Fundamentos de los Procesos Hidrometalúrgicos y Pirometalúrgicos del Cobre

Etapas Principales de los Procesos Hidrometalúrgicos

Existen tres etapas fundamentales en los procesos hidrometalúrgicos:

• (1) Disolución: del componente deseado presente en la fase sólida.
• (2) Concentración y/o purificación: de la solución obtenida.
• (3) Precipitación: del metal deseado o sus compuestos.

Propiedades de los Reactivos Químicos y Agentes Lixiviantes

Los reactivos químicos empleados (agentes lixiviantes) deben reunir diversas propiedades para su aplicación industrial, tales como:

• (1) Costo-efectividad: no deben ser excesivamente caros.
• (2) Recuperabilidad y selectividad: deben ser fácilmente recuperables y poseer una alta selectividad para disolver determinados compuestos.
• (3) Escala de operación: los procesos de lixiviación y purificación de la solución corresponden a las mismas operaciones que se practican en el análisis químico, pero ejecutadas a escala industrial.

Extracción por Solventes (SX): Fundamentos y Objetivos

La Extracción por Solventes, conocida por sus siglas en inglés SX, se basa fundamentalmente en:

• (1) Transferencia de fase: la especie metálica de interés, disuelta en una fase acuosa junto con otras impurezas, se transfiere a una fase orgánica. Ambas fases son inmiscibles entre sí.
• (2) Generación de soluciones puras: se genera una nueva solución acuosa concentrada y pura, desde la cual es posible extraer el elemento metálico.
• (3) Purificación: se utiliza para purificar soluciones.
• (4) Separación: permite separar uno o más elementos metálicos.
• (5) Concentración: su objetivo es concentrar el elemento de interés en una fase acuosa para su posterior recuperación.

Objetivos de los Procesos Pirometalúrgicos

¿Cuál es el objetivo de los procesos pirometalúrgicos?

• (1) Transformación: transformar el cobre contenido en los concentrados, precipitados y minerales de fundición directa (MFD) en cobre metálico.
• (2) Separación de impurezas: separarlo de otros minerales y metales que constituyen impurezas, tales como: Hierro (Fe), Azufre (S), Silicio (Si), entre otros.

Etapas en la Obtención del Cobre Metálico

La obtención del cobre metálico se realiza a través de tres etapas principales:

1. Fusión a Eje o Mata.
2. Conversión del Eje a Blíster.
3. Refinación a Fuego.

Introducción Técnica a la Extracción por Solvente

(1) Definición del proceso: la extracción por solventes es un proceso que implica el paso del cobre, disuelto en forma de iones dentro de una fase acuosa, hacia otra fase líquida inmiscible con ella, conocida como fase orgánica.

(2) Equilibrio químico: durante el contacto líquido-líquido se produce un equilibrio en el cual el cobre en solución se distribuye entre las fases acuosa y orgánica de acuerdo a sus respectivas solubilidades.

Objetivos del Chancado del Mineral

El chancado del mineral debe cumplir con tres objetivos fundamentales:

• (1) Exposición de la especie valiosa: el mineral debe ser lo suficientemente fino para que la mayoría de la especie metálica valiosa esté expuesta a la acción de la solución lixiviante. Ejemplo: 100% bajo 3/4".
• (2) Control de finos y permeabilidad: no debe producir demasiadas partículas finas para no alterar la permeabilidad de la pila. Por convención, se denomina "fina" a toda partícula bajo 100 mallas (material arcilloso). Ejemplo: partículas finas < 10%.
• (3) Homogeneidad: el mineral chancado debe ser lo más homogéneo posible, con todas las partículas comprendidas en un estrecho rango de tamaño.

Lixiviación TL (Thin Layer): Innovación en la Industria

La Lixiviación TL (Capa Delgada):

• (1) Historia: revolucionó la industria de lixiviación del cobre (Pudahuel, 1980). Su principio consiste en impedir la acumulación excesiva de solución en la pila.
• (2) Diferencia operativa: al contrario de la lixiviación en bateas, la pila no se inunda.
• (3) Mecanismo: la solución escurre sobre las partículas de minerales, formando una capa delgada de líquido.