Por Felipe Saavedra, Investigador Medio Ambiente y Líder de Proyectos en SMI-ICE-Chile

 

Tal como comentamos en la parte 1 de este artículo, el desafío de un manejo apropiado de los relaves es triple ya que consideramos los relaves de ayer, los relaves de hoy y los relaves de mañana. Entre los principales aspectos que debemos abordar están la recuperación de agua y sus dificultades intrínsecas, aspectos de economía circular para la reconversión de los relaves en otros materiales, y la adaptación de los procesos para acercarnos a una minería sin relaves.

El valor del agua y los costos de abastecimiento son elevados en la mayoría de los distritos de minería cuprífera, y cualquier recuperación de agua de los relaves es un logro valioso. Sin embargo, la recuperación eficiente de agua está limitado por los costos de inversión en equipos convencionales y una alta demanda energética, particularmente para los procesos de filtración. El agua recuperada por medio de procesos convencionales presenta altas concentraciones de elementos disueltosy solo puede ser devuelta a la plata de procesos, con altos riesgos de acumulación de impurezas lo que requerirá tratamientos adicionales.

Convertir los relaves en materiales útiles significa manejar la escala de producción y sus difíciles características, entre las cuales están el alto contenido de agua y el bajo tamaño de partículas, que ambos afectan la estabilidad física y química de los relaves. La enorme cantidad de relaves producidos anualmente por la industria del cobre dificulta enormemente la transformación de todo ese volumen a productos comerciales. Múltiples estudios proponen la transformación de relaves a varios productos útiles, tales como cerámicas o ladrillos; sin embargo, en la actualidad no existe un mercado que pueda absorber la vasta cantidad de materiales de construcción que se generarían. Más aún, la mayoría de los sitios se encuentran en áreas remotas y lejos de los potenciales mercados, lo que desde la perspectiva de la sostenibilidad económica y ambiental, hace que el transporte de larga distancia pueda representar una limitación importante y casi insuperable para que sea práctico.

Queda claro que los desafíos vinculados a los relaves mineros establecen una difícil batalla cuesta arriba y contra el tiempo para idear soluciones viables y de largo plazo que puedan abordar los relaves de ayer, hoy y mañana.

EL CASO PARA UNA SOLUCIÓN SOLAR

Las principales reservas de cobre del mundo se encuentran en países con alta radiación solar. El desierto de Atacama en el norte de Chile es uno de los lugares con mayor radiación solar en el mundo, y es justamente donde se encuentran las mayores reservas de cobre. Este escenario inspiró el concepto de la transformación solar de los relaves presentada en el marco del Desafío de Relaves de BHP en 2020, propuesta que fue seleccionada como uno de los 10 proyectos que pasaron a la etapa de prueba de concepto. El proyecto Solar Tailings Transformation (STT) es una tecnología de gestión de los relaves novedosa, circular, y con visión de futuro, que combina i) desaguar los relaves de manera sostenible, y ii) reconvertir los relaves en productos finales comercializables a través del solo uso de la energía solar térmica. Esta tecnología, impulsada por un consocio conformado por SMI-ICE-Chile, SEENSO, IMDEA Energy y Aiguasol, es una solución inteligente y sostenible de transformar los relaves en materiales de valor con una baja huella de carbono, y que busca virtualmente eliminar la necesidad de tener depósitos de relaves tradicionales en el futuro. 

La primera etapa de la tecnología STT usa la evaporación solar de alto rendimiento y la posterior condensación del agua aplicada a los relaves para recuperar hasta un 90% del agua de alta calidad, mientras que los relaves secos pasan a la segunda etapa de aglomeración y estabilización, descrita más abajo. Este innovador proceso de recuperación de agua, integra dos tecnologías patentadas y probadas por prototipos actualmente en operación en Chile y España. Los prototipos producen agua de mayor calidad que el agua recuperada en la actualidaden tecnologías de desague tradicionales (i.e., filtración de relaves). El proceso incluye también el aprovechamiento de las sales presentes en los relaves (e.g., yeso precipitado) como aditivos adhesivos para el proceso de aglomeración de la tecnología STT – revise el concepto general en la figura abajo:


La tecnología Solar Tailings Transformation puede recuperar agua de alta calidad y transformar los relaves en material inerte en pellet. Esta tecnología es compatible y complementa a otras soluciones de reprocesamiento, tales como aquellas enfocada en la recuperación de metal(oid)es presentes en los relaves o aquellos que tratan de transformar pate del contenido de los relaves en productos de valor.

La segunda etapa de la tecnología STT toma los relaves secos y los somete a una etapa de aglomeración disruptiva de alta temperatura usando tecnologías de energía solar térmica de punta para transformar los relaves en pellets física y químicamente estables y amigables con el medio ambiente que pueden ser incorporados en diferentes aplicaciones de ingeniería y materiales. El proceso de fusión-aglomeración-sinterización solar de alta temperatura está inspirado en los procesos naturales observados en algunas erupciones volcánicas donde el lapilli se forma por la acumulación y la aglomeración de partículas de polvo en el líquido condensado o en el núcleo vidrioso derretido.

Los pellets química y físicamente estables serán fácil de manejar, transportar y almacenar, por lo que el costo y la huella de carbono de la gestión de los relaves en pellets sería inferior en comparación a las prácticas de gestión de relaves actuales. Adicionalmente, los pellets amigables con el medio ambiente pueden ser usados en aplicaciones ingenieriles como estabilización de caminos, control de polvo, cubiertas para impedir la generación de drenaje y emisiones (polvo y olores) de las minas y rellenos sanitarios o como base para veredas (aceras) y aplicación en paisajismo de parques en áreas rehabilitadas, incluyendo embalses de residuos. Los relaves fundidos y los pellets pueden ser usados para producir otros subproductos a partir de los relaves, como cerámicas, agregados ligeros, materiales sorbentes, estructuras para espejos usados en aplicación de energía solar concentrada, etc.

La tecnología STT tendrá impactos significativos y positivos en el medio ambiente y en el ámbito social. El enfoque es compatible y complementario a otras soluciones de reprocesamiento de relaves, como aquellos que están enfocadas en la recuperación de metal(oid)es presentes en los relaves o aquellos que tratan de transformar parte del contenido de los relaves en productos de valor.

UN CAMBIO DE PARADIGMA

El concepto del Solar Tailings Transformation es una tecnología sostenible que puede generar un cambio de paradigma en la gestión de relaves de la industria minera. Este concepto toma el complejo y difícil desafío de manejar residuo minero y lo transforma en una oportunidad para contribuir a la transición de la industria minera hacia una mayor sostenibilidad.Para que este cambio se efectúe, la industria necesita identificar sus debilidades y fortalezas en el conocimiento actual y las acciones vinculadas a los relaves, al igual que evaluar los riesgos y oportunidades de las novedosas e innovadoras metodologías creadas por la academia para mejorar procesos que impactan a grandes y diversos grupos de actores.

 

 

Para más información, contacte a Felipe Saavedra, Jacques Wiertz, y David Rubinos.