¿Cuáles son los procesos de tratamiento de relaves?

Los relaves son la fracción de la planta de beneficio que presenta un bajo contenido de componentes útiles, no apta para su uso en la producción y constituye el principal componente de los residuos sólidos industriales. El tratamiento de relaves es una etapa clave en la operación minera; sin embargo, ¿conoce cuáles son los métodos de tratamiento aplicables?

¿Por qué es necesario tratar los relaves?

Generalmente, las concentradoras emplean depósitos de relaves para gestionar estos materiales. No obstante, los productos químicos tóxicos, las aguas residuales y los iones de metales pesados presentes en el proceso de beneficio no solo generan contaminación y daños ecológicos en el entorno minero circundante, sino que también incrementan los riesgos de seguridad en los depósitos de relaves. En estas instalaciones se han registrado incidentes como deslizamientos de tierra, flujos de lodo y fallas estructurales del dique. Por ello, la gestión de relaves ha sido siempre una prioridad.

Métodos de tratamiento de relaves

Actualmente, las estrategias de tratamiento de relaves se orientan principalmente hacia tres vías: re-selección de relaves, deshidratación de relaves y relleno de huecos excavados con relaves. A continuación, detallamos cada uno de estos procesos.

1. Proceso de re-selección de relaves

Aunque el contenido de componentes útiles en los relaves es relativamente bajo, la aplicación de tecnología avanzada y procesos racionales permite recuperar una mayor proporción de dichos componentes, favoreciendo así el reciclaje integral de recursos y la reducción de residuos. La descarga final de relaves aliviará la presión ambiental generada por estos. Actualmente, los procesos comunes de reprocesamiento de relaves incluyen:

1) Proceso de flotación

El proceso de flotación se utiliza para tratar relaves que contienen colemanita, óxido de zinc, apatito y otros minerales. Gracias al desarrollo de nuevos reactivos y tecnologías, algunos relaves con procesos relativamente simples, especialmente los relaves antiguos, pueden ser sometidos a una nueva flotación. Mediante este tratamiento, se obtienen productos concentrados aptos para su reciclaje.

2) Nuevo proceso de re-selección

Se emplean nuevos equipos de separación por gravedad para recuperar minerales de grano fino en los relaves. Tras su invención y perfeccionamiento, muchos equipos tradicionales de separación gravitacional pueden utilizarse en la re-selección de relaves finos y ultrafinos, como concentradores centrífugos verticales, mesas vibratorias compuestas, centrifugadoras de campo de fuerza compuesto, entre otros.

3) Tecnología de tratamiento biológico y lixiviación microbiana

Esta tecnología utiliza principalmente la acción bioquímica de los microorganismos para mejorar las propiedades de los relaves y extraer iones metálicos nocivos mediante lixiviación microbiana o mineralización microbiana, evitando así la contaminación ambiental.

2. Proceso de deshidratación de relaves

En la etapa de separación, la pulpa suele contener una gran cantidad de agua, y el exceso de contenido de humedad en los relaves puede provocar fácilmente la ruptura del dique de relaves. Por lo tanto, en la planta de beneficio, la concentración y la deshidratación de los relaves son también etapas clave, y los siguientes dos aspectos son los más comunes.

1) Proceso de concentración con hidrociclón como núcleo

Como un tipo de equipo que utiliza fuerza centrífuga para la separación sólido-líquido, el hidrociclón se caracteriza por su pequeña huella y alta concentración de flujo inferior. Este proceso de concentración utiliza principalmente hidrociclones y espesadores para formar una serie de procesos de circuito cerrado, obteniendo así un producto concentrado de alta densidad.

2) Proceso de prensado en seco de relaves mediante prensa de filtro

En el tratamiento de relaves de minas de oro, también se emplea la deshidratación por prensa de filtro. Este método presenta características como un bajo contenido de humedad en la torta de filtración y la reutilización del filtrado. Sin embargo, debido a la baja capacidad de procesamiento de una sola máquina, resulta difícil separar los relaves de gran escala generados en el beneficio mineral.

3) Descarga seca de relaves

La descarga seca de relaves es una tecnología innovadora que utiliza ciclones de deshidratación, cribas de deshidratación de alta frecuencia y eficiencia, espesadores cónicos profundos de alto rendimiento, entre otros equipos. Permite reducir el contenido de humedad de los relaves a menos del 15%, optimizar costos y evitar eficazmente la contaminación ambiental.

3. Relleno de áreas minadas con relaves

El relleno de áreas agotadas mediante relaves consiste en utilizar los residuos de relaves, tras su tratamiento, para rellenar las zonas minadas vacías. Esta técnica permite proteger el terreno y reducir los costes asociados a la construcción de presas de relaves. Actualmente, existen dos métodos principales para el relleno de huecos mineros (goaf) con relaves:

1) Tecnología de relleno cementado con relaves totales

El relleno cementado con relaves totales utiliza relaves deshidratados mezclados con cemento, cenizas volantes, etc., para formar un agregado de relleno con una dureza de 1 a 2 MPa. La lechada de relleno se transporta al área de relleno mediante flujo por gravedad a través de tuberías, logrando así el objetivo de rellenar el hueco minero.

2) Tecnología de consolidación de alto contenido de agua y relleno con relaves totales

El relleno con relaves totales de consolidación de alto contenido de agua es similar al relleno cementado con relaves totales, salvo que se emplean materiales de alto contenido de agua como aglutinantes en lugar de cemento. Este método utiliza un primer material compuesto principalmente por aluminato y sulfoaluminato, y un segundo material compuesto principalmente por anhidrita, cal viva y coagulante. Ambos materiales se pulpan y transportan por separado, y se mezclan antes del relleno, lo que confiere a la mezcla características de rápido fraguado.

Los tres aspectos mencionados anteriormente representan las principales líneas de acción para el tratamiento de relaves. La aplicación práctica de los espesadores debe definirse en función de la escala del proyecto y la inversión disponible. Se recomienda consultar con un proveedor de equipos de procesamiento mineral que cuente con las cualificaciones de diseño necesarias para seleccionar la solución de espesamiento más adecuada según cada caso específico.