MANEJO DE RELAVES

1. MANEJO DE RELAVES . Ing. Guadalupe Herdoíza Vélez, MSc.

2. Antecedentes Los recursos minerales en la actualidad constituyen fuente de riqueza con que cuenta el Ecuador; son numerosos los minerales que se encuentran en la superficie, en el subsuelo, en los lechos de los ríos, plataforma continental y fondo marino, su búsqueda (prospección, exploración, explotación y posterior beneficio, requiere de procesos específicos, que ponen a disposición del hombre para satisfacer necesidades de energía, vivienda, transporte, alimentación, comunicación y otros servicios; sin embargo los problemas de seguridad y ambientales generados por esta actividad han sido cuestionados, esto debido en gran medida al manejo de los residuos, que por su volumen los de mayor incidencia son los relaves, debido a su deficiente disposición, fallas en sus estructuras que han ocasionado los problemas antes indicados.

3. CONCEPTOS GENERALES • Al hablar de Yacimientos Minerales, se debe considerar algunos conceptos que son de mucha importancia e inciden en los aspectos geológicos-geoquímicos, en los económicos, de seguridad y ambientales. Los más importantes son los siguientes: • Mena: Es el mineral cuya explotación presenta interés. En general, es un término que se refiere a minerales metálicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento químico de interés (Cu de la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, Au, Ag, que se encuentra en asociación con pirita, arsenopirita entre muchos ejemplos posibles). En el caso de los minerales metálicos, se requiere un tratamiento de la mena, que en general comprende dos etapas: el tratamiento mineralúrgico y el metalúrgico. • Ganga: Comprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés minero-económico en el momento de la explotación. Ejemplos frecuentes en minería metálica son el cuarzo y la calcita.

4. Estéril: Corresponde a las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades muy por debajo de la ley de corte. No suele corresponder con la ganga, son los minerales acompañantes de la mena. • Subproductos (o by-products): Suelen ser minerales de interés económico, pero que no son el objeto principal de la explotación, si bien aumentan el valor económico de la producción: por ejemplo, el Cd o el Hg contenido en yacimientos de sulfuros con altos contenidos en esfalerita, o el manganeso contenido en los pórfidos cupríferos. • Explotación minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales extraemos un material del que podemos obtener un beneficio económico, en minas: subterráneas, a cielo abierto o en canteras. • Cola o relave: Las colas o relaves son residuos sólidos que se generan en una planta de beneficio. Son pulpas que quedan luego de que el metal de valor ha sido extraído. Son los residuos (relaves) más visibles por su cantidad y los que pueden causar mayores problemas de contaminación al ingresar a los causes de agua. DAR: Drenaje ácido de roca; producción de un lixiviado ácido en iones metálicos a partir de rocas y minerales

5. ACTIVIDADES DE LAS OPERACIONES MINERAS PROSPECCIÓN EXPLORACIÓN INICIAL EXPLORACIÓN AVANZADA EVALUACIÓN ECONÓMICA 1 PREPARACIÓN Y DESARROLLO EXTRACCIÓN, CARGA, TRANSPORTE EXPLOTACIÓN 2 BENEFICIO DEMINERALES COMERCIALIZACIÓN 3 COMERCIALIZACIÓN 4 CIERRE DE MINAS

6. Procesos Operaciones de reducción de tamaño: trituración, molienda , clasificación Concentración gravimétrica Concentración gravimétrica-amalgamación. Concentración por flotación. 1. Lixiviación : Cianuración (CIP, CIL, CIP, pilas de lixiviación) Precipitación con polvo de zinc. (Merrylcrowe) Adsorción en carbón activado Electrodepositación Fundición Refinación Procesos mineralúrgicos y metalúrgicos

7. Mineral Mineral Trituración (trituradora de quijada) Trituración (trituradora de quijada) Amalgamación en barriles Molienda (molinos chilenos) Concentración gravimétrica (batea) Concentración gravimétrica (en canalones) Colas a piscina Amalgama a destilación Colas a piscinas Au Colas a planta de cianuración

10. Au

11. Relaves de concentración gravimétrica Relaves de procesos de cianuración

12. Fuente: ARCOM-C-CR-2009

13. EL MANEJO DE RELAVES La disposición de los relaves o colas es una parte integrante de las operaciones mineras, la extracción de los minerales genera grandes volúmenes de residuos (relaves) de grano de fino, que pueden tener propiedades físicas, químicas que no sean compatibles con el medio ambiente, pero que deben ser almacenadas en instalaciones de manera permanente. La secuencia de las fases de tiempo para el manejo de los relaves están claramente definidas : diseño y construcción, operación y cierre, etapas en las que siempre se requerirá un esfuerzo coordinado a fin de minimizar los impactos salud y seguridad, ambientales y sociales.

14. Diagrama de flujo de un embalse de relaves o colas Relaves de la planta de beneficio Infiltración es en el suelo Embalse o laguna de las colas o relaves Humedad residual de las colas Agua de mina, excedente Evaporación Precipitación pluvial, aguas superficiales Efluente, agua de recirculación

15. OBJETIVO DEL MANEJO • Almacenar de forma permanente los relaves en un deposito físicamente estable, evaluando los problemas de seguridad y ambientales a corto, mediano y a largo plazo, en cumplimiento de las leyes ,reglamentos y normas minero -ambientales. • Estabilidad física que debe asegurarse durante todo el tiempo de vida de la mina y hasta después de su cierre. La estabilidad del deposito de almacenamiento de los relaves debe considerar el comportamiento frente a: • Condiciones químicas de los relaves • Clima ( épocas secas, épocas de alta pluviosidad) • Sismicidad • Seguridad y medio ambiente, pese a que la seguridad física de la estructura de almacenamiento sea aceptable , los relaves pueden contener sustancias peligrosas que pueden contaminar el suelo, el aire o los cuerpos de agua, por tanto se requiere el conocimiento de las propiedades físico –químicas de los materiales .

16. Para alcanzar los objetivos señalados durante el tiempo de vida de un deposito de colas o relaves, se debe seguir la siguiente secuencia, que de manera simplificada se presenta:

17. Manejo de Riesgos Análisis de riesgo: proceso a través del cual se determinará la probabilidad de eventos , daños o perdidas no deseados . Identificación del peligro Análisis de frecuencia, Análisis de consecuencia Estimación del riesgo. En cada etapa del proceso de manejo de los relaves es importante considerar el aspecto de riesgos como fallas estructurales, contaminación ambiental, perdida de vidas, daños a la propiedad; de manera resumida los métodos mas adecuados a considerar son los siguientes: Evaluación de riesgos: comprende el análisis de riesgos y el proceso de decir si éstos son tolerables o no comparándolos con : Los criterios establecidos en las Normas mineras, ambientales y de seguridad vigentes. Niveles y límites de riesgo apropiadamente establecidos. Manejo de riesgos: proceso de clasificación y priorización de los riesgos, para el tiempo de vida que se ha establecido para la estructura de almacenamiento de los relaves. Ley de Minería :Art 78, Art. 83 Reglamento Ambiental ara actividades Mineras en la República del Ecuador: Art. 63, Art.90, Art.91 Convenio de Basilea sobre el control los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación. Texto Unificado de la legislación secundaria del Ministerio del Ambiente (TULSMA)

18. En el país en los distritos mineros de Ponce Enríquez, Portovelo, Zamora existe un numero desconocido de depósitos de relaves, cuyo diseño en su mayoría a sido empírica, es decir en las construcciones no se siguieron las mejores practicas de la ingeniería actual, el mayor riesgo es su estabilidad insuficiente y la posibilidad de infiltraciones.

19. DATOS GENERALES Ubicación Política-administrativa Provincia del Azuay Cantón y parroquia Ponce Enríquez. • Planta PROHEMACH • Código: 191028 • Autorización de Operación: • Proceso de Beneficio Cianuración y adsorción en Carbón Activado, proceso CIP. • Capacidad 40 t/día • Producto obtenido oro.

21. Stock de arenas (relaves de gravimetría) Cianuración por agitación en tanques Adición deCN- Adsorción de oro en carbón activado, en el tanque de cianuración Adición de carbón Carbón activado Adición de CN- Adición de NaOH Desorción en columna (Temperatura) Carbón activado para reciclado Solución rica Solución de CN- parareciclado Electrodepositación Lana de acero+oro Refinación química (Acido sulfúrico, nítricoclorhídrico, agua regia) Ag metálica Colas a relavera Precipitación (metabisulfito de sodio) Fundición Au metálico Flujograma del proceso

23. Consumo de reactivos en el proceso de cianuración

24. Auditoria de diagnóstico (reconocimiento, cuantificación y clasificación de los relaves) a)Reconocimiento, de acuerdo al TULAS “Residuos son todas las substancias sólidas, líquidas, gaseosas o pastosas u objetos cuya eliminación se procede, se propone proceder o se está obligado a proceder en virtud de los dispuesto en la legislación vigente”.

25. ENTRADA PROCESO SALIDA Vertimiento Agua Almacenamiento Agua, Cianuro, cal, carbón activado Proceso de lixiviación y adsorción en carbón activado Relave con contenido de cianuro Cianuro, etanol, NaOH, temperatura Solución de cianuro Proceso de elución Proceso deelectrodepositación Lana de acero, energía eléctrica Solución de cianuro Gases, solución ácida H2SO4, HCl Proceso de refinación Borax, NO3K, temperatura Fundición Gases, escorias Doré b) Diagrama de flujo entradas y salidas del proceso productivo

26. c) Cuantificación de los residuos (relaves) d) Clasificación De conformidad con las definiciones del Libro VI, de la Calidad Ambiental, Título II Políticas Nacionales de Residuos Sólidos, del Texto Unificado de la Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente, y título V Reglamento para la Prevención y Control de la Contaminación por Desechos Peligrosos y tomando también en consideración los siguientes factores: • Proceso productivo. • Sustancias químicas cuya presencia es indicativa de un potencial peligro a la salud y el medio ambiente. • Capacidad de ignición o inflamabilidad del residuo (relave). • La corrosividad del residuo. • Reactividad del residuo (relave). Se concluyó que los relaves de la Planta PROHEMACH, por provenir de un proceso industrial en él que se utiliza cianuro de sodio, cuya presencia es indicativa de un potencial peligro para la salud y el medio ambiente, además que este compuesto químico puede presentar reactividad cuando forma complejos; entonces los relaves se los considera peligrosos con características de toxicidad y reactividad.

27. CRETIB Es un código que significa: corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad. BiológicoElementos Corrosivos: óxidos fuertes, bases fuertes, fenol y bromo.Reactivos: nitratos, metales alcalinos, hidruros metálicos, magnesio.Explosivos: peróxidos, cloratos, percloratos, acido nítrico.Tóxicos: cianuro, arsénico, plomo, nitrobenceno.Inflamables: hidrocarburos, alcoholes, cetonas, fosforo.Biol. Infecc: materiales usados en cirugía, jeringas y residuos patógenos.

28. Hojas de Datos de Seguridad de Materiales (MSDS)

29. Cianuro: Desde el punto de vista técnico, un anión con carga singular que consta de un átomo de carbono y un átomo de nitrógeno unidos con un enlace triple. CNֿ. El término «cianuro» se de manera general al ión de cianuro, al cianuro de hidrógeno, así como a las sales y compuestos de cianuro. Cianuro libre: Término utilizado para el ión de cianuro (CN-) y para el cianuro de hidrógeno (HCN), que se forma en la solución. Casi todo el cianuro libre está presente como HCN. Si el cianuro libre está presente a un pH menor a 9,31 es un agente tóxico para el medio ambiente. Si el pH es mayor a 10,5 todo el cianuro libre está presente como (CN-). El cianuro libre es químicamente inestable; no persiste en el ambiente ni tampoco es bio-acumulable a través de la cadena alimenticia.

30. Para complementar la caracterización de los relaves se realizaron los siguientes análisis físico-químicos: • Análisis granulométrico • Determinación de humedad • Análisis químico de metales, barrido en ICP (Inducción por plasma) • Análisis de lixiviados PECT( EPA 1311)

31. Fuente: Laboratorios GRUENTEC, 2009.

32. Análisis para determinar la característica de toxicicidad por lixiviación Fuente: Laboratorios GRUENTEC, 2009.

33. Etapas en el ciclo de vida útil de una instalación de almacenamiento de residuos de ( relaves) de la actividad minera. Caracterización geológica y geotécnica del terreno. Evaluación de las condiciones hidrológicas y sistemas de drenaje (determinación de régimen pluvial, caudales de diseño). Evaluación de peligro sísmico. Análisis de estabilidad física y diseño Caracterización del material del relave Producción proyectada Selección del sitio de ubicación y diseño de la instalación Construcción Volumen de producción Volumen de agua Características de los relaves :propiedades fisicoquímicas, químicas reacciones de sus componentes. Método de disposición Balance metalúrgico Operación Retirada del servicio y cierre definitivo TIEMPO Recuperación de la superficie o protección contra los efectos de erosión del viento y el agua Estabilización : tratamiento químico o vegetativa Cobertura con roca

34. Elementos del diseño • Tipos de Almacenamiento: • Instalaciones con dique (Costos altos) • Dique en anillo • Embalse en ladera • Embalse a través del valle • Instalaciones sin dique • Disposiciones dentro de un tajo • Disposición subterráneas • Disposición submarina

35. Métodos de construcción de diques • Método aguas arriba • Método aguas abajo • Método de línea central

36. Flujograma para el manejo de los relaves de la planta PROHEMACH La Planta PROHEMACH genera residuos (relaves) Se encuentra en el listado de desechos peligrosos No CARACTERIZAR LOS RESIDUOS (RELAVES) SI ¿Es corrosivo, reactivo, explosivo o infeccioso? SI CUANTIFICAR LOS RELAVES ¿Es posible darle reúso, reciclaje, tratamiento, incineración, coprocesamiento? NO MANEJAR Y DISPONER COMO RESIDUO NO PELIGROSO NO DISPOSICIÓN FINAL RESIDUO PELIGROSO (RELAVES)

37. Elementos del Sistema de gestión Integral del manejo de relaves

38. Manejo del cianuro • 1 CARGA • Antes de la carga, se verificará que los contenedores del cianuro no se encuentren abiertos, es decir estén perfectamente envasados por el proveedor. • Los trabajadores de la planta deben usar los equipos de protección adecuados para la manipulación del cianuro como guantes de látex, gafas protectoras, mascarilla para gases (al momento de cargarlo en los tanques de agitación). • No ingerir alimentos ni fumar cuando se trabaja con cianuro. • 2 TRANSPORTE • El único responsable ante un accidente en el transporte del cianuro, es el titular del permiso de operación de la planta de beneficio. El transporte del cianuro deberá ser realizado por el proveedor, quien debe contar con todos los permisos y registros ambientales para su distribución. • El cianuro NUNCA debe ser enviado por correo. • Verificar que el cianuro no sea embalado junto a otros reactivos químicos como ácidos, alimentos o ingredientes de productos usados para el consumo humano o animal, incluyendo medicinas.

39. El transportista deberá tener un equipo básico de protección personal (EPP) como casco, zapatos de seguridad, gafas, guantes de látex, respirador, overol y un botiquín de primeros auxilios en el que se encuentren ampollas de NITRITO DE AMILO. • El transportista deberá tener un plan de Contingencia aprobado por el Ministerio del Ambiente (MAE). • El Transportista deberá tener un sistema de comunicación que le permita informar rápidamente a la policía sobre cualquier accidente que ocurra al medio de transporte. • El transportista debe estar capacitado en los procedimientos correctos para manipular el cianuro, haber recibido un curso de primeros auxilios para actuar en casos de intoxicación.

40. 3 ALMACENAMIENTO • La bodega donde se almacena el cianuro debe ser de cemento. • Los cilindros o contenedores de cianuro deben guardarse en lugares secos y con una buena ventilación. • No deben apilarse más de tres cilindros en posición vertical. • En la bodega donde se guarda el cianuro, no deben estar otras substancias químicas como: • Ácidos (la combinación con ácidos libera ácido cianhídrico). • Oxidantes (la combinación del cianuro con oxidantes puede producir reacciones violentas). • Productos inflamables, lubricantes y/o combustibles (la combustión puede provocar deterioro de los envases y formación de ácido cianhídrico). • Alimentos de consumo humano o animal. • Colocar señalización de advertencia y peligro en la bodega y planta de beneficio. • Exigir al personal lavarse las manos y la cara al salir del área de almacenamiento del cianuro. Prohibir fumar, ingerir alimentos, goma de mascar, o tomar agua.

41. 4 CONTROL Y MANIPULEO • Instruir de manera permanente a los trabajadores sobre las características y peligros del cianuro y los primeros auxilios ante una emergencia. • Llevar un minucioso control y registro de la entrada y salida del cianuro. • Los contenedores de cianuro deben permanecer correctamente cerrados. • No se debe permitir el manipuleo al personal que no esté entrenado en el manejo del cianuro y que no cuente con el equipo de protección adecuado. • Siempre se mantendrá un kit de primeros auxilios conteniendo un antídoto.

42. Envenenamiento con cianuro Es importante señalar que las personas pueden entrar en contacto con el cianuro a través de las siguientes vías de exposición: • Vías respiratorias: Inhalación de aire que contiene vapores de cianuro o polvo que contiene compuestos de cianuro. • Vía digestiva: Cuando se ingieren alimentos o agua contaminada con cianuro. • Vía Epidérmica: Cuando hay contacto con la piel, que con frecuencia ocurre en los sitios de trabajo.

43. Los efectos en la salud, en todos los casos cuando hay absorción de cianuro por el organismo es muy rápida, unos segundos cuando se trata de inhalación y unos 30 minutos si es por vía oral. En el caso de intoxicación cutánea, dependiendo de la intensidad de ésta, el proceso puede ser de 4 a 6 horas. • La exposición a niveles elevados de cianuro daña el sistema nervioso central, el sistema respiratorio y el cardiovascular. Puede causar coma y muerte.

44. Que hacer? • 1 EN CASO DE INHALACIÓN • Llevar a la victima a un lugar ventilado. • Suministrarle Nitrito de Amilo. • Suministrarle oxigeno. • Trasladar a la víctima al centro médico más cercano. • 2 EN CASO DE INGESTIÓN • Inducir al trabajador al vómito, tocándole el paladar con los dedos. • Administrar por inhalación nitrito de amilo y oxígeno. • Mantener a la victima abrigada. • 3 CONTACTO CON LA PIEL • a)Quitar la ropa contaminada y lavar la piel con abundante agua. • b) Suministrarle Nitrito de Amilo. • c) Suministrarle oxígeno. • d) Trasladar a la víctima al centro médico más cercano

45. Administración del nitrito de amilo • Retirar todas las fuentes de calor y no fumar, ya que el nitrato de amilo es inflamable. • Rompa la ampolla de nitrito de amilo en la tela o gasa. La victima debe inhalar el nitrito de amilo durante 15 segundos. Antes de la segunda dosis, debe haber 15 segundos de descanso. • Repita la operación cinco o seis veces. Utilizar una ampolla nueva cada tres minutos si fuera necesario. • Trasladar a la víctima al centro médico más cercano, y suministrarle nitrito de sodio por vía intravenosa al 3% (300 mg en 10 ml). Inyectarle en dos partes en cuatro minutos. • Posteriormente se debe administrar tiosulfato de sodio intravenoso, que se presenta en ampollas de 50 ml. Se puede utilizar hidroxicobalamina para facilitar la eliminación del cianuro. • Realizar exámenes complementarios de cianuro en la sangre y tiocianatos en la sangre y orina.

46. Bibliografía • Adams, M. (1992). The Mechanism of adsorption on to Activated Carbon. Elsevier Sciencie Publishers. • Bachiller, B.; Rendueles (2001). Reducción del impacto ambiental en el desarrollo de nuevos proyectos de minería de oro. España. • Barbour, S. (1990). Reduction of Acid Generation in Mine tailings Throug the Use of Mioisture-Retaining Cover layers as. Londres. • Barbour, S. y Shaw, I. (2000)., Ecotoxicological impacts of the extractive industries en the Enviromental Polyci in Mining (A. Warhurst y L. Noronha, eds). Lewis Publishers, Londres, pp 57-80. • Blowes, D.W. (1994). Remediation and prevention of low-quality drainage form tailings impoundments en the Enviromental Geochemistry of Sulfide Mine Wastes (DW.Blowes y J.L. Jambor, eds). Mineralogical Association of Canada, Ontario, pp 364-379. • Barsky, G.; Swainson, SJ. y Easly, N.(1935). Disolution of gold and silver in cyanide solutions. Tras. Am. Inst.Min-Metal. Engrs. • Cañadas, C. (1983). Mapa Bioclimático y Ecológico del Ecuador, MAG-PRONAREG. Quito-Ecuador Banco Central. • Conesa Fernández; Vítora, V. (2007). Guía metodológica para la Evaluación de Impacto Ambiental. 3ª edición. Madrid. • De la Torre, E. (2000). Carbón activado la mejor alternativa para efluentes. Curso teórico práctico. Beneficio del oro y tratamiento de efluentes .EPN, Quito. • Ministerio de Desarrollo Sostenible y Planificación (1996). Proyecto Piloto Depósito de Colas. Oruro. Bolivia. • MinisteriodelAmbiente(2003). LegislaciónAmbientalEcuatoriana. Texto Unificado. Libro VI. Título II. PoliticasNacionales de ResiduosSólidos. Titulo V. Reglamento para la Prevención y Control de la Contaminación de DesechosPeligrosos. Ecuador. • Ministerio de RecursosNaturales No Renovables (2009): Ley de Minería No. 517, del 29 de enerodel 2009. Titulo IV, Capítulo II. De la preservacióndel Medio Ambiente. Ecuador.

47. Gracias por su atención