CONSERVACIN DE LOS RECURSOS MINERALES Profesor Roberto Blanco

CONSERVACIÓN DE LOS RECURSOS MINERALES Profesor: Roberto Blanco Torrens

Las principales exigencias en el campo de la conservación de los recursos minerales se pueden lograr mediante las siguientes medidas: ØGarantizar un estudio biológico integral y detallado de los yacimientos minerales. ØEstablecimiento de una regulación para la explotación de los recursos minerales, que no permita su explotación fuera de lo que esté normado. ØGarantizar la más completa extracción de los minerales útiles de la corteza terrestre y su utilización más racional.

ØProtección de los yacimientos minerales de posibles inundaciones, incendios y otras afectaciones, que puedan producir la disminución de la calidad de los minerales y por ende de su valor industrial ó que provoquen que su explotación se haga más compleja, lo que conduce a hacerla más cara y en muchos casos al aumento de las pérdidas. ØProtección de las áreas destinadas para la explotación de yacimientos minerales y evitar que se usen estas áreas para otros fines. ØProteger a las entrañas de la tierra (subsuelo) de su enrarecimiento, debido a la conservación en ella de petróleo, gases y otros materiales y al depósito de desechos y residuos industriales que puedan dañar las aguas y la atmósfera subterránea.

A la hora de enfrentar la explotación de los yacimientos minerales se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: ØRealizar, previo al proyecto de explotación, todos los trabajos de exploración geológica necesarios y elaborar la documentación técnica para ellos establecida. ØCalcular el estado de las reservas y establecer las perdidas y empobrecimiento permisible. ØEmpleo de los métodos de explotación más efectivos que garanticen la más completa extracción de todo el componente mineral útil que tenga significado industrial. ØNo permitir que se produzcan pérdidas y empobrecimiento por arriba de lo normado y/o previsto en el proyecto de explotación.

ØConservar el mineral extraído, que posea componentes útiles o potencialmente útiles, que no vaya a ser tratado y también conservar los residuos de su proceso que puedan tener componentes útiles. ØDarle la utilización más adecuada posible al estéril y a los residuos industriales (con poco o ningún componente útil) y garantizar su adecuada ubicación. ØGarantizar la protección e higiene de los trabajos, la seguridad de las diferentes obras y construcciones (tanto de superficie como subterránea) y la protección adecuada al medio ambiente. Además debe tenerse en cuenta los planes de liquidación de posibles averías.

Es por ello que en los proyectos de explotación deben tenerse en cuenta una serie de factores, siendo los más importantes los siguientes: La ubicación de las obras y construcciones subterráneas y las de superficie en el campo de mina deben garantizar la más racional y efectiva explotación de las reservas minerales. El método de apertura, el sistema de explotación y el esquema tecnológico del procesamiento mineral (beneficio) deben garantizar una extracción integral y económica de todo el contenido mineral útil (no solo del fundamental) e incluso en muchos casos de componentes secundarios que poseen valor industrial. Un empleo racional del estéril.

El almacenamiento y conservación adecuada de minerales, que no se vayan a tratar pero que tengan componentes útiles (o sea que tengan valor). Lo mismo se puede señalar para residuos y colas con estas características. Toda la documentación geológica, hidrogeológica, topográfica y otras más específicas que se posean o hayan elaborado. Plan de medidas para garantizar la seguridad de las construcciones y obras. Programa de protección e higiene del trabajo en general para la actividad minera y en particular por actividades. Plan de medidas para evitar o disminuir el impacto ambiental de la actividad minera sobre el medio ambiente.

Con respecto a este último aspecto se prevee todo un cuerpo de medidas tendentes a evitar o a disminuir las afectaciones al medio; pero lo más importante, desde el punto de vista minero está dado en la forma en que se realizan estos trabajos y los métodos que para ello se utilizan, los que deben estar contenidos en el proyecto de explotación. Como es sabido al realizarse los trabajos mineros se afecta al medio ambiente, no solo en la zona que ocupa el campo de minas, sino en una zona de su entorno que puede llegar a ocupar un gran área (esto estará en dependencia de los aspectos antes señalados).

Por el impacto ambiental causado por la minería se puede afectar: el paisaje, los suelos, la atmósfera, los bosques, la fauna, los recursos hídricos (superficiales y subterráneos) y en general todo lo que se ubica en la zona de afectación de la minería, incluyendo al hombre y su hábitat. También pueden ser afectados obras arqueológicas, monumentos, obras culturales y otros, sino se toman a tiempo las medidas de protección pertinentes.

GRADO DE UTILIZACIÓN DE LOS RECURSOS MINERALES EN EL PROCESO DE SU EXTRACCIÓN Y ELABORACIÓN Como se conoce los recursos minerales no son renovables y a la vez cada día el desarrollo industrial exige más de ello. Como indicadores principales del grado de utilización de los recursos minerales se pueden mencionar los siguientes: Pérdidas Empobrecimiento Coeficiente de extracción del mineral del subsuelo Coeficiente de variación de la calidad del mineral Los dos últimos aspectos muchos autores lo integran a los dos primeros que se dan como esenciales.

Según datos de la década del ´ 90 del pasado siglo, las pérdidas de mineral en el proceso de su extracción y procesamiento son enormes; pueden llegar alrededor de un 20% (esto es para países desarrollados), pero lo pero de todo es que existe la tendencia a su crecimiento. La magnitud de la pérdida de mineral durante su extracción depende del método de explotación, morfología del cuerpo mineral y parámetros del cuerpo mineral, entre otros factores. Por ejemplo, según datos de la literatura en cuerpos minerales potentes con una morfología buena (cómoda) las pérdidas en los trabajos subterráneos oscilan entre 10 y 12% y en los trabajos a cielo abierto de un 4 a un 7%; a medida que la morfología se hace más compleja estos porcientos aumentan y pueden llegar hasta un 30% o más.

Una alta pérdida de mineral durante su extracción se puede deber a un grupo de diferentes factores (deficiencias), las principales son: un insuficiente estudio geológico del yacimiento, atraso en los trabajos de exploración geológica, insuficiente acabado en el método de determinación, cálculo y normación de las pérdidas y el empobrecimiento, planificación incorrecta con respecto al contenido de mineral útil de la masa a extraer. Todo esto puede conducir a que el método de explotación elegido y la tecnología empleada no se corresponda con las condiciones minero – geológicas y minero – técnicas reales del yacimiento y por ende no se garantiza en forma correcta la extracción de todo el componente útil del subsuelo, por lo que se afecta el proyecto establecido y el orden de explotación del yacimiento, todo lo que trae como consecuencia que el objetivo de obtener una mayor utilización de los recursos existentes no se cumpla.

Al aumentarse las pérdidas de mineral se produce la necesidad de aumentar las capacidades de extracción (para suplir la falta de mineral que la industria necesita) en esa u otras minas. Para las condiciones actuales los niveles de pérdida que se producen, dado esto por el grado de desarrollo científico – técnico existente, significa que por cada 4 a 6 minas en producción, es necesario para compensar las pérdidas que se producen, explotar una o dos minas adicionalmente. Esto no solo trae consigo una gran afectación económica, por el mineral que se pierde, sino también la necesidad de con vistas a compensar estas pérdidas se debe explotar nuevas minas y lo que es más grave aún trae consigo la ocupación de nuevos terrenos par dichos fines con una mayor afectación al medio ambiente.

Es por ello que la disminución de las pérdidas de minerales en la actividad minera (actual y futura) es una de las vías esenciales para la disminución de la afectación al medio ambiente causada por la actividad minera. De ahí se puede afirmar, que la búsqueda y creación renuevas y más progresivas tecnologías y sistemas de explotación mineras, tanto a cielo abierto como en subterráneo, que permitan en modo significativo disminuir las pérdidas que se producen, es una de las tareas principales en el problema relativo a disminuir el impacto que produce la minería sobre el medio ambiente. No menos importante que lo anterior es la disminución de la calidad del mineral (su empobrecimiento) en el proceso de extracción, debido a su mezcla con el estéril o con material fuera de balance.

Así como las pérdidas (P), el empobrecimiento (E) del mineral trae consigo grandes pérdidas no solo en su extracción, sino en su posterior elaboración. Por ejemplo como resultado de un empobrecimiento de un 10%, la recuperación en el beneficio de minerales de cobre y polimetálicos se reduce en 1. 5 a un 3%, en tanto que en el hierro de un 5 a un 6% y así sucesivamente para otros minerales durante su beneficio. El empobrecimiento del mineral es en particular significativo al explotar cuerpos minerales complejos desde el punto de vista morfológico, en minerales no ferrosos, raros y nobles que se caracterizan por un bajo coeficiente de mineralización, pudiendo llegar en estos casos el empobrecimiento hasta más de un 40%.

Debido al empobrecimiento, el exceso de material no balanceado o roca (estéril) que se extrae con el mineral se convierte después del proceso de beneficio en cola, lo que trae consigo la correspondiente afectación al medio ambiente y a que se necesite más área para el deposito de cola; por lo que se afecta más el medio ambiente y se encarece un posible tratamiento secundario de la cola. De tal forma las P y el E de mineral durante la explotación de los yacimientos son problemas esenciales de hoy día, que atentan contra la economía, la utilización integral de los recursos minerales y tienden a provocar un mayo impacto ambiental.

Vinculado a lo anterior la búsqueda de nuevos métodos de explotación y tecnologías que busquen disminuir E y P, conjuntamente con el perfeccionamiento de los que hoy existen se considera una tarea fundamental par garantizar mejores resultados económicos y ecológicos. Un aspecto muy relacionado con esto es lograr la utilización integral de los recursos minerales, o sea cuando explotamos un yacimiento se saca todo lo útil que allí exista. En la actualidad, si bien es cierto que existen minas (polimetálicas) en las que se extraen de 15 a 18 componentes útiles, también existen muchas minas en las que la explotación se dirige a uno o dos componentes y los demás o se quedan en el macizo o peor aún se extraen y se van a las escombreras o depósitos de cola. Esto como es lógico produce serias afectaciones económicas y ecológicas.

Si a esto agregamos que la mayoría de los esquemas de beneficio y metalúrgicos existentes van orientados al procesamiento solo de los productos fundamentales (uno o dos), se ve que aún no se logra una utilización plena de los recursos. La utilización integral de los componentes minerales útiles y también del estéril que se extrae (en la industria, en la construcción, etc. ) permitirá por un lado disminuirá la necesidad de minas trabajando y por el otro traerá consigo resultados ecológicos y económicos. La extracción total y adecuada utilización de todos los componentes minerales útiles y del estéril, además del gran efecto económico que produce trae consigo un considerable efecto ecológico, ya que es el camino a seguir para alcanzar una minería sin residuos o sea una producción limpia.

MEDIDAS INTEGRALES PARA LA UTILIZACIÓN RACIONAL Y CONSERVACIÓN DE LOS MINERALES ÚTILES Las principales medidas empleadas para estos fines se resumen en el esquema que se ofrece a continuación: MEDIDAS INTEGRALES PARA GARANTIZAR LA UTILIZACIÓN I RACIONAL Y CONSERVACIÓN II DE LOS MINERALES III ÚTILES Garantizar la total extracción de los minerales Ia Durante la extracción Ib Utilización integral de los recursos minerales Durante su procesamiento Conservación de los recursos minerales no utilizados

Ia Mejoramiento de los trabajos de exploración geológica. Empleo de los métodos de explotación más adecuados y efectivos. Introducción de sistemas de explotación con relleno, sin dejar pilares para conservar tanto las excavaciones como la superficie. No permitir P ni E por encima de los valores normados y explotar en primer lugar, siempre que sea factible, los sectores más ricos. Aumento de la intensidad y concentración de los trabajos mineros. Extracción por separado de roca y mineral.

Fundamentación económica para el arranque de mineral fuera de balance y puesta en funcionamiento de la tecnología para su procesamiento. Extracción cumplimentaria, siempre que sea necesario de mineral, o sea realizar una explotación secundaria. Introducción de nuevos métodos de explotación (por ejemplo la lixiviación subterránea). Empleo de estos métodos para la explotación de minerales pobres y que hayan quedado en el macizo. Elaboración de medidas para disminuir las P y las E. Elaboración de medidas económicas que estimulen a una utilización más integral de los recursos minerales.

Ib Aumentar el grado de aprovechamiento del mineral a cuenta del perfeccionamiento de la tecnología de su elaboración. Utilización de métodos que promedien la calidad del mineral tratado. Introducción de métodos de lixiviación para minerales pobres y fuera de balance y para tratamiento de las escombreras, presas de cola, etc. Utilización de métodos preliminares de beneficio. Tratamiento de escombreras y depósitos de cola. Limpieza de las aguas provenientes del proceso de beneficio y la extracción de ellas de los componentes minerales que contengan. Empleo de métodos de beneficio en suspensiones pesadas.

II Estudio geológico integral del suelo y una valoración tecnológica de los principales componentes minerales y de sus acompañantes y contenidos. Elaboración e introducción de esquemas tecnológicos y métodos de beneficio que garanticen la total recuperación del componente mineral. Creación de una producción integral, que se basa en un ciclo cerrado para garantizar un proceso sin residuos. Estudio de los residuos existentes (de la minería, beneficios de minerales, procesos metalúrgicos, etc. ). establecimientos de sus volúmenes, composición, propiedades tecnológicas, y la valoración de la posibilidad de a partir de ellos producir otras producciones útiles. Búsquedas de métodos para el tratamiento de minerales no tradicionales (en forma independiente o en forma conjunta con otros minerales).

EVALUACIÓN DE LAS PÉRDIDAS (P) Y EL EMPOBRECIMIENTO (E) Como se conoce se llama pérdida de mineral a la cantidad de mineral balanceado que se deja sin extraer y empobrecimiento a la disminución de la calidad extraído en comparación con la del mineral balanceado debido a su mezcla, (durante el arranque, carga y otros procesos) con un material no balanceado o estéril. Las pérdidas se clasifican en perdidas generales de la mina y las pérdidas que se producen directamente durante la explotación del mineral.

Las pérdidas de minas son aquellas que se dejan en pilares protectores que no se extraen, incluso al cesar el trabajo de la mina. Si se planifica que en parte o totalmente estos pilares se extraigan, el mineral en ello contenido no se clasifica como pérdida, sino que se denomina como una reserva temporalmente inactiva. Las pérdidas de explotación son aquellas que ocurren directamente durante la extracción del mineral, ella se puede dividir en dos grupos: las quedan en el macizo y las quedan en la masa minera ya arrancada. Las principales formas de pérdidas de mineral se señalan en la tabla siguiente:

GRUPO SUBGRUPO FORMAS 1. En pilares de protección Entre bloques, paneles, cámaras, pisos, pilares de barrera, en los bordes de las canteras. Dentro dela zona explotada (sector, bloque, cámara, etc. ) Cerca de zonas inundadas, de incendios, de desprendimentos, en sectores de afectación estructurales. 2. En el macizo sin arrancar En los laterales, techo y piso de las excavaciones de arranque (cámaras, frentes de trabajo). Entre capas En zonas de derrumbe. Alrededor del relleno. En zona de difícil extracción. En el fondo de las minas a cielo abierto I. Pérdidas al dejar mineral en el macizo

II. Pérdidas en el mineral ya arrancad o En el piso de las cámaras y 1. Que se frentes de arranque, en los queda en el escalones de las canteras espacio durante la operación de trabajado cargas. En le fondo de los bloques y cámaras al costado colgante en los sistemas con derrumbe. En el relleno

En sectores con desprendimientos del techo de las cámaras o frentes de 2. En lugares en arranque, y de los taludes que se han de las minas a cielo abierto. producido En zonas del frente por la derrumbes, desprendimientos, destrucción en ese sector. En zonas de derrumbe y de inundaciones e II. Pérdidas almacenamiento y en el incendios. en el fondo de las minas a cielo mineral ya abierto. arrancado Por su mezclado con la roca, durante el arranque común. 3. Directamente en Durante el arranque por el arranque separado (roca y mineral) se produce también, aunque en menor cuantía su mezclado

4. En zonas de cargas y descarga 5. En la vías de transporte En las excavaciones En los depósitos minerales y tolvas En los lugares de clasificación y beneficios. En las escombreras y depósitos de miéntales no balanceados Durante el transporte en las excavaciones subterráneas y en las minas a cielo abierto. En el transporte exterior.

Por su parte el empobrecimiento del mineral de igual forma se puede producir durante el proceso de arranque y en el mineral ya arrancado. Si el mineral que se pierde no se diferencia por su calidad del mineral balanceado del macizo y él se puede medir y clasificar directamente en los procesos mineros, en los frentes de arranque (por ejemplo en el método de cámaras y pilares o cuando se trabaja con un frente único de arranque), entonces las pérdidas se puede determinar en forma directa, por la expresión: ó

Siendo: . - Cantidad de mineral empobrecido B. - Cantidad de mineral balanceado. K. - Formas de empobrecimiento que se manifiestan. Si la calidad del mineral que se pierde se diferencia de la del mineral balanceado se debe usar para el cálculo la siguiente expresión: ó

Cuando se emplean sistemas de explotación con derrumbe el método directo de determinación de las perdidas no se puede emplear, entonces es necesario emplear un método indirecto: ó Siendo: D. - Cantidad de masa minera extraída, t a y b. - contenido de metal, respectivamente en la masa mineral y en la masa de roca extraída, porciento.

El coeficiente de extracción (Ke) de mineral del subsuelo se puede obtener por el método directo, utilizando la expresión: ó En tanto, que en el caso de emplearse el método indirecto Ke se calcula por la expresión:

El empobrecimiento se caracteriza por la disminución en el proceso de explotación de los contenidos útiles en la masa mineral, el aumento de rocas en comparación con el mineral balanceado (reserva). El coeficiente de variación de la calidad del mineral extraído está afectado por la presencia en el mineral de componentes estériles, humedad, sales y otros factores. El empobrecimiento de la masa mineral (E) se puede determinar directamente por la expresión: ó

Ó Siendo: CR. - Cantidad de estéril mezclado en la masa mineral CMB. -Cantidad de masa mineral que se extrae.

CONSECUENCIAS ECONÓMICAS DE LAS PÉRDIDAS Y EMPOBRECIMIENTO DE MINERAL Las consecuencias económicas que ocasionan la P y la E de mineral están dadas por muchos factores y en primer término por el valor del mineral y su carácter no renovable y por los gastos que se producen en las diferentes etapas de su explotación y tratamiento. Las consecuencias de las pérdidas de mineral durante su explotación traen consigo el aumento de los gastos que se necesitan para cumplir el plan de producción (nuevos trabajos de exploración o desarrollo de trabajos anteriores, puesta en marcha de nuevos frentes de trabajo o incluso de nuevas minas, más trabajo preparatorio, más asimilación de territorio, más gastos en transporte, etc. ).

En tanto que las consecuencias del empobrecimiento se reflejan en le trabajo no productivo, que se produce en las operaciones de arranque, carga, traslado, ascenso y en los procesos de beneficios y también en la disminución del valor del producto obtenido. Debido a lo anterior (pérdidas y empobrecimiento) la mina subterránea o a cielo abierto puede disminuir su producción o incluso ir a la quiebra. Como resultado de las P y las E muchas veces se hace necesario compensar el déficit de producción que se produce, lo cual se puede hacer a costa de las reservas existentes en la misma mina o en otras minas que estén explotándose (en ocasiones ocurre que se deben extraer reservas que se encuentran en peores condiciones que las que se estén explotando.

Todo lo anterior trae consigo dos grandes males: Necesidad de gastos complementarios. Aumento del impacto sobre el medio ambiente. El primer aspecto se refleja en los gastos y costos adicionales que se deben realizar para mantener una producción estable y es asimilado generalmente por las propias empresas mineras, en tanto que lo relativo al segundo aspecto no se refleja en las cuentas de las empresas mineras (aunque sí les ocasiona daños adicionales en la mitigación del impacto ambiental) pero sí tiene un alto significado socioeconómico.

El hecho de que estos gastos adicionales debido a la mitigación del impacto ambiental, muchas veces no sean asimilados totalmente por las empresas mineras (particularmente en los países del Tercer Mundo), explica el por qué en muchas empresas mineras se realizan los trabajos de explotación y procesamiento del mineral con una gran pérdida. O sea, la atención que se les presta por estas empresas sobre los gastos complementarios es mucho mayor que la atención a estos gastos adicionales (relacionados con el impacto ambiental) producidos por el aumento de la P y la E.

La tarea de los proyectistas y de los que realizan la explotación y procesamiento del mineral debe consistir en fundamentar un nivel adecuado de P y E de mineral, que sea económicamente favorable tanto desde la posición del empresario minero y de la economía en su conjunto, como a partir del hecho de que se produzcan mínimas afectaciones al medio ambiente. Sobre la base de los resultados alcanzados en muchas investigaciones se elabora un sistema integral de medidas tendentes a alcanzar una utilización racional de los recursos minerales, un menor impacto ambiental y un adecuado desarrollo económico – social.