Selección de sitios de lixiviación en pilas y colocación de revestimientos de fondo

La construcción de pilas de lixiviación implica apilar minerales o aglomerados sobre el revestimiento inferior del área de lixiviación, de acuerdo con las dimensiones geométricas diseñadas. La pila de mineral construida debe presentar una buena y uniforme permeabilidad, así como estabilidad estructural. Esto garantiza que, durante el proceso de lixiviación, el agente lixiviante pueda penetrar uniformemente en toda la sección transversal de la pila con la intensidad de distribución de líquido requerida. Al mismo tiempo, previene sucesos como el colapso en los bordes de la pila o la erosión localizada. Por lo tanto, se debe prestar mucha atención durante la operación. En la práctica de producción, existe otro tipo de método de lixiviación en pilas. El mineral extraído se transporta directamente a la plataforma de lixiviación sin trituración previa. En algunos casos, la lixiviación incluso se lleva a cabo en el sitio de voladura. El tamaño de partícula del mineral suele oscilar entre 100 y 200 mm o incluso más, lo que resulta en un ciclo de lixiviación que puede durar medio año o incluso más. Dado que este tipo de lixiviación en pilas es relativamente simple, a menudo no se estudia como una forma típica de lixiviación en pilas.

Selección de sitios de lixiviación en pilas y colocación de revestimientos de fondo

La selección del emplazamiento para la lixiviación en pilas está relacionada con la inversión en infraestructura, incluyendo el procesamiento del terreno, las vías de acceso y el trazado de las tuberías. El revestimiento inferior del emplazamiento y su colocación son cruciales para la producción de lixiviación en pilas, especialmente en pilas de gran tamaño. Por lo tanto, es fundamental garantizar la calidad del revestimiento inferior.

1. Requisitos básicos para sitios de lixiviación en pilas

El sitio debe tener suficiente resistencia para soportar la presión total del peso del mineral y del equipo de transporte.

Debe tener una cierta pendiente topográfica, que favorezca el recorte del sitio y el flujo de lixiviados.

Debe haber suficiente área para la construcción de pilas y vías de transporte. En el caso de minas con potencial de desarrollo, también deben considerarse las posibilidades de expansión futura.

2. Selección y colocación de revestimientos de fondo para plataformas de lixiviación en pilas

2.1 Selección de revestimientos de fondo para plataformas de lixiviación en pilas

Los revestimientos de fondo para plataformas de lixiviación en pilas se pueden clasificar en dos tipos: permanentes y temporales. Los primeros requieren un largo tiempo de construcción y altos costos, lo que los hace adecuados para minas de escala mediana a grande con una larga vida útil. Por el contrario, los revestimientos de fondo temporales se utilizan solo una vez, requieren un corto tiempo de construcción y son de bajo costo. Son adecuados para minas con una vida útil inferior a 5 años. Además, el entorno circundante también influye. Si el área para construir el sitio de lixiviación en pilas es limitada, se puede construir una plataforma de lixiviación en pilas permanente. Por el contrario, si hay una pendiente extensa cercana y la distancia de transporte del mineral es corta, se puede construir una plataforma de lixiviación en pilas temporal.

2.2 Varios materiales de revestimiento de fondo de uso común

• Arcilla y bentonita : Cuando hay una gran cantidad de arcilla cerca del sitio de lixiviación en pilas, el uso de una capa inferior de arcilla es una opción adecuada. Esta capa inferior se puede compactar en tres capas, cada una de aproximadamente 150 mm de espesor. El coeficiente de permeabilidad de esta capa inferior es de 1.0 × 10⁻⁷ cm/s, lo que cumple con los requisitos de protección ambiental. Dado que la bentonita (especialmente la de tipo sódico) tiene fuertes propiedades de absorción de agua y puede expandirse de 10 a 30 veces su volumen después de absorber agua, agregar una cantidad adecuada (alrededor del 4 %) de bentonita a la arcilla puede reducir significativamente la permeabilidad de la arcilla. Este tipo de capa inferior es fácil de colocar y tiene un bajo costo. La base debe estar compactada y la pendiente debe ser suave para evitar la erosión de la capa inferior durante el proceso de lixiviación en pilas.

• Asfalto y hormigón : Cuando se utiliza asfalto u hormigón como revestimiento inferior, su resistencia a la filtración y a la compresión está relacionada con su espesor. Generalmente, el espesor oscila entre 150 y 200 mm. Si se construye correctamente, el coeficiente de permeabilidad se sitúa entre 1.0 × 10⁻⁹ cm/s y 1.0 × 10⁻¹⁰ cm/s. Sin embargo, este tipo de revestimiento inferior es relativamente caro y propenso a agrietarse.

• Películas (placas) de polietileno de alta densidad (HDPE) : Cuando se utiliza polietileno de alta densidad y otros materiales sintéticos como revestimiento inferior, el espesor es de solo 1 a 2 mm. Su coeficiente de permeabilidad es inferior a 1.0 × 10⁻¹³ cm/s y posee una resistencia a la perforación media. Es adecuado para minerales con un tamaño de partícula inferior a 20 mm y puede reutilizarse varias veces. Las placas flexibles de polietileno de alta densidad pueden unirse in situ mediante ciclohexanona. El método de construcción es sencillo, pero se exigen requisitos estrictos en cuanto a la calidad de las soldaduras. En otros países, este material se suele elegir para los revestimientos inferiores de las plantas de lixiviación en pilas (incluidas las balsas de lixiviación de líquidos terminados).

2.3 Estructuras de línea de fondo

• Revestimientos inferiores de una sola capa : Cuando se utilizan arcilla, asfalto o concreto para los revestimientos inferiores de una sola capa, estos soportan una tensión relativamente alta y pueden controlar la estabilidad del montón de mineral junto con la base. Cuando se utilizan materiales sintéticos, especialmente cuando estos se colocan sobre una base de materiales de grano fino, la resistencia al contacto por fricción es muy baja, lo que puede garantizar la estabilidad del montón de mineral.

• Revestimientos de fondo de doble capa : Los revestimientos de fondo de doble capa se componen de dos tipos de materiales. Las dos capas pueden estar en contacto directo o tener una capa de drenaje o una capa amortiguadora entre ellas. La capa de drenaje, utilizada para el control de fugas, permite recoger y reciclar el lixiviado. Esta capa puede estar hecha de materiales como arena fina, y su adición también mejora la estabilidad del montón de mineral. La capa superior del revestimiento de fondo de doble capa suele ser la capa amortiguadora de trabajo para asegurar la recuperación del lixiviado, mientras que la capa inferior es la capa de respaldo para evitar la fuga de la solución al medio ambiente. Generalmente, la capa de trabajo del revestimiento de fondo de doble capa está hecha de materiales sintéticos como HDPE y PVC, y la capa de respaldo es de arcilla.

• Revestimientos de fondo de triple capa : Los revestimientos de fondo de triple capa suelen estar compuestos por una capa de PVC o HDPE flexible y dos capas de arcilla, o dos capas de PVC y una de arcilla. Existe una probabilidad relativamente alta de deslizamiento del montón de mineral con revestimientos de fondo de triple capa. Para evitar el deslizamiento, se debe proporcionar al menos una capa de drenaje entre las capas del revestimiento de fondo. Los revestimientos de fondo de triple capa se utilizan con menos frecuencia.

2.4 Colocación de revestimientos de fondo

La tecnología de instalación y la calidad del revestimiento inferior afectan seriamente su funcionamiento. Al instalar un revestimiento inferior de arcilla, es necesario evitar las temporadas de lluvia o sequía para evitar que se agriete por pérdida de agua. El método específico consiste en colocar primero una capa de arcilla, bentonita o relaves finos sobre la cimentación, compactarla, luego colocar películas plásticas o láminas de caucho, agregar una capa de arcilla o arena fina y, finalmente, cubrir una capa de mineral de gran tamaño como capa protectora.

Cuando exista una diferencia de altura en la cimentación, la colocación de los revestimientos inferiores de material sintético debe comenzar desde el punto más bajo y continuar hacia arriba. Evite la formación de arrugas. Se puede utilizar una máquina de rodillos sin costura para la colocación, y la soldadura se realiza preferiblemente en obra. Las soldaduras deben ser uniformes y su dirección perpendicular a la trayectoria de movimiento de la pila de mineral. Además, el área de colocación del revestimiento inferior de la pila de lixiviación debe ser ligeramente mayor que el área real del fondo de la pila de mineral.