Procesos de purificación del cobre A diferencia de otros minerales, el cobre no se encuentra concentrado, como el petróleo, en lugares específicos. Por eso, se hace necesario someter los minerales extraídos a distintos procesos cuya finalidad es obtenerlo puro. En la actualidad, y a diferencia de lo que sucedía siglos atrás, cuando el cobre se encontraba en yacimiento de alta ley, el mineral rojo generalmente aparece junto a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados, por lo que dependiendo del tipo, sus procesos productos son diferentes. Si es mineral sulfurado el proceso p roceso es el siguiente, que consta de cuatro pasos: I. Extracción: Tanto para minerales sulfurados como para minerales oxidados, el punto de partida es el mismo: la extracción del material. Ésta se puede realizar tanto desde las minas a rajo abierto o como de las subterráneas o la combinación de ambas. Su objetivo es extraer la porción mineralizada con cobre y otros elementos desde el macizo rocoso de la mina, para hacerla llegar hasta la planta. La extracción consiste básicamente en fragmentar la roca, de manera que pueda ser removida de su posición original, para luego cargarla y transportarla hacia el sitio donde se someterá a un proceso para obtener el cobre y otros elementos. II. Chancado, molienda y flotación: Dado que el material se encuentra en tamaños muy diferentes, el primer paso es reducirlo a niveles más uniformes, cuyo máximo no supere 1,27 centímetros. Para poder lograrlo, los dos son introducidos en “chancadores” que fragmentos extraí dos
son equipos eléctricos que trituran la roca a través de movimientos vibratorios. La molienda, reduce aún más el tamaño de las partículas, para que éstas puedan alcanzar un volumen inferior a los 0,18 milímetros. Aquí se emplean grandes molinos cilíndricos, que a través de bolas o barras de acero muelen las piedras. En ambos molinos el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda homogénea y eficiente. La pulpa obtenida en la molienda es llevada a la siguiente etapa. Finalmente la pulpa llega al proceso de Flotación. Este proceso físico-químico permite la separación de los minerales sulfurados de cobre del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original. Aquí, la pulpa, que tiene ya tiene incorporados los reactivos necesarios para la flotación, se introduce en receptáculos como piscinas, llamados celdas de flotación. Desde el fondo de las celdas, se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación para que el proceso sea intensivo. Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentado desde valores del orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31% de cobre total. El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundición. III. Fundición: Este proceso consta de cuatro etapas: 1. Recepción y muestreo Ya que los concentrados tienen diferentes procedencias, es necesario hacer un muestreo y clasificarlos de acuerdo a su porcentaje de humedad y su concentración de cobre, hierro, azufre, sílice.
De acuerdo a los resultados obtenidos del análisis de laboratorio, el material se almacena en silos, desde donde se despacha a los hornos de fundición. 2. Fusión El concentrado seleccionado se somete a temperaturas de 1.200ºC para pasar de estado sólido a líquido. Así, los distintos componentes se separan según su peso quedando los más livianos en la parte superior del fundido, mientras que el cobre se concentra en la parte baja. Esta fase se realiza en hornos especiales de gran tamaño y capacidad. 3. Conversión La finalidad de este proceso es obtener cobre de alta pureza. Para lograrlo se emplean hornos convertidores cilíndricos, que entregan cobre blister con un 96% de pureza. 4. Pirorrefinación Su finalidad es refinar aún más el cobre blister, eliminando el porcentaje de oxígeno presente, alcanzado purezas del 99,7%. Este producto se denomina cobre RAF (refinado a fuego), que se entrega en moldeado en placas gruesas, en forma de ánodos, con un peso aproximado de 225 kilos, el que se puede vender directamente o bien, ser enviado al proceso de electrorefinación. IV. Electroobtención: Proceso de electrometalurgia mediante el cual se producen cátodos de alta pureza (99,99%). Ahora, si proviene de minerales oxidados, se puede aplicar una tecnología más moderna que se llama “Lixiviación”, que consta
de 3 pasos:
I. Lixiviación en pilas: Este es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. El proceso se realiza en tres etapas: 1. Chancado El material extraído del la mina se fragmenta con el objetivo de reducir el tamaño para que los materiales oxidados puedan ser sometidos a la infiltración de una solución ácida. 2. Formación de la pila Mediante correas transportadoras el material es llevado hacia donde se formarán las pilas. En el trayecto se le irriga por primera vez una solución de agua y ácido sulfúrico. Cuando llega a su destino, se deposita en pilas de 6 a 8 metros de altura, sobre el que se ubica un sistema de riego por goteo. 3. Sistema de riego La solución que se vierte es una mezcla de agua con ácido sulfúrico, que disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, que es recogida por un sistema de drenaje ubicado en la parte inferior y llevada fuera de estas pilas de lixiviación. Este riego dura entre 45 a 60 días. Así se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CUSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente. II. Extracción por solventes: En esta etapa la solución que viene de las pilas de lixiviación, se separa de las impurezas que pueda haber arrastrado para concentrar su contenido de cobre, pasando de 9gpl a 45 gpl, mediante una extracción iónica.
III. Electroobtención: Proceso electrometalúrgico mediante el cual se recupera el cobre disuelto en una solución concentrada de cobre. Así, se recupera el cobre de una solución electrolito concentrado para producir cátodos de alta pureza de cobre (99,99%).
