Proceso Hidrometalúrgico del Cobre: Aglomeración, Lixiviación y Electro-obtención

Aglomeración del Mineral

Previo a disponer el mineral en la pila, generalmente este es aglomerado. Este proceso consiste en agregar ácido sulfúrico y agua para formar un sólido levemente húmedo. La finalidad de este procedimiento es triple:

• Mejorar la Percolación: Pegar partículas pequeñas a las grandes.
• Aprovechamiento Térmico: Aprovechar el calor de disolución del ácido sulfúrico.
• Seguridad Operacional: Evacuar gases producto de las reacciones químicas.

Lixiviación

La lixiviación es un proceso en el que el disolvente líquido pasa a través de un sólido pulverizado para que se produzca la disolución de uno o más de los componentes solubles del sólido.

Lixiviación en Pilas

El mineral de cobre es apilado y el lixiviante (generalmente H₂SO₄) se aplica a la superficie de la pila. El lixiviante pasa a través del lecho del mineral, disolviendo los minerales de cobre para producir una Solución de Lixiviación Preñada (PLS), que es una solución enriquecida de cobre.

Características Ideales del Lixiviante

Para que un agente lixiviante sea eficiente en la hidrometalurgia del cobre, debe cumplir con las siguientes características:

• Selectividad y Velocidad: Capacidad para disolver las especies mineralógicas de interés a una velocidad relativamente rápida.
• Inercia ante la Ganga: No disolver los minerales estériles de la ganga. Si esto ocurre, su velocidad de disolución debe ser considerablemente más lenta que la disolución de la especie útil.
• Manejo de Corrosión: No ser corrosivo o, en caso de serlo, debe permitir trabajar con materiales normalmente disponibles en la industria.

Métodos de Aplicación del Lixiviante

Riego por Goteo

Este método es preferido en ciertas condiciones operacionales:

• Recomendable cuando el agua es escasa, debido a las menores pérdidas por evaporación.
• Recomendable en condiciones de baja temperatura ambiental.
• Recomendable bajo regímenes de viento fuerte.
• No recomendable cuando existe riesgo de precipitación de sales o impurezas.

Riego por Aspersión

El riego por aspersión se utiliza bajo las siguientes consideraciones:

• Recomendable cuando no hay limitaciones de agua.
• Recomendable en sistemas que pueden precipitar sales.
• Recomendable en condiciones climáticas favorables (temperatura mayor que 0 ºC).
• Recomendable en regímenes de viento moderados.

Extracción por Solvente (SX)

La Extracción por Solvente (SX) es un proceso clave que purifica y concentra una amplia variedad de metales. Consiste en la extracción de iones desde una fase acuosa (PLS) mediante el contacto con una fase orgánica inmiscible. Este proceso se basa en dos principios:

• La fase orgánica contiene disuelto un reactivo (extractante) que es capaz de formar complejos con los iones que se desea extraer.
• Se logra el contacto de la fase orgánica que contiene el extractante con la fase acuosa que contiene el metal de interés.

Reextracción (Stripping)

La reextracción es el proceso de recuperación del cobre desde la fase orgánica hacia el electrolito rico.

El orgánico cargado se contacta con una solución acuosa con alta concentración de ácido, denominada electrolito pobre. Esta alta acidez permite que el cobre pase de la fase orgánica a la fase acuosa, formando el electrolito rico, que está listo para la etapa final.

Electro-obtención (EW)

Para realizar el proceso de electro-obtención se requiere de instalaciones especializadas llamadas celdas electrolíticas. Estas celdas están equipadas con sistemas de circuitos eléctricos diseñados para hacer circular una corriente eléctrica continua de baja intensidad, permitiendo la deposición del cobre metálico.