ANÁLISIS DE LOS EFECTOS DE LA DESATURACIÓN EN LA RESISTENCIA AL CORTE DE RELAVES ESPESADOS

Abstract

La escasez de agua que afecta a la zona norte en la última década se ha convertidoen un problema que las mineras abordan desde las fases iniciales de sus proyectos o quedeben enfrentar al evaluar una ampliación de sus operaciones. Así, para hacer frente a estasituación, se ha invertido una gran cantidad de recursos en el estudio y posteriorimplementación de la tecnología de espesamiento de relaves (TTD por sus siglas en inglés)para el manejo de residuos generados en los procesos de concentración de mineral. Estaestrategia consiste en utilizar floculantes y equipos mecánicos –espesadores o filtros-, paraextraer una mayor cantidad de agua a los relaves provenientes de la planta, resultando unmaterial no segregable con un contenido de sólidos (relación entre peso de sólidos y pesototal de la pulpa de relaves) de aproximadamente 55 a 70%.Son varias las ventajas de este método en comparación con las técnicas convencionales.Algunas de estas ventajas son una mayor recuperación de agua desde la planta, reducciónde la contaminación de napas subterráneas, disposición con pendientes de playa nohorizontales y, por ende, mayor capacidad de almacenamiento y aumento de la vida útil delos depósitos. Adicionalmente, dado los bajos contenidos de agua, estos depósitos desaturancon mayor facilidad producto de su interacción con la atmosfera y el subsuelo (i.e. procesosde evaporación e infiltración), lo que resulta en un material parcialmente saturado. Loanterior, resulta en que el material transite desde una condición saturada a una condiciónparcialmente saturada. En esta condición se generan presiones intersticiales negativas en lamatriz de suelo (i.e. succión matricial), lo que condiciona la respuesta y la estabilidad de laestructura producto de los efectos de la succión en la presión de confinamiento efectiva delsuelo.En este contexto, el presente trabajo de título estudia los efectos de la succión matricial enla resistencia al corte de un depósito de relaves espesados. Para ello, se realizó una visita aterreno con el objetivo de caracterizar los grados de saturación in situ el depósito, lo quepermitió luego definir pruebas de laboratorio de resistencia al corte en un rango acotado desucciones. Finalmente, y en consideración de la información recogida y característicasgeométricas del depósito, se aplicaron los fundamentos de la geoestadística para efectuar unanálisis espacial de las propiedades índices y parámetros resistentes en condición no saturada.Cabe mencionar, que el estudio contó con la colaboración de Geotecnia Ambiental Ltda.Empresa que colaboró con el diseño y ejecución de la campaña en terreno y contribuyo alanálisis de la información experimental. Además, el laboratorio LEMCO de la UniversidadTécnica Federico Santa María proporcionó los equipos necesarios y ayuda logística parala correcta ejecución de los ensayos de laboratorio.The lack of water that has affected northern regions of Chile in the last decade hasbecome a problem that mining companies face from initial phases of their projects or whenextensions of their operations are planned. Thus, to deal with this situation, a great amountof resources have been invested in the study and subsequent implementation of tailingsthickening technology for the management of tailings generated after mineral concentrationprocesses. This strategy consists of using flocculants and mechanical equipment (smelters orfilters) to recover a greater amount of water from tailings. This results in a non-segregablematerial with a solids content (ratio of solid weight to the total weight of the material) ofabout 55-70%.There are several advantages of this method in comparison with conventional techniques.Some of these advantages include greater water recovery, reduction of groundwatercontamination, greater storage capacity and longer life. In addition, given the low watercontent, these deposits desaturate faster, generating a material in an unsaturated state. Asa result, negative interstitial pressures (usually known as suction) are generated in the soilmatrix, which may condition the structural stability of the structure.In this context, the present study aims to study the effects of matrix suction on the shearresponse of a thickened tailings deposit. For this purpose, a field visit was carried out withthe objective of characterizing in situ degrees of saturation within the deposit. The observedwater contents allowed to plan laboratory tests in a defined range of suctions. Finally,geostatistics was used to show index properties and shear strength parameters in thestructure surface.This study was carried out with the collaboration of Geotecnia Ambiental Ltda who agreedprovided support in the in situ monitoring and in the analysis of experimental results. Inaddition, the Laboratory LEMCO at Universidad Técnica Federico Santa María, providedall the necessary equipment and logistical support for the correct execution of the laboratorytests.