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OPORTUNIDADES DE LA MINERÍA IN-SITU EN LA
MEDIANA MINERIA
VIII SEMINARIO MEDMIN 2013
LA MEDIANA MINERIA EN EL AÑO DE LA INNOVACION
ENRIQUE CHACON PALACIOS
Ingeniero Civil de Minas
Potencial de Impacto
Potencial de Impacto Económico para Distintos
Niveles de Innovación en la Minería
Sistema de Innovación:
Cambiar lo que hacemos
Optimización:
Mejorar como hacemos
las cosas
Innovación Tecnológica:
Cambiar como hacemos
las cosas
Tiempo
¿QUÉ ES LA MINERÍA IN SITU?
El concepto de Minería In Situ se refiere a extraer el metal de
valor económico contenido en un depósito mineral sin
efectuar la remoción del material rocoso en que se emplaza.
La forma de recuperar este contenido metálico de valor es
mediante la circulación de soluciones por el cuerpo
mineralizado en su condición geológica natural, que permiten
su disolución, para luego extraer estas soluciones
enriquecidas hacia la superficie para su procesamiento.
EUROPA
PROTOTIPO CONCEPTUAL DE MINERÍA IN SITU
MINERIA IN SITU - CAMPO PRODUCTIVO
ALGUNAS EXPERIENCIAS CONOCIDAS
Roca in-situ
fracturada por
minería previa
Test en roca insitu virgen
Roca in-situ
fracturada por
minería previa
Test en roca insitu virgen
Proyecto
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA
MINERIA IN SITU
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
EL SISTEMA NO PERTURBA NI CONTAMINA LA NATURALEZA
BAJO COSTO DE OPERACIÓN
EL INICIO Y CIERRE DE LAS OPERACIONES ES DE ALTA
FLEXIBILIDAD Y RAPIDO
BAJA INVERSION EN DESARROLLOS, EQUIPOS E
INFRAESTRUCTURA
PROCESO MUY SELECTIVO
BAJA VELOCIDAD DE EXTRACCION
SE ESTIMA ES DE BAJA RECUPERACION
DEPENDE DE LA CALIDAD DE LA SOLUCION LIXIVIANTE
POSIBLE CONTAMINACION DE ACUIFEROS (BARRERAS DE
CONFINAMIENTO)
VISTA 3D MODULO MINERIA IN SITU
TEST SANTA CRUZ (ARIZONA)
1992 -1997
Proyecto se abandonó por no ser económicamente viable por baja recuperación
K : ~ 7x10-7 m/s – 6x10-6 m/s
ANTECEDENTES VALORES CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA
TIPO DE ROCA
Roca altamente favorable para LIS de
uranio
Roca moderadamente favorable para
LIS de uranio
Roca desfavorable para LIS de uranio
Roca proyecto LIS Cobre Santa Cruz
(éxito parcial, se abandonó por baja
recuperación, no era negocio)
Roca Mina 1 Prueba LIS
Roca Mineralizada Mina 2
CONDUCTIVIDAD
HIDRAULICA
6x 10-5 m/s
Meta
Intervención
Macizo
Mineralizado
1x10-5 m/s – 6x10-5 m/s
< 1x10-5 m/s
~ 7x10-7 m/s – 6x10-6 m/s
Roca Intacta Mina Sta.
Cruz
Minas 1,2 y 4
~ 6x10-8 m/s
5,7x10-8 m/s
Roca Mineralizada Mina 3
10-9 m/s – 10-11 m/s
(datos testigos)
Roca Proyecto LIS Mina 4
~ 7x10-8 m/s
Roca
Intacta
Mina 3
LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DE LAS ROCAS MINERALIZADAS CON COBRE ES UNA
CONDICIÓN MUY DESFAVORABLE PARA LA MINERÍA IN-SITU. ES UN FACTOR DE FALLA
FATAL.
CARACTERISTICAS MACRO / MICRO ESTRUCTURALES DE UN MEDIO
ROCOSO MINERALIZADO
CARACTERISTICAS MACRO / MICRO ESTRUCTURALES DE UN
MEDIO ROCOSO MINERALIZADO
ESTRATEGIA TECNOLOGICA PARA UNA INICIATIVA DE
MINERÍA IN SITU
Problema:
La Conductividad Hidráulica de la roca es un Factor Crítico de
magnitud tal que puede ser un factor de Falla Fatal de una iniciativa
de Minería In Situ.
Objetivo Tecnológico:
Desarrollar una Plataforma Tecnológica para Modificar las Propiedades de la Roca
Transformando la Conductividad Hidráulica desde un Factor Desfavorable a un Factor
Favorable para la Aplicación Industrial de la Minería In Situ con Soluciones
Lixiviantes.
Aumentar conductividad hidráulica en 2 o 3 ordenes de magnitud,
(10-7 - 10-8 m/s ->> 10-5 m/s)
Mecanismo de Solución Problema:
Intervención del cuerpo mineralizado con tecnologías de
pre-acondicionamiento para modificar las propiedades de
conductividad hidráulica introduciendo una red de
defectos estructurales a escala macro y micro.
DESAFIOS TECNOLÓGICOS DESARROLLO
MINERÍA IN SITU
MARCO CONCEPTUAL DESARROLLO MINERIA IN SITU
FASE EXPERIMENTAL
FASE INVESTIGACION
Y GESTION DEL
CONOCIMIENTO
FASE
SUSTENTABILIDAD
AMBIENTAL
PRUEBA PILOTO
MINERIA IN SITU
CON AGUA
EVALUACION
FACTIBILIDAD
TECNOLOGÍA
MEJORAMIENTO
CONDUCTIVIDAD
HIDRAULICA
DISEÑO PROTIPO
EXPERIMENTAL
MINERIA IN SITU
CON SOLUCIONES
FASE DESARROLLO
HIDROMETALURGICO
PRUEBA PROTOTIPO EXPERIMENTAL MINERIA IN SITU
CON SOLUCIONES
ALCANCES ACTIVIDADES
1) FASE EXPERIMENTAL: se refiere a las actividades experimentales destinadas a
validar la factibilidad técnica de la aplicación de la Minería In Situ.
2) FASE INVESTIGACION Y GESTION CONOCIMIENTO: considera profundizar el
conocimiento , modelamiento físico-matemático y numérico de los procesos básicos
del desarrollo de la Minería In Situ.
3) FASE SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL: considera la obtención de información
necesaria para evaluar posibles impactos ambientales de la Minería In Situ y prever
medidas de prevención y mitigación con el fin ultimo que la aplicación de la Minería In
Situ sea ambientalmente sustentable.
4) FASE DE DESARROLLO HIDROMETALURGICO: considera el desarrollo preliminar
de la obtención de información y modelamiento de los procesos geoquímicos y de
transporte de soluciones intrínsecos al proceso de lixiviación in-situ.
FASE EXPERIMENTAL
Diseño Ingeniería Prueba Piloto
Hidrodinámica
§ Diseño geometría modulo
§ Diseño intervención macizo rocoso
§ Diseño medición y monitoreo flujos
Geocaracterización Sitio Experimental
§ Adquisición Instrumentación
§ Perforaciones
§ Geo-caracterizaciones in situ
§ Geo-caracterizaciones en laboratorio
Preparación Módulo Prueba
Pruebas Tecnológicas Preliminares
Intervención Macizo Rocoso
Caracterizaciones Complementarias
Previas Intervención Macizo
§ Perforaciones para Intervención Macizo
§ Desarrollo prueba intervención
§ Perforaciones para instrumentación
§ Perforaciones para intervención macizo
§ Tomografía hidráulica, Sísmica
§ Prueba Inyección/extracción
Desarrollo Intervención Macizo Rocoso
Caracterización/Modelamiento
Hidrogeológico a Escala
Modulo Mineria In Situ
§ Creación modelo hidrogeológico local
conceptual y numérico
§ Test hidrogeológicos tradicionales
(un pozo, entre pozos)
§ Desarrollo Tomografía Hidráulica
Caracterización/Modelamiento
Hidrogeológico a Escala
§ Creación modelo hidrogeológico
conceptual y numérico
§ Test hidrogeológicos tradicionales
(un pozo, entre pozos)
§ Instalación sistema monitoreo
§ Ejecución Intervención
Caracterizaciones Posteriores a
Intervención Macizo Rocoso
§ Modulos de Intervención
Prueba Global Hidrodinámica en
Modulo Piloto Minería In Situ
FASE INVESTIGACION Y GESTION DEL CONOCIMIENTO
CREACION MACRO FRACTURAS
§ Modelo físico-matemático generación
fracturas hidráulicas
§ Nuevos diseños de sistema inyección para
creación fracturas hidráulicas
§ Geo-caracterizaciones in situ
§ Geo-caracterizaciones en laboratorio
TECNOLOGIAS
INTERVENCION
CREACIÓN MICROFRACTURAS
§ Modelos numéricos avanzados de acción
explosivos y otras tecnologías en la roca
§ Modelos físico-matemáticos de proceso de
creación de microfracturas.
PROCESOS
CIRCULACION
FLUIDOS
MODELO CIRCULACIÓN FLUIDOS
§ Modelos numéricos avanzados de dinámica
fluidos en medio heterogéneo y fracturado
§ Modelos físico-matemáticos de relación entre
microfracturas y conductividad hidráulica
OPTIMIZACION DE TECNOLOGÍA
MEJORAMIENTO PROPIEDADES
HIDRAULICAS MACIZO ROCOSO
§ Asegurar aumento de conductividad
hidráulica en roca mineralizada.
§ Modelo numérico predictivo entre
grado intervención macizo y nivel de
aumento en conductividad hidráulica
FASE DE SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL
LINEA BASE
CONDICIONES AMBIENTALES
PREVIAS A PROYECTO
MINERIA IN SITU
§ Hidrología, Hidrogeología
§ Meteorología
§ Geología
§ Topografía
§ Calidad Aire
IDENTIFICACION DE
POTENCIALES
IMPACTOS Y SU
EVALUACION
MATERIALES Y ACTIVIDADES
§ Componentes químicos del proceso
§ Químicos de stock
§ Alteración superficial
§ Excavaciones
§ Depósitos residuos
MEDIDAS DE
PREVENCION,
MITIGACIÓN Y
MONITOREO
LEGISLACION
AMBIENTAL
REVISION PROCESOS PARA
OBTENCION PERMISOS
RELACIONADOS CON
MINERIA IN SITU
EVALUACION IMPACTOS
§ Probabilidad de ocurrencia
§ Magnitud
§ Extensión espacial y temporal
OPORTUNIDADES DE LA MEDIANA MINERÍA QUE SE
PERFILAN A LA APLICACIÓN DE UNA MINERÍA IN SITU
Ø
LA NO DISPONIBILIDAD FUTURA DE ENERGIAS DE BAJO COSTO
Ø
DISPONIBILIDAD DE CUERPOS MINERALIZADOS DE BAJA LEY Y CON
ALTAS RELACIONES ESTERIL / MINERAL
Ø FUERTE RESISTENCIA DE LAS COMUNIDADES LOCALES A MINERIA CON
FUERTE EXPOSICIÓN DE PERTURBACIONES EN SUPERFICIE
Ø
FALTA DE ESPACIO PARA EL DEPOSITO DE MATERIALES ESTERILES
Ø
BAJA DISPONIBILIDAD DE FONDOS DE INVERSION PARA DESARROLLO
DE PROYECTOS MINEROS GREENFIELD
Ø
REQUERIMIENTOS DE ALTA SELECTIVIDAD DE MINERAL
Ø
OPORTUNIDAD DE RECUPERAR RECURSOS MINERALES HOY
ABANDONADOS POR ALTOS COSTOS DE PRODUCCIÓN Y/O
CONDICIONES DE SEGURIDAD
Hasta el
próximo año