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Categoría: Información del Sector

La receta del día: Cobre a la sal

El método alternativo a la lixiviación convencional permitiría rentabilizar yacimientos con leyes tan bajas como de 0,2%. BHP Billiton, Codelco y Barrick, entre otras, ya están testeando.

Por Alfredo Galleguillos C. // Fotos: K+S Chile

Sentado a la mesa, el marido recibe la sopa que amorosamente sirve su esposa. Prueba el caldo, toma el salero y agrega sal. Error. La expresión de la mujer cambia súbitamente y se desata un llanto de pena y angustia. “Pero no llores… Entonces, ¡saco la sal…!”, dice él, mientras con la cuchara intenta quitar el ingrediente…

El tragicómico spot, célebre hace una década, hoy podría dibujar aún más sonrisas. Pero –esta vez- de satisfacción, porque “agregar sal” sería la vuelta de tuerca tecnológica que necesita urgentemente la minería para mantenerse sustentable y, sobre todo, competitiva.

La escasez hídrica y creciente presencia de calcopirita de baja ley, ha llevado a que los proyectos cupríferos consideren el agua de mar y la obtención de soluciones de PLS con alta concentración de ión cloruro. Lo anterior, debido al hallazgo de la rápida cinética en lixiviación al adicionar cloruro de sodio. Además, la técnica provee menor consumo de ácido y un efecto favorable en las propiedades de los productos de la reacción.

De esta manera, el cloruro de sodio se plantea como el ingrediente capaz de hacer rentables faenas de baja ley que, con los actuales precios del metal, se encuentran a punto de cerrar. La técnica compite con ventaja frente a la biolixiviación, varias veces más lenta, que demanda más ácido sulfúrico y no es eficiente con calcopirita.

Alianza con USM

La sal es el insumo esencial de esta innovación, uno de cuyos proveedores es la alemana K+S AG, propietaria desde 2006 de los activos del mayor productor de cloruro de sodio de América Latina, la chilena Sociedad Punta Lobos (SPL).

K+S Chile ha apoyado investigaciones relacionadas con la sal en la extracción de cobre, efectuadas por expertos del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales (DIMM) de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM).

Mathias Mohr, gerente general de K+S Chile, explica que “veníamos conversando con varias empresas desde 2010, período en que constatamos que el potencial es muy grande, al igual que sus desafíos”. Como ejemplo, subraya la caída en la ley media de los yacimientos cupríferos, desde 1,2% en el año 2005 a 0,7% en sólo 10 años.

Desde abril de 2013, K+S Chile y la USM -liderados por el investigador y académico Jorge Ipinza- han desarrollado el mecanismo cinético de la lixiviación de cobre, en medio cloruro de sodio y ácido sulfúrico. “La respuesta ha sido utilizar la sal de una manera nueva, al menos en un sistema grande como el minero. Esto es tomar la sal para proceso secundario, como aireación del ácido sulfúrico”, indica el ejecutivo.

Los resultados de pruebas en laboratorio y pilotos en faenas locales han concluido que “las recuperaciones de cobre en procesos de lixiviación con cloruro de sodio pueden alcanzar niveles insospechados, del doble o triple de lo que se consigue con las tecnologías actuales”, asevera Juan Carlos Flaquer, Head of Chemicals, Mining & Roads de K+S Chile.

Agrega que son varias las empresas mineras que han realizado pruebas y pilotos, tras lo cual han incorporado el método de lixiviación con cloruro de sodio en el beneficio de sulfuros. Para las faenas existentes, esto requiere algunas adaptaciones en infraestructura, básicamente para proteger ductos, válvulas y equipos de la corrosión por el medio salino. “Sin embargo, el costo se recupera rápidamente con el aumento en la producción de cobre”, señala.

Las opciones

La adición del cloruro de sodio –cuya granulometría debe estar acorde al tamaño de la roca- se puede realizar de dos maneras. La primera, en la fase de aglomeración, lo que proporciona una solución eficiente para minerales con leyes medias. La segunda consiste en introducir un reactor especializado, que permite estabilizar el proceso exotérmico del cloruro con el ácido y el mineral. La razón primordial es mantener los elementos sobre los 50° Celsius, umbral sobre el cual se obtienen los mejores resultados.

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Para optimizar el proceso K+S propone un reactor especializado.

El primer reactor se encuentra en etapa de desarrollo y estará en fase de pruebas durante seis meses en una faena de la Región de Coquimbo. Este equipo es complementario al sistema tradicional de aglomeración. Con el material resultante, se forman las pilas, las que se riegan con cloruro de sodio y ácido sulfúrico.

El contacto entre el cloruro de sodio y el ácido sulfúrico conduce una reacción exotérmica que eleva la temperatura del mineral y da lugar a nuevos gases ácidos que colaboran en el proceso de lixiviación. Al separarse el cloro del sodio, éste produce un efecto facilitador del movimiento de los gases entre el azufre y la ganga, al volverlos más porosos y permeables.

En K+S Chile aseguran que, en 40 días como promedio, el método habrá permitido la liberación de 80% del cobre de los sulfuros. En contraste, la biolixiviación demora al menos 300 días en recuperar una tasa menor del metal rojo. La solución ácida mezclada con iones de cobre sigue su proceso, pasando a las celdas de extracción por solventes y electro-winning.

En beneficio

Las dos unidades de Pampa Norte de BHP Billiton están trabajando con el sistema. Codelco Chuquicamata incorporó en pruebas el cloruro de sodio a una de sus líneas de lixiviación, mientras que Radomiro Tomic estudia entrar en pruebas próximamente.

Con Antofagasta Minerals, K+S Chile proveyó el insumo para la línea LIX-SX-EW de Michilla, planta que se encuentra en proceso de cierre. “Sus ingenieros están transmitiendo internamente el conocimiento sobre esta tecnología a las otras operaciones del grupo, las que están evaluando su aplicación”, precisa el responsable de minería de K+S. “Esperamos que durante este año lleguemos a un acuerdo de suministro con Minera Zaldívar”, agrega. La faena ha realizado tres pruebas industriales con el método.

Según el ejecutivo, en el año 2017 el segmento minero podría representar el 30% de las ventas nacionales totales de la filial de K+S Chile.

Beneficios ambientales

“Entre las ventajas de este método destaca la posibilidad de usar agua de mar directa”, enfatiza el gerente general de K+S Chile, indicando que la adecuación de los sistemas permite ahorrar los gastos de energía, insumos e infraestructura de una planta desaladora. Gracias a esto se reduce drásticamente el consumo de agua de fuentes continentales.

Además, como efecto del mayor rendimiento del método, se obtiene un menor consumo de ácido sulfúrico.

En los botaderos y relaves, también se ha observado que la sal forma una especie de costra, que evita que el viento levante partículas, algunas potencialmente peligrosas, que pueden contaminar el entorno.

“Estamos convencidos que las ventajas evidentes de esta innovación harán que en el futuro el cloruro de sodio esté mucho más presente en los procesos del cobre”, concluye Mathias Mohr.

Desde abril de 2013, K+S Chile y la USM -liderados por el académico Jorge Ipinza- están desarrollando el mecanismo cinético de la lixiviación de cobre, en medio cloruro de sodio y ácido sulfúrico.