Pasta: una tecnología de maduración

Bomba soporta operación de relleno en mina mexicana

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El relleno de pasta, el proceso mediante el cual una combinación de relaves, agua y materiales cementantes se mezclan y se utilizan para rellenar huecos en las operaciones mineras subterráneas, proporciona una amplia gama de beneficios. Estos pueden incluir una mejora en la seguridad, la capacidad de hacer posible el desarrollo posterior de la superficie, una solución razonable al problema siempre presente de qué hacer con los relaves, y más. No es sorprendente, entonces, que la minera canadiense Agnico-Eagle eligiera el relleno de pasta como el método clave de disposición de relaves para uno de sus desarrollos más nuevos, la mina Pinos Altos, con sede en Chihuahua, México. Pero si bien crear la pasta es un problema, llevarla a los rebajes de la mina, que en este caso puede estar entre 1,5 y 2 km de distancia, es otro asunto completamente diferente. Para que eso suceda, Agnico-Eagle recurrió a un modelo de bomba de Schwing Bioset (Somerset, Wisconsin, EE. UU.), Y está reportando un desempeño impresionante en la entrega de material en esta operación de 24 horas.

De vuelta al suelo
Ubicado en el cinturón aurífero de la Sierra Madre, a 140 millas (225 km) al oeste de la capital del estado de Chihuahua, Pinos Altos contiene reservas de más de 3.5 millones de oz de oro y 100 millones de oz de plata. En funcionamiento como un tajo de superficie desde 2008, con la minería subterránea iniciada en 2010, se espera que el sitio de 110 km2 (27,180 acres) genere producciones anuales de 170,000 oz de oro y 2.5 millones de oz de plata hasta el año 2028. El resultado final de esa operación de molienda de oro es un flujo constante de relaves, un volumen que actualmente es de aproximadamente 2.500 t / d, pero que podría duplicarse fácilmente con un aumento en la producción. Según Moisés Palma, ingeniero a cargo de la planta de pasta del sitio, el relleno de pasta siempre fue el método de elección para la disposición de relaves en Pinos Altos.

“The tailings operation was designed with this procedure in mind,” said Palma. “Currently, we take waste material by conveyor from the milling plant, and run it up an inclined belt into a batch plant. There, the tailings make their way through a process in which they are combined with cement and water to create a paste. The cement—roughly 5% of the overall mixture—is added to make the paste suitable for filling and supporting the existing underground cavities that have already been mined.  Once the correct mixture is achieved, it is dropped down into the hopper for the paste pump and ready for delivery back to the mine.”

El relleno de minas no es un concepto nuevo. Sin embargo, lo que ha cambiado a lo largo de los años es la característica del material de relleno en sí. En el pasado, para adaptarse a la tecnología de bombeo limitada disponible en la mayoría de las minas, los relaves tenían que convertirse en una lechada con un contenido de agua de 70% o más. En comparación, el material de pasta generado en Pinos Altos es robusto, con un contenido de agua de aproximadamente 30% y un asentamiento generalmente en el 8 pulg. (203 mm) de rango.

La tecnología cambia el juego
La diferencia entre lo que alguna vez se pudo bombear y lo que se puede mover hoy ha sido la preferencia de las empresas mineras por las bombas de pistón sobre las bombas centrífugas en las operaciones de relaves. Donde otra tecnología anterior ofrecía una presión de bombeo limitada (a menudo tan baja como 10 bar), la bomba Schwing KSP 140 H (HD) XL instalada en Pinos Altos proporciona una presión de transporte máxima de 130 bar con salidas de pasta de hasta 85 m3 / hr— ideal, según Palma, para trasladar el material con alto contenido de sólidos a largas distancias.

“The Schwing pump we use here at Pinos Altos is perfect for what we do,” he said. “This is a challenging application, given the thickness of the paste, the distance it has to be pumped—currently about 1.5 km—and the pump’s almost continuous operation. Yet, we are getting a steady rate of about 126 tons of material pumped every hour—roughly 2,500 tons per day. We have been extremely pleased with that kind of performance.”

Based on the nature of the paste and the desired production rates, engineers from Schwing-Bioset recommended its XL pump option for the Pinos Altos operation. Poppets in the XL series are designed to reduce material velocity through the poppet housing.  Doing so minimizes the pressure drop through the valve housing, increases the filling efficiency of the pumping cylinders and reduces wear on the poppet discs, seats and pumping rams—all of which lead to better performance and less downtime.

Para mantener la bomba en funcionamiento y la pasta fluyendo, Pinos Altos se basa en una unidad de accionamiento Modelo PP2400 refrigerada por aire que funciona con motores gemelos de 400 hp (300 kW), también suministrados por Schwing Bioset. Está montado junto a la bomba en la base de la planta de pasta e incluye controles basados en PLC. Si bien el plan inicial era que la bomba operara hasta 10 golpes por minuto y entregara 126 t / h, las operaciones están funcionando tan bien que los funcionarios de la mina buscan aumentar la producción en otras 20%.

La seguridad abre el camino
Como se mencionó anteriormente, la decisión de utilizar un relleno de pasta generalmente se basa en los beneficios que brinda la técnica. En Pinos Altos, mejoró la seguridad general de la mina al proporcionar a los equipos de minería una estabilidad estructural dramáticamente mejorada dentro del rebaje. Palma dice que su procedimiento operativo para esa faceta del trabajo es mucho más que simplemente verter barro en un agujero.

"Estamos bombeando en tres rebajes principales y lo hacemos en ascensores de tres pies con tres días entre vertidos", dijo. “Eso no solo deja suficiente tiempo para que la mezcla de pasta se endurezca, sino que también evita colocar la carga de tensión masiva en esa celda y áreas adyacentes que estarían presentes si la llenáramos por completo. Esta primera celda, por sí sola, va a recibir más de 13.000 toneladas de material, lo que equivale a más de 8.300 m3 de pasta ”.

Para poner esa cifra en contexto, 8,300 m3 (10,855 yd3) es material suficiente para enterrar una cancha de baloncesto completa a más de 13 pies (4 m) de profundidad.

Though the other two stopes currently being filled are smaller—one will hold 7,100 tons and the other 6,600 tons—they still represent a sizable movement of material from the paste plant to the mine.  Discharge into the cells is monitored via closed-circuit camera to ensure the process runs smoothly and any problems can be quickly spotted.

Mirando hacia el futuro
Además de hacer que el esfuerzo minero sea más seguro, el relleno de pasta en Pinos Altos también está abordando una serie de otras preocupaciones que han plagado operaciones mineras similares durante décadas. El más notable de estos es el problema de cómo eliminar mejor los relaves de la operación de recuperación de oro a base de cianuro. Los enfoques tradicionales como el almacenamiento en superficie, aunque inicialmente menos costosos, pueden generar impactos ambientales no deseados. El relleno con pasta no solo resuelve esas preocupaciones, lo hace de una manera que elimina la deshidratación de la mina necesaria con otros esfuerzos de eliminación.

“Este ha sido un enfoque muy exitoso para la eliminación de relaves para nosotros”, dijo Palma. “Como resultado de lo que hacemos aquí, la operación minera es más segura, casi no hay impacto en el medio ambiente y, con el tiempo, en realidad es una alternativa de menor costo a otros métodos. Agnico-Eagle ya ha iniciado conversaciones para impulsar la producción en casi el doble de lo que estamos haciendo ahora. Cuando eso suceda, agregaremos otra bomba de Schwing Bioset que nos permitirá manejar entre 5,000 y 6,000 toneladas por día. Sabemos que estarán a la altura y estamos emocionados por lo que les espera ”.

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