Los operadores de minas de cobre temen constantemente que sus plataformas de lixiviación en pilas tengan fugas de PLS (Solución de lixiviación embarazada). Una falla del revestimiento significa perder un valioso rendimiento de cobre en el suelo y enfrentar multas ambientales masivas.

Las geomembranas de HDPE de alta calidad funcionan excepcionalmente bien en la lixiviación en pilas de cobre estándar, con datos de campo que demuestran su integridad durante 16 a 30 años. Sin embargo, el rendimiento depende completamente de distinguir entre entornos estándar de ácido sulfúrico diluido y métodos agresivos de precurado con ácido concentrado.

Many buyers assume that "acid-resistant" es una simple casilla de verificación en una hoja de especificaciones. Pero en mi experiencia exportando a proyectos mineros en Mongolia, Congo y Chile, la realidad es más compleja. La vida útil de su revestimiento depende de cómo el material maneja el estrés de oxidación específico de la concentración de ácido sulfúrico que utiliza.

¿Qué condiciones ácidas existen en la lixiviación en pilas de cobre?

Los compradores suelen solicitar un "revestimiento químicamente resistente" sin especificar la carga química exacta. Esta vaga definición es peligrosa porque un revestimiento que sobrevive a la lixiviación estándar puede degradarse rápidamente bajo los procesos modernos de precurado.

En extracción de cobre, el revestimiento se enfrenta a dos entornos distintos: ácido sulfúrico diluido estándar (concentración del 5-20 %) y ácido sulfúrico concentrado (~96 %) utilizado en el precurado. El revestimiento debe soportar variaciones masivas de pH y agresiones químicas según la etapa de extracción.

Validación del entorno químico

Desde mi perspectiva como proveedor, no podemos recomendar un material hasta que veamos los parámetros de diseño del fluido. En las últimas dos décadas, la industria ha cambiado.

1. Lixiviación Estándar (La Zona Segura)
Este es el método tradicional. El PLS generalmente contiene ácido sulfúrico diluido (5-20% p/p) con un pH entre 1,4 y 2,0.
En estas condiciones, el HDPE es increíblemente estable.
Por ejemplo, en un proyecto a largo plazo que monitoreamos en Mongolia (Mina de cobre Erdmin), el revestimiento estuvo expuesto a un 15-16 % de ácido sulfúrico durante 16 años. Los pozos de monitoreo de agua subterránea mostraron un pH casi neutro (5,85-7,66) y trazas de cobre insignificantes. Esto demuestra que el transatlántico no falló.

2. Precuración concentrada (la zona de riesgo)
Since the early 2000s, many miners have adopted "precuring." Remojan el mineral en ~96 % de ácido sulfúrico concentrado durante 24 a 72 horas antes de apilarlo para aumentar las tasas de recuperación.
Aquí es donde veo problemas.
Mientras que el HDPE se encarga <30% acid effortlessly, concentrations above 70%—and specifically 96%—place immense stress on the antioxidant package. If you plan to use precuring, you cannot just use a standard 1.0mm or 1.5mm liner intended for water containment. The chemical attack at this concentration accelerates "OIT depletion" (el consumo de estabilizadores), lo que significa que necesita una resina más espesa y de mayor calidad para garantizar que la barrera sobreviva al choque ácido inicial.

¿Cómo soportan las geomembranas resistentes a los ácidos soluciones de bajo pH?

Engineers often worry that acid will physically "eat" el plástico durante décadas de entierro. Temen que después de 20 años bajo un montón de 100 metros, el revestimiento inferior se disuelva o se agriete.

Acid does not "eat" las cadenas poliméricas de HDPE; más bien, agota los antioxidantes que protegen el plástico para que no se vuelva quebradizo. Mientras permanezcan los antioxidantes, la resistencia física del revestimiento tiende a mejorar o estabilizarse con el tiempo.

El mecanismo de resistencia: OIT

El punto de datos más crítico que rastreamos es la OIT (Tiempo de inducción oxidativa. This measures how much "protection" queda en el plástico.

En el caso del proyecto mongol de 16 años que utiliza ácido diluido, vimos resultados increíbles:

• ITO estándar: Cayó de ~150 min a 84 min (56 % retenido).
• ITO de alta presión: Retuvo alrededor del 70%.

Esta es la idea clave: Una caída del 50% no significa fracaso. It means the stabilizer is doing its job. With 56% retention after 16 years, the liner effectively has decades of life remaining before the plastic itself begins to degrade.

Mechanical Properties After Long-Term Burial

A common misconception among my clients is that old liners become weak. Real-world sampling contradicts this.
When we test exhumed liners from acid environments, we often find that the mechanical properties meet or exceed the original GRI-GM13 specifications.

Looking at the field data:

• Yield Strength: Measured 43 N/mm² (vs. the required 29 N/mm²).
• Puncture Strength: Measured 800 N (vs. the required 640 N).
• Tear Strength: Measured 306 N (vs. the required 249 N).

Why did the numbers go up? The polymer chains often realign and stiffness increases slightly. This confirms that the dilute sulfuric acid did not chemically sever the polymer chains. The physical barrier remains intact. The only "loss" es el consumo invisible de los aditivos antioxidantes, que ocurre muy lentamente en ácido diluido.

¿Qué materiales de geomembrana son adecuados para revestimientos de lixiviación en pilas de cobre?

Los gerentes de proyectos frecuentemente intentan reducir costos preguntando si pueden usar materiales más delgados o polímeros más baratos como PVC o LLDPE. Este es el lugar equivocado para ahorrar dinero.

Para la lixiviación en pilas de cobre, Polietileno de alta densidad (HDPE) es la única opción científicamente válida, fabricada específicamente para Estándares GRI-GM13. La decisión no se trata del tipo de polímero, sino de seleccionar el espesor y el paquete de resina correctos para la altura de la pila y la concentración de ácido específicas.

Estrategia de selección de materiales

We approach material selection based on the zone of application. A "one size fits all" Este enfoque es ineficiente y arriesgado.

1. La base de la plataforma de lixiviación en pilas (debajo del mineral)

• Recomendación: HDPE de 1,5 mm a 2,0 mm (liso o texturizado).
• Razonamiento: Este transatlántico quedará enterrado para siempre. Se enfrenta a alta presión pero cero rayos UV.
• Mi percepción: Para montones de menos de 150 m, 1,5 mm es técnicamente suficiente. Sin embargo, la mayoría de nuestros clientes mineros internacionales (como proyectos recientes en la República Democrática del Congo/Congo) optan por 2,0 mm. Why? It provides a greater "sacrificial thickness" for scratches during installation and a larger reservoir of antioxidants. When you are building a mountain of ore, the cost difference between 1.5mm and 2.0mm is negligible compared to the risk of a leak.

2. Solution Ponds (PLS/Raffinate)

• Recomendación: 2.0mm HDPE (Smooth).
• Razonamiento: These areas face the "triple threat": Acid, UV radiation (sunlight), and temperature fluctuation (-40°C to +40°C).
• Data: In the Mongolian monitoring cases, exposed liners showed excellent UV resistance (Carbon black ~2.5%) with physical properties retaining >110% of standard requirements after 16 years.
• Warning: Never go below 2.0mm for exposed acid ponds. The extra thickness acts as a buffer against surface oxidation caused by the sun.

3. Concentrated Acid Pre-Curing Pools

• Recomendación: 2.5mm HDPE or Specialized Double Lining.
• Razonamiento: Si utiliza el método de precurado con ácido sulfúrico al 96%, el revestimiento estándar de 1,5 mm es riesgoso. El agotamiento agresivo de OIT significa que se necesita más masa (revestimiento más grueso) para garantizar que los estabilizadores duren toda la vida útil de la mina. A menudo recomendamos actualizar a HDPE de 2,5 mm para estos tanques de proceso específicos y de alto riesgo.

¿Qué indicadores de rendimiento se deben verificar para determinar la resistencia a los ácidos?

Importers often send me a generic "Technical Data Sheet" (TDS) and ask, "Is this good?" Una hoja de datos estándar de material fresco no dice casi nada sobre cómo se comportará el revestimiento en una pila de ácido dentro de cinco años.

Para garantizar el rendimiento en la minería del cobre, se debe mirar más allá de la densidad y la resistencia a la tracción. Es necesario verificar la estabilidad de la formulación, específicamente la ITO de alta presión y Resistencia al agrietamiento por tensión (SCR). Estos son los indicadores que separan el plástico promedio de los materiales de ingeniería de grado minero.

La verdad sobre la OIT (tiempo de inducción de oxidación)

Many suppliers boast high "Standard OIT" números (>100 minutos). Sin embargo, en ambientes ácidos, ITO de alta presión (HPOIT) es un predictor más realista de la longevidad.

• ITO estándar Mide la rapidez con la que se queman los antioxidantes a 200°C.
• ITO de alta presión Mide la estabilidad bajo presión, lo que se correlaciona mejor con la resistencia a la lixiviación química.
• Consejo para el comprador: Pregunte a su proveedor por sus valores HPOIT. Si no lo prueban, es probable que no estén produciendo geomembranas genuinas de grado minero.

Resistencia al agrietamiento por tensión (SCR)

Los ambientes ácidos pueden acelerar el agrietamiento por tensión ambiental, especialmente en las costuras de soldadura o las arrugas.

• El estándar GRI-GM13 exige 500 horas de resistencia.
• Para lixiviación de cobre, específicamente con pilas altas (>60m), preferimos suministrar resinas que alcancen >3000 horas o incluso >9000 horas en pruebas NCTL.
• ¿Por qué? Porque cuando el paquete de antioxidantes finalmente se agota (décadas después), la resistencia natural de la resina al agrietamiento se convierte en la última línea de defensa. Un SCR más alto significa que el revestimiento permanece intacto incluso después de que se acaben los aditivos.

Calidad de instalación: el indicador oculto

Finalmente, las mejores especificaciones de laboratorio fallan si la instalación es deficiente. El ácido encuentra cada agujero.

• Prueba de caja de vacío: Debe realizarse en el 100% de las soldaduras y parches de extrusión.
• Pruebas de presión de aire: Debe realizarse en el 100% de las soldaduras por fusión de doble vía.
• Ubicación de fugas eléctricas (ELS): Recomiendo encarecidamente realizar una prueba de arco después de colocar la grava de drenaje. En los proyectos de cobre, generalmente encontramos daños causados durante la colocación del material de la cubierta, no durante la fabricación del revestimiento.

Conclusión

Las geomembranas resistentes a los ácidos, específicamente el HDPE de primera calidad, son la solución comprobada para la lixiviación en pilas de cobre.

Para ácido diluido estándar (pH 1,4+), un HDPE de 1,5 mm a 2,0 mm El revestimiento durará décadas, siempre que la instalación sea sólida. Sin embargo, si su proceso implica Precurado con ácido concentrado al 96%, debes tratar esto como un entorno de alta agresión: actualiza a 2,5 mm de espesor y exigen altos valores de resina SCR para compensar el agotamiento acelerado de antioxidantes.