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Capítulo 13:

 Aplicaciones industriales

Normalmente los reactivos mencionados, LIX o análogos, se aplican a soluciones de lixiviación con ácido sulfúrico de minerales oxidados pobres de cobre, existiendo construidas varias plantas industriales que procesan el cobre de esta forma. Las primeras plantas comerciales que utilizaron los reactivos LIX fueron las de Ranchers Bluebird Mine (1968) y Bagdad Copper Mine, ambas en Arizona (EE.UU), que utilizaron el LIX 64N. En la década de los 70 se construyó una planta mayor en Zambia (Nchanga Consolidated Corporation, 1974), que también utilizaba el LIX 64N, aunque en uno de sus circuitos se ha usado el agente SME 529. Se utilizan distintos diluyentes para el reactivo LIX 64N, entre ellos Napoleum 470, Escaid 100, Cnevron Diluent, etc., todos ellos son mezclas de hidrocarburos, siendo los equipos utilizados en estas plantas baterías de mezcladores decantadores.

En estas plantas se utiliza el sistema de lixiviación en montón, en el que grandes tonelajes de minerales pobres se dejan durante cierto tiempo a la acción de soluciones muy diluidas de ácido sulfúrico, que percolan a través de montones de mineral y se colecta en el fondo el líquido de lixiviación. El tiempo de lixiviación es de varios días y, por ejemplo, en la planta de Ranchers Bluebird, antes citada, la duración de la lixiviación es de quince días. El líquido fértil se recoge en tanques de donde se filtra a través de lechos de tierra de diatomeas para eliminar los sólidos en suspensión. La concentración del cobre suele ser de unos 2 a 3 g/l. Esta solución a unos 25 ºC se trata por extracción con disolventes a una relación de caudales aproximada Vor/Vaq = 1/2,5 en la alimentación, siendo el disolvente utilizado en sus primeros años el LIX 64N, aproximadamente al 9,5 % en Napoleum 470, en una batería de tres mezcladores decantadores para la etapa de extracción y de dos para la de reextracción. Esta última se realiza por ácido sulfúrico procedente del electrolito agotado de la electrolisis del cobre (aproximadamente 140 g/l de H2SO4 y 30 g/l de Cu). La relación de caudales es Vor/Vaq = 1/4. La solución reextraída de cobre, de 34 g/l, pasa a través de unas células de flotación, que utiliza Dowfroth 250, para separar el disolvente arrastrado, que se recicla luego y el electrolito se envía a la fase de electrolisis del cobre. El refinado de la extracción contiene aproximadamente 0,4 g/l de Cu. La figura 31 muestra el diagrama de flujo de esta planta.

La planta de Bagdad usa un proceso similar al descrito, utilizando una solución de alimentación con 1,5 g/l de Cu y 4 etapas de extracción con LIX 64N en Napoleum 470, se reextrae en tres etapas, originando un electrolito con 50 g/l de cobre. El capital invertido fue de cinco millones de dólares y se dice que fue amortizado en un solo año de operación. El coste de operación final es de 40 centavos/libra de cobre producido, de los cuales sólo 15 cents/lb corresponden a los gastos de extracción con disolventes.

La mayor planta de la década de los 70 es la Nchanga Consolidated Copper Mines en Zambia, construida por Davy Powergas, cuya capacidad fue diez veces mayor que la de Bagdad Copper Mines. La solución de alimentación tiene 2-3 g/l de Cu y tiene tres etapas de extracción utilizando LIX 64N al 20 % en Escaid 100. La reextracción se verifica en dos etapas utilizando electrolito gastado (180 g/l de H2SO4 y 30 g/l de Cu) y se obtiene un electrolito de 50 g/l de Cu. El proceso se realiza en cuatro circuitos en paralelo y la capacidad de la planta en sus inicios fue de 60.000 t/año de cobre electrolítico. En uno de estos cuatro circuitos se utilizó el reactivo SME 529 de la Shell.

a

Otra de las grandes plantas de recuperación de cobre por extracción con disolventes es la de Anamax Co., también en Arizona (EE. UU), que fue construida inicialmente para una producción de 30.000 toneladas/año de cobre. Se usa una solución entre 2 y 3 g/l de cobre, con cuatro etapas de extracción y dos de reextracción en dos circuitos paralelos, siendo el disolvente empleado en sus comienzos el LIX 64N al 12-14 % en Chevron Diluent, que contiene un 15 % de aromáticos. El refinado deja 0,4 g/l de cobre.

En la tabla 8 se presentan algunas plantas de extracción por solventes de cobre y en la tabla 9 las plantas de cobre Chilenas.

Tabla 8. Plantas de extracción por solventes de cobre fuera de Chile

CompañíaLocalizaciónProduc. Tpo Cu

Características

(Mineral+lixiv)

Extractante

Ranchers Bluebird

Bagdad Copper Mine

Cyprus Mine

Nchanga Consolidated

Nchanga Consolidated

Minero Perú

Duval Corp.

Soc. Min. Tenke

Fungamare

Anaconda

Anamax

SEC Corp.El paso

Cities Service

Capital Wire & Cable

Johnson Mathay

Mathey Refiners

Arizona, U.S.A

Arizona, U.S.A

Arizona, U.S.A

Zambia

Zambia

Cerro Verde, Perú

Nevada, U.S.A

Zaire

Nevada, U.S.A

Arizona, U.S.A

Texas, U.S.A

Arizona, U.S.A

Arizona, U.S.A

Londres, G Bretaña

Rustenberg,

18-19

18-19

13-14

182

75

90

140

250

82

98

18-20

13-14

13-14

-

-

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Ox.Cu, H2SO4

Sulfuros Cu,

Amoniacal

Ox.Cu, H2SO4

Eletrólitos agota-

dos (Cu, Ni, H+)

Aguas de mina

Cobre secundário

Sulfatos Cu, Ni

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N/SME 529

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 65 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Lix 64 N

Acorga P-5100

La construcción de esas plantas es una indicación de que el proceso es rentable y se puede decir que, en general, el proceso de extracción con disolventes y electrolisis del cobre (SX-EW) va desplazando al clásico de cementación y fusión para la recuperación del cobre. Al considera la construcción de la planta de Nchanga se hicieron estudios económicos de la viabilidad del proceso de extracción con disolventes frente a otros procesos, entre ellos el de cementación y cuyos resultados han sido publicados. Entre las conclusiones que se han alcanzado se indica que los gastos de operación estimados para el caso de la extracción con disolventes son tan sólo el 55 % de los estimados para la cementación, ya que se consigue un gran ahorro en el consumo de reactivos al reciclar el disolvente, con sólo unas pérdidas mínimas, mientras que en el proceso de cementación existe un gran consumo de chatarra de hierro, y en cuanto al consumo de ácido también es inferior en un 30 %. Sin embargo la inversión necesaria es inferior en un 20 % para el proceso de cementación. En la tabla 10 se muestra una indicación comparativa de estos datos.

 

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