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Lixiviación en Pila para Minerales de Cobre de Baja Ley

La disminución continua de las leyes de cobre en los yacimientos en explotación impone la necesidad de aplicar tecnologías capaces de recuperar el metal de manera eficiente desde recursos de baja concentración.

La lixiviación en pilas, en sus diversas formas, ha emergido como un proceso fundamental para sostener la viabilidad económica y ambiental de la minería del cobre en contextos de recursos marginales.

Este documento presenta un análisis de su aplicación y sus beneficios directos en la explotación de minerales de baja ley.

Introducción

La lixiviación en pilas constituye una solución hidrometalúrgica clave debido a su capacidad para extraer cobre sin las exigencias energéticas y operacionales de los procesos pirometalúrgicos o de concentración.

Además, su bajo costo de inversión, menor consumo energético y agua, la ausencia de relaves convencionales y la reducción de emisiones le confieren un rol estratégico en la transición hacia una minería más eficiente y sustentable.

Es una tecnología imprescindible para enfrentar la reducción de leyes y una gran ventaja es que produce un producto final (cátodos de cobre).

Validada para óxidos y sulfuros secundarios de cobre

La lixiviación en pilas es el método tradicionalmente más utilizado para el tratamiento de minerales oxidados y sulfuros secundarios de baja ley. Este enfoque destaca por su capacidad para procesar grandes volúmenes con costos operativos reducidos, lo que la convierte en una solución adecuada para minerales de baja ley en los que la rentabilidad depende fundamentalmente de la eficiencia económica por tonelada tratada.

El beneficio principal radica en su equilibrio entre simplicidad y efectividad. Aunque las recuperaciones de cobre pueden ser moderadas y los tiempos de lixiviación prolongados, la relación entre costo, escala, y rendimiento permite transformar materiales de baja ley en producción económicamente viable. El impacto ambiental es menor que la combinación de concentradoras y fundición, lo que contribuye a una gestión más responsable del recurso.

Su operación consiste en la disposición del mineral tal como sale de la mina (run-of-mine – ROM) o triturado en pilas impermeabilizadas donde se aplica una solución ácida que percola y disuelve gradualmente el cobre. En el procesamiento de sulfuros secundarios se necesita adicionar aire en la base de la pila y aplicar un poderoso agente oxidante cómo sulfato férrico en la solución de riego.

Biolixiviación

Una alternativa para generar férrico es la oxidación microbiana del hierro donde microrganismos (bacteria, arqueas) facilitan la transformación del hierro (Fe²⁺) a férrico (Fe³⁺) o viceversa. Este proceso biogeoquímico permite recuperar metal desde materiales que no responden adecuadamente a la lixiviación ácida convencional con férrico y que, en muchos casos, se encontraban almacenados como residuos sin valor comercial.

Desde una perspectiva ambiental y económica, la biolixiviación es particularmente relevante. No genera emisiones tóxicas ni relaves, consume menos agua y energía que los procesos tradicionales y permite valorizar recursos que históricamente han sido considerados pasivos. Aunque sus tiempos de lixiviación son más prolongados (250 a 750 días dependiendo de la granulometría), la posibilidad de extraer cobre desde materiales de baja ley y compleja mineralogía la posiciona como una herramienta fundamental en operaciones orientadas a la optimización de recursos y la economía circular.

El gran desafío es mantener el rango de temperatura de los microrganismos (20 – 25 C para mesófilos), la concentración de nutrientes, y evitar impurezas nocivas que disminuyan la actividad bacterial.

Lixiviación Clorurada

Otra alternativa para producir férrico es aglomerar con una sal de cloruro como cloruro de sodio y/o cloruro de calcio y una solución acida con cobre. La reacción entre cobre, cloruro y ácido es una química redox bien establecida, donde el ion cuproso participa activamente en la regeneración del oxidante y la disolución del cobre. La cinética de lixiviación es más rápida que la biolixiviación y también puede llegar a mejores recuperaciones de cobre.

La experiencia de las pilas industrial ha ayudado a establecer la importancia de la aglomeración del mineral que requiere un programa de laboratorio de columnas para definir las mejores condiciones de aglomeración y riego para cada unidad geometalúrgica.

Lixiviación de Calcopirita

Durante los últimos 30 años varias mineras y empresas tecnológicas han desarrollado tecnologías para lixiviar calcopirita que utilizan un agente oxidante externo, alta temperatura, mezclas de oxidantes, termófilos, etc. y varias han llegado hasta pilas demostrativas pero las recuperaciones de cobre no han superado el valor necesario para justificar un escalamiento a nivel industrial.

Sin duda que el conocimiento requerido para lixiviar calcopirita está más vivo que nunca y el uso de instrumentación inteligente y modelación de dinámica de fluidos (CFD por las siglas en inglés) será clave para identificar como combinar los elementos de la geometalurgia, preparación del mineral, aglomeración, temperatura, permeabilidad, y control para definir una “ventana de operación” flexible, confiable, y económica.

Conclusiones

La lixiviación en pilas, en sus diferentes modalidades, constituye una solución técnica esencial para enfrentar la explotación de minerales de baja ley en la minería del cobre. Su versatilidad, eficiencia y menor impacto ambiental permiten transformar recursos marginales en producción rentable, asegurando la sostenibilidad económica y operativa de numerosos yacimientos.

Es importante seleccionar que proceso (biolixiviación, clorurada, hibrida, u otra) ultimar para generar férrico y hacer alto uso de instrumentación inteligente, gemelos digitales, y modelación de dinámica de fluidos para lograr entender los subprocesos de la lixiviación y así lograr manejar la lixiviación de calcopirita en una ventana de operación que evite la pasividad por residuos de férrico y logre recuperaciones de cobre en el rango de 75 – 90%.

Danny Castillo
Consultor Senior Procesos

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