

    4

    -

    -

    (

    m

    g

    /

    l

    )

    0 100 200 300 400 500 600

    Time (days)0 100 200 300 400 500 600

    Time (days)

    CeldasCeldashmedashmedas

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo de un sitio realEjemplo de un sitio real

    400

    600

    800

    1000

    1200

    Fe3+FeOH2+

    H2O-O2

    Eh/ENH

    500

    600 Domaine de Fe(OH)3s

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.55

    -1000

    -800

    -600

    -400

    -200

    0

    200

    400

    - 2 4 6 8 10 12 14

    BH96-2BH96-9BH96-11BH96-11oxUQ-8

    Fe2+

    Fe(OH)3s

    H2-H2O

    pH300

    400

    6 7 8 9

    pH

    E

    h

    /

    E

    N

    H

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo de un sitio realEjemplo de un sitio real

    20000

    25000

    30000

    BH96-2

    Ca+Mg+Mn (mg)

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.56

    0

    5000

    10000

    15000

    0 20000 40000 60000 80000 100000

    BH96-2

    BH9-9

    BH96-11

    BH96-11ox

    UQ-8

    SO4 (mg)

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo de un sitio realEjemplo de un sitio real

    500 000

    600 000

    700 000

    BH96-11ox

    Ca+Mg+Mn (mg)

    BH96-2

    UQ-8

    BH96-11

    BH96-9

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.57

    0

    100 000

    200 000

    300 000

    400 000

    0 400 000 800 000 1 200 000 1 600 000 2 000 000 2 400 000 2 800 000

    BH96-2

    BH96-9

    BH96-11

    BH96-11ox

    UQ-8

    SO4 (mg)

  • Ejemplos de estudiosEjemplos de estudios Ejemplo de un sitio realEjemplo de un sitio real

    Tableau 2 : Essai statique : dtermination du potentiel net de gnration d'acidit BH96-2 BH96-9 BH96-11 BH96-11ox UQ-8

    PN kg CaCO3/t 120 150 150 115 180 %S 4.78 10.6 6.36 6.43 5.99

    %S en SO4 0.12 0.16 0.64 2.20 0.17 %S en sulfure 4.66 10.44 5.72 4.23 5.82

    PA kg CaCO3/t 145.8 326.2 178.8 132.1 182.0 PNN net kg CaCO3/t -25.8 -176.2 -28.8 -17.1 -2.0

    MIN 3410 DEFENSA PREVENTIVA Y CORRECTIVA DEL MEDIO AMBIENTE Dr.- Ing. Gerardo ZAMORA p.58

    PNN net kg CaCO3/t -25.8 -176.2 -28.8 -17.1 -2.0

    Solamente una muestra es generadora !Solamente una muestra es generadora !Una muestra que tiene Una muestra que tiene 20 kg Ca CO3/t 20 kg Ca CO3/t

    en NNP no es generador !en NNP no es generador !