Caso de estudio: La ampliación de la planta de tratamiento de la mina Kensington en detalle

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Sobre la Entidad

Veolia Water Technologies
Veolia Water Technologies , perteneciente al Grupo Veolia, cuenta con una experiencia de más de 100 años y es actualmente reconocida como el primer creador de soluciones tecnológicas para el tratamiento de agua para los municipios y las industrias.
  • Artículo de Chris Howell y Paul Hoeferlin.

La mina de oro Kensington, actualmente explotada por Coeur Alaska, Inc., es una histórica mina subterránea a 72 km al norte de Juneau (Alaska) que fue descubierta a finales del siglo XIX y estuvo en operación hasta principios del siglo XX. Coeur adquirió la propiedad de la mina en 1995 y puso en marcha unos extensivos planes de desarrollo antes de comenzar de nuevo con la producción comercial en julio de 2010.

Ubicada en medio de un bosque pluvial, la mina recibe 1.900 mm de lluvia anualmente procedente principalmente de tormentas, suponiendo un reto para su tratamiento en la mina. Además, se acumula gran cantidad de agua procedente de la infiltración de la nieve.

La primera planta de tratamiento de agua en la mina fue una planta piloto consistente en un clarificador lamelar seguido de una filtración con arena. En 2007, este piloto fue sustituido por una planta a tamaño real, con una capacidad de tratamiento de 342 m3/h que constaba de un clarificador de contacto de sólidos de 21 metros de diámetro y un sistema de filtración multimedia.  Para la dosificación del coagulante y el polímero, la planta empleaba un sistema convencional.

El agua de la mina es conducida a través de una serie de zanjas, sumideros y tuberías hasta salir por una galería y almacenarse en una balsa de estabilización de 1.500 m3 de capacidad. El agua de la balsa es bombeada hasta la planta de tratamiento localizada en Comet Beach, donde se eliminan metales solubles y no solubles y sólidos en suspensión.

Proyecto de ampliación de la planta de tratamiento

Aunque la planta de tratamiento de agua de la mina Kensington funcionaba adecuadamente y cumplía con los requerimientos de vertido de la NPDES (Sistema de Eliminación de Vertido de Contaminantes de Estados Unidos), Coeur necesitaba aumentar su capacidad de tratamiento debido a la expansión de la mina y la gran cantidad de nieve acumulada.

Veolia se ha encargado del suministro de las tecnologías, puesta en marcha de la instalación, diseño de los sistemas de control y servicio de ingeniería civil

Coeur calculó que tendría que duplicar la capacidad de tratamiento de la planta para cubrir la demanda proyectada y contactó con Veolia Water Technologies para realizar el proyecto.  Desde el año 2005, Veolia ha estado trabajando codo con codo con la mina, suministrando soluciones tecnológicas para el tratamiento de agua y facilitando el servicio de diseño de ingeniería.

Para pasar de una capacidad de tratamiento de 342 m3/h a 684 m3/h, Veolia también eligió un proceso de clarificación, pero en lugar de un sistema convencional, instaló una decantación lastrada con microarena de alta velocidad - proceso ACTIFLO™-, seguido de un sistema de filtración multimedia, que trabajarían  en paralelo con la planta ya existente. Veolia se encargó del suministro de las tecnologías, puesta en marcha de la instalación, diseño de los sistemas de control y servicio de ingeniería civil.

Por su parte, Coeur ejecutó los trabajos de obra civil y la ampliación de la construcción utilizando contratistas locales para la parte mecánica y la eléctrica además de otro contratista local para la integración del sistema de control de la nueva planta con la planta existente.

Además de ser un proceso de alto rendimiento, la alta velocidad de decantación del proceso ACTIFLO™, junto con el corto tiempo de retención, reduce considerablemente el espacio de implantación, lo que permitió aprovechar espacio existente en el edificio de equipamiento de la mina para ubicar la nueva planta, a salvo de los duros inviernos y la amenaza de heladas.

Resumen del proceso de tratamiento

El agua de la mina se bombea desde la balsa de estabilización a un tanque de acondicionamiento donde se añade el ácido clorhídrico y el coagulante antes de la entrada al proceso ACTIFLO™. Habitualmente, no es necesario realizar un ajuste de pH mediante la adición de ácido, a excepción de aquellos casos donde se lleva a cabo trabajos de apuntalamiento en la mina, ya que el cemento empleado aumenta el pH del agua.

La alta velocidad de decantación de ACTIFLO™ y el corto tiempo de retención reduce el espacio de implantación

El sistema de dosificación de floculante de la nueva planta - que ahora también se emplea en la planta Comet Beach nº 1 -, consiste en dos tanques de 5,7 m3  que convierten el floculante en polvo a estado líquido. El proceso ACTIFLO™  incluye una cámara de inyección, una cámara de maduración, una cámara de decantación, una bomba de recirculación y un hidrociclón (Fig. 1). Tras la adición de coagulante, el agua bruta llega a la cámara de coagulación, donde se agita rápidamente. El tiempo de retención es de dos minutos.

Figura 1. Esquema de funcionamiento del proceso ACTIFLO™

En la siguiente cámara, se inyecta el polímero y la microarena y se agita rápidamente durante, aproximadamente, otros dos minutos. El caudal de dosificación del floculante es proporcional al caudal del agua que entra en el sistema de clarificación. El agua pasa a continuación al tanque de maduración, donde se aplica una agitación lenta durante seis minutos adicionales.

Formación del flóculo

La microarena favorece la formación de flóculos de mayor tamaño ya que aporta mayor superficie. Además, actúa como lastre lo que permite una decantación de alta velocidad. El flóculo formado por la mezcla de microarena y fango aumenta de tamaño, atrapando flóculos más pequeños antes de que el agua entre en el tanque de decantación, donde sedimenta rápidamente. El agua clarificada sube a través de las lamelas para ser recogida en una serie de canales vertederos y finalmente recolectada en un canal común.

La mezcla microarena-fango se deposita en el fondo del tanque y con la ayuda de una rasqueta se recogen en la tolva del decantador.  Con la ayuda de una bomba centrífuga se impulsa al hidrociclón, donde se separa la microarena del fango gracias a la fuerza centrífuga. La microarena se recupera para ser reinyectada nuevamente en el proceso mientras que los fangos, compuestos por sólidos y metales, son eliminados y enviados a un tanque de almacenamiento.

Pulido Final

El agua clarificada pasa a un tanque de almacenamiento desde donde se bombea a los cuatro filtros multimedia (con granate y antracita) dispuestos en paralelo para el pulido final del agua. El sistema de filtración opera con todas las unidades en servicio y cada una está equipada con un inyector de aire que asegura la eliminación de partículas durante el contralavado. El efluente de los filtros multimedia se descarga al desagüe de la NPDES de Sharmans Creek.

El contralavado de los filtros se realiza de forma secuencial. Cuando la presión diferencial del filtro excede el límite prefijado por el operador, se efectúa un contralavado automático para eliminar las partículas retenidas. El contralavado se realiza empleando agua filtrada de los otros filtros en servicio y esta agua se recicla nuevamente en el proceso de tratamiento, mientras que el lodo producido es secado y almacenado en la mina.

Resultados obtenidos

La puesta en marcha de la planta de tratamiento Comet Beach nº 2 se realizó durante el primer trimestre del año 2011. Con la ampliación de la nueva planta, la mina cuenta con capacidad suficiente para tratar todos los afluentes.

Cuando la nueva instalación entró en funcionamiento, los operadores manifestaron no estar logrando la calidad de agua tratada esperada. Al investigar, Veolia determinó que algún elemento químico utilizado en la mina estaba afectando el proceso de tratamiento. Una vez sustituido este elemento, el sistema de clarificación comenzó a producir agua cristalina inmediatamente, de acuerdo con las especificaciones requeridas.

A fecha de hoy, la planta de tratamiento de agua Comet Beach nº 2, cumple con todos los requisitos y permite una operación eficaz que se incluso se adapta rápidamente a cambios en las condiciones de operación. El corto tiempo de retención hidráulica del proceso ACTIFLO™, de tan sólo 10 minutos, permite a los operadores realizar los ajustes necesarios rápidamente.

La nueva planta de tratamiento de agua tiene múltiples beneficios para la mina Kensington. Ha resultado ser una solución innovadora para ampliar la capacidad y cumplir con las necesidades actuales y futuras de la mina a la vez que minimiza los costes totales de instalación y los costes de operación a largo plazo. Además, Coeur Alaska ha demostrado su compromiso con el medioambiente, protegiendo el bienestar social y el entorno, implantado procesos que permiten realizar una explotación minera segura y respetuosa.

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