Prediccion del % de Taponamiento en Sistemas de Riego por Goteo
I. INTRODUCCION
La minería es una de las actividades humanas fundamentales que ha permitido la extracción y aprovechamiento de minerales valiosos que han impulsado el desarrollo industrial y tecnológico a lo largo de la historia. Sin embargo, a medida que los depósitos de minerales de alta ley se vuelven más escasos, la industria minera ha tenido que adaptarse y desarrollar nuevas técnicas para aprovechar depósitos de minerales de baja ley de manera más eficiente y sostenible.
Uno de los métodos más utilizados en la extracción de minerales de baja ley es la lixiviación, un proceso químico que permite disolver los minerales valiosos presentes en los minerales mediante el uso de soluciones especiales. En este contexto, los pads de lixiviación se han convertido en una herramienta esencial en la minería moderna, ya que proporcionan una plataforma estratégica para llevar a cabo este proceso con eficacia. Esta investigación tiene como objetivo explorar y comprender a fondo el sistema de riego en los pads de lixiviación, un componente clave en el proceso de lixiviación que permite la distribución controlada de soluciones lixiviantes sobre los minerales apilados. Mediante la aplicación de un sistema de riego adecuado, se busca lograr una disolución homogénea y completa de los minerales valiosos, maximizando así la recuperación de los elementos de interés.
El sistema de riego en los pads de lixiviación desencadena una serie de mecanismos y procesos fundamentales para la extracción exitosa de los minerales, desde la percolación de la solución lixiviante a través del mineral apilado hasta la posterior recolección y tratamiento de la solución cargada con los elementos disueltos.
A lo largo de esta investigación, se abordarán aspectos esenciales relacionados con el diseño, la operación y la optimización del sistema de riego en los pads de lixiviación. Asimismo, se explorarán las técnicas y tecnologías más innovadoras utilizadas en la industria minera para asegurar una lixiviación efectiva y segura, minimizando el impacto ambiental y garantizando la protección de la salud y el bienestar de las comunidades y trabajadores involucrados. En última instancia, el estudio del sistema de riego en los pads de lixiviación permitirá comprender cómo esta técnica ha revolucionado la forma en que se extraen minerales de baja ley, representando un paso importante hacia una minería más sostenible y responsable en el contexto actual.
Fig. 01 Pads de Lixiviacion
II. PADS DE LIXIVIACION
La extracción de cobre mediante el proceso de lixiviación en pilas es una técnica hidrometalúrgica fundamental en esta industria. En este método, se apilan minerales de cobre a alturas considerables, generalmente superiores a los 7 metros, abarcando áreas superficiales que varían entre 0.1 y 1 km2 (Davenport, Schlesinger, King, & Sole, 2011). Una solución lixiviante que contiene H2SO4 se aplica en la parte superior de la pila y luego se infiltra a través del mineral, disolviendo los minerales de cobre y produciendo una solución enriquecida de cobre, conocida como PLS. Esta solución se recoge en una superficie inclinada e impermeable ubicada debajo de la pila. Posteriormente, se transporta a través de tuberías hasta la poza de soluciones ricas y finalmente a los circuitos de extracción por solventes y electro-obtención.
Fig. 02 Lixiviación en pilas en Ortiz Gold mine
La lixiviación en pilas presenta un número de ventajas y desventajas comparadas con el proceso de molienda y flotación de minerales sulfurados, tal como se observa en la siguiente Tabla:
Tabla 01. Ventajas y Desventajas de los Pads de Lixiviacion
Conoce mas sobre el proceso de Lixiviacion
III. SISTEMAS DE RIEGO POR EN PADS DE LIXIVIACION
La correcta distribución de las soluciones de operación, especialmente la solución lixiviante, en la etapa de lixiviación en pilas es de suma importancia para el procesamiento de minerales mediante la hidrometalurgia.
Un sistema de riego adecuado garantiza una irrigación homogénea y uniforme de tres flujos fundamentales para el proceso: refino, solución intermedia y agua. Estos flujos se dosifican de acuerdo con la tasa de riego predefinida y la concentración esperada de la solución cargada, que posteriormente será enviada al siguiente proceso. Es esencial que este sistema prevenga el arrastre de partículas finas y reduzca las pérdidas causadas por evaporación o el efecto del viento. Además, debe ser capaz de cubrir toda la superficie de la pila para asegurar una reacción completa y la liberación del metal valioso.
La elección del método de distribución de soluciones, ya sea a través de goteros o aspersores tipo wobblers o sprinklers, depende de las condiciones ambientales y la disponibilidad de recursos hídricos.
Respecto de la selección del método apropiado de irrigación se puede señalar que Será conveniente el método de riego por goteo:
* Si el pH al cual se opera no permite la precipitación de las durezas del agua (obstrucción de goteros).
* Si las bajas de temperatura generan un riesgo de congelamiento de la solución.
* Si las condiciones meteorológicas presentan un régimen permanente de vientos fuertes.
* Si el agua es un recurso escaso.
* Si se requiere asegurar la uniformidad del proceso junto a una baja tasa de riego.
Por otra parte, el método riego por aspersores y boquillas será óptimo cuando,
* Se cuenta con altos niveles de mineralización en el agua y existe el riesgo de precipitaciones de carbonatos
* Las condiciones operacionales requieren un aumento en la oxigenación de la solución.
* El recurso hídrico no es un factor limitante.
* Las condiciones meteorológicas presentan un régimen de vientos moderados y/o intermitentes.
Fig. 03 Sistemas de Riego en Pads de Lixiviacion
En el caso de pilas dinámicas, también se pueden encontrar sistemas de riego mixtos. En esta modalidad, se utiliza una combinación de goteros para humectar la corona inicialmente, seguida de una aspersión de solución en los taludes, manteniendo una proporción de 11:1 en horas respectivamente. Además, al final del ciclo de lixiviación, el riego por aspersión se emplea para llevar a cabo un lavado de ripios con el objetivo de desplazar y recuperar los remanentes de cobre disuelto.
Es fundamental definir la distribución de emisores en la malla en función de la uniformidad del proceso, ya que un exceso de irrigadores podría ocasionar que las áreas de mojabilidad unitarias se superpongan, lo que resultaría en un sobregoteo en la misma sección transversal. Esta situación, a largo plazo, podría generar una pérdida de ácido debido al afloramiento de la solución hacia la superficie.
Por otro lado, la falta de suficientes puntos de distribución de solución puede llevar a un mojado insuficiente de las partículas minerales que contienen el metal valioso, dejando sectores sin posibilidad de entrar en contacto con el fluido lixiviante y disminuyendo así la recuperación de los minerales.
Además de la elección adecuada del sistema de emisión para el proceso en operación, es recomendable llevar a cabo mantenimientos una vez finalizado cada ciclo de lixiviación para reducir el envejecimiento de las mallas de flujo. Estas acciones de conservación incluyen la desulfatación y el flushing de líneas de riego para desprender sales acumuladas, la revisión de posibles desacoples en las uniones para evitar fugas, y el reemplazo de líneas si es necesario. Todo esto se hace con el fin de cumplir con los rigurosos requisitos operacionales de la industria minera.
IV. APLICACION DE LOS SITEMAS DE RIEGO POR GOTEO
El riego por goteo es una técnica de riego ampliamente empleada en la minería desde 1992. Estos sistemas se comenzaron a implementar en los pads de lixiviación con el propósito de optimizar los procesos de extracción mineral. Con el paso de los años, esta práctica ha evolucionado y se ha trabajado constantemente en mejorar esta tecnología y lograr un uso más efectivo y eficiente del recurso hídrico.
Algunos de los aspectos clave a considerar en el diseño de sistemas de riego por goteo son la densidad de los goteros, así como la presión y el caudal de agua. Estos factores son fundamentales para mantener la humedad en toda la parcela, lo que asegura un lavado uniforme de las rocas y una extracción eficiente del mineral.
Cuando se planifica la instalación de sistemas de riego, es imprescindible tener en cuenta los materiales a utilizar. En la actualidad, es común emplear tuberías y dispositivos fabricados en polietileno debido a su resistencia a los ácidos y su naturaleza anticorrosiva. Sin embargo, en algunos casos, se utilizan piezas de acero inoxidable.
La lixiviación es un proceso ampliamente aplicado para la extracción de oro y cobre, pero también puede ser empleado para obtener otros minerales, como molibdeno, plata, níquel, cobalto, uranio e incluso se están realizando experimentos con el zinc. El valor añadido que se obtiene de las planchas de mineral puro es un beneficio que no todas las empresas mineras de nuestra región pueden generar.
Figura 04. Sistemas de riego por goteo
V. TAPONAMIENTO EN SISTEAMS DE RIEGO POR GOTEO
En el sistema de riego por goteo en pilas de lixiviación, pueden surgir diferentes factores que resultan en el taponamiento o bloqueo de los goteros, afectando la uniformidad en la distribución de la solución lixiviante sobre el mineral apilado. Algunos de estos factores incluyen:
Sedimentos y partículas sólidas: El agua empleada en el riego por goteo puede contener sedimentos y partículas sólidas suspendidas, como arena, lodo o arcilla. Estos sedimentos pueden acumularse en los goteros y provocar su obstrucción.
Depósitos de minerales: Durante el proceso de lixiviación, pueden formarse depósitos de minerales disueltos que se precipitan alrededor de los goteros, disminuyendo su apertura y afectando su funcionamiento.
Incrustaciones de sales y minerales: La solución lixiviante puede contener sales y minerales que, al evaporarse, forman incrustaciones en los goteros, afectando el flujo del riego.
Bacterias y microorganismos: En ocasiones, las bacterias y microorganismos pueden desarrollarse en los goteros, formando una película biológica que bloquea el paso del agua.
Materia orgánica: La presencia de materia orgánica en el agua de riego puede fomentar el crecimiento de algas y hongos, lo que puede ocasionar obstrucciones en los goteros.
Filtros obstruidos: Si los filtros utilizados en el sistema de riego no se mantienen limpios y en buen estado, pueden obstruirse con partículas y sedimentos, afectando la eficiencia del sistema.
Calidad del agua: La calidad del agua utilizada en el riego por goteo juega un papel fundamental. Aguas con alta concentración de sales, pH extremadamente ácido o alcalino, o alto contenido de sólidos disueltos pueden aumentar el riesgo de taponamiento.
Conoce un poco mas acerca de los factores importantes en el proceso de Lixiviacion
VI. SOLUCIONES Y CONCLUSIONES
6.1 SOLUCIONES
Para prevenir el taponamiento en los sistemas de riego por goteo en pads de lixiviación, se pueden aplicar diversas medidas y prácticas efectivas. Algunas de ellas comprenden:
Utilización de filtros adecuados: Es fundamental emplear filtros de alta calidad y capacidad de retención para eliminar las partículas sólidas y sedimentos presentes en el agua antes de que llegue a los goteros. Estos filtros deben ser limpiados y mantenidos periódicamente para garantizar su eficiencia.
Tratamiento del agua: Según la calidad del agua utilizada, se pueden implementar tratamientos para reducir la presencia de sales, minerales y microorganismos que podrían obstruir los goteros.
Programas de limpieza: Es recomendable establecer programas regulares de limpieza de los goteros para evitar la acumulación de depósitos minerales o materia orgánica. Se pueden utilizar soluciones desincrustantes y procedimientos específicos de limpieza.
Uso de aditivos: La utilización de aditivos químicos puede ser efectiva para prevenir la formación de incrustaciones y la proliferación de microorganismos en los goteros.
Control del pH del agua: Es importante mantener el pH del agua de riego dentro de un rango óptimo para evitar problemas de corrosión o formación de precipitados.
Monitoreo y mantenimiento: Realizar un seguimiento constante del sistema de riego para detectar posibles obstrucciones a tiempo y llevar a cabo el mantenimiento adecuado cuando sea necesario.
Diseño del sistema: Un diseño bien planificado del sistema de riego, con la selección adecuada de los goteros y su distribución en la parcela, puede contribuir a minimizar las obstrucciones y asegurar una distribución uniforme de la solución lixiviante.
Capacitación del personal: Es importante garantizar que el personal encargado del manejo del sistema de riego esté debidamente capacitado para identificar y solucionar problemas de taponamiento de los goteros.
Implementando estas soluciones y siguiendo buenas prácticas de manejo y mantenimiento, es posible reducir significativamente el riesgo de taponamiento en los sistemas de riego por goteo en pads de lixiviación, lo que contribuirá a un proceso de lixiviación más eficiente y exitoso.
6.2 CONCLUSIONES
En base a lo investigado mediante este articulo podemos determinar que de manera empirica podemos predecir el taponamiento que puede estar presetne en los sistemas de riego por goteo acorde a los distintos parametros que se mencionaron durante dicha investigacion, sin embargo se resalta que pueden haber mas factores que afecten el taponamiento en un sistema de riego, esto puede estar bastante sujeto al material con el cual estamos trabajando, y de esta manera podrian afectar de manera grande los parametros
REFERENCIAS
https://chking.cl/procesos-metalurgicos/lixiviacion/riego-en-pilas-de-lixiviacion/
https://igc.com.pe/sistemas-riego-por-goteo-beneficios-lixiviacion/
https://igc.com.pe/riego-para-lixiviacion/
Comentarios
Registrate o Inicia Sesión para comentar y obtener Cursos de pago gratis