jueves 25 noviembre 2021
Desarrollar tecnologías para un uso más eficiente del agua en plantas concentradoras. Ese es, en términos muy simples, el objetivo del proyecto “Proceso e infraestructura para manejo y disposición eficiente de relaves”, parte del conjunto de 20 proyectos basales del Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile. Sin embargo, según el Dr. Christian Ihle, jefe del proyecto, investigador del AMTC y académico del Departamento de Ingeniería de Minas de la misma casa de estudios, ese declaración simple en apariencia esconde una serie de complejidades.
El agua que se usa en plantas concentradoras puede provenir del mar o de fuentes continentales. Esta agua recibe una cantidad de aditivos propios del proceso, como espumantes, colectores, aditivos para modificar el pH en el proceso de flotación y floculantes que se usan para separar parte del agua del relave y así poder recircularla a la planta concentradora. “Cuando todo esto se mezcla con agua de distinto origen y con mineral que también puede tener diversos orígenes, y si tenemos en cuenta de que hay una mayor tendencia a la aparición de especies muy finas, producto de los incrementos de tiempo de residencia en la molienda debido a la caída progresiva de las leyes, este problema se va volviendo cada vez más complejo. Y hay otros factores, como el cambio climático, que hace que el agua escasee o sea costosa, y el agotamiento de las fuentes de mineral más superficiales, que conspiran para presentar un escenario en que es cada vez más necesario y a la vez desafiante reciclar el agua”, explica el investigador.
El proyecto tiene dos focos principales: comprender lo que ocurre con las características físico-químicas del agua en los procesos de separación y (como resultado de dicha comprensión) promover procesos unitarios más eficientes para recuperar agua. “Por ejemplo, hoy en día los sistemas de recuperación de agua en planta funcionan con espesadores en la planta concentradora, donde se genera un proceso continuo de sedimentación. En los espesadores se necesita hacer dos cosas: tratar de que por la descarga de relave egrese una corriente de poca agua y que el agua que sale por la descarga de sobreflujo esté libre de material sólido. Son dos objetivos diferentes: aumentar la densidad de la corriente, antes de que vaya al depósito de relaves, y limpiar el agua. Tradicionalmente el objetivo de limpieza del agua se resuelve en el espesador; lo que nosotros estamos explorando, a partir del conocimiento de cómo se mezclan el agua, el mineral y el aditivo, es si hay un proceso unitario alternativo viable que podamos agregar, en paralelo al proceso de densificación para limpiar el agua, en lugar de dejar ese trabajo al espesador. Queremos ver si podemos crear un proceso secuencial que se sume al espesador, que sea más eficiente y que genere un menor consumo de aditivos”, detalla el Dr. Ihle. Esta parte del proyecto implica trabajo intensivo de laboratorio y caracterización, y requiere conocimiento específico de mecánica de fluidos, físico-química e ingeniería de procesos.
El proyecto también incluye una iniciativa para clarificar el agua, es decir, separar las partículas finas de mineral, empleando fuentes de energía no convencionales. Para ello se está trabajando en el contexto del proyecto Fondecyt 1211044, vinculado al proyecto basal. Los investigadores ya han desarrollado una tecnología que está en proceso de patentamiento, se están realizando pruebas de laboratorio, modelos físicos y simulaciones de mecánica computacional de alta resolución.
Adicionalmente, el equipo de investigadores de este proyecto está comenzando un proyecto Anillo que apunta a modelar de manera más eficiente, desde el punto de vista hídrico, la descarga de relaves en el depósito, con el propósito de maximizar la recirculación de agua en la planta concentradora. “Estamos tras la búsqueda de una lógica, basada en el análisis de la física del problema y el empleo de técnicas avanzadas de modelación matemática, para planificar la disposición de los relaves en su depósito con el objetivo de minimizar la pérdida de agua”, expresa el Dr. Ihle.
Este proyecto de recuperación eficiente de agua es parte de la línea de investigación del AMTC sobre relaves, una de las más recientes del Centro, la cual contiene también un proyecto sobre monitoreo de depósitos de relaves.