Efecto de las impurezas en las propiedades físicoquímicas de una solución de lixiviación de minerales de cobre

Effect of impurities in the physical-chemical properties of a copper mineral leaching solution

Se cuantificaron y analizaron las propiedades físicas y químicas de una solución de lixiviación de minerales de cobre con una elevada concentración de cloro, aluminio y magnesio. Las propiedades analizadas fueron densidad, viscosidad y oxígeno disuelto. También se evaluó el efecto de la viscosidad sobre el tiempo de separación de fases en extracción por solvente. Las concentraciones utilizadas de cloro fueron 20, 30 y 50 g/L; las de aluminio, 7, 15 y 23 g/L, y las de magnesio, de 6, 14 y 22 g/L. Las temperaturas ensayadas fueron 25, 35 y 45 °C. Los resultados obtenidos muestran que la presencia de impurezas produce un importante impacto en la viscosidad de la solución y solamente pequeños cambios en la densidad. El elemento que menos impacta en estas propiedades es el cloro, seguido del magnesio, y el que produjo mayor cambio fue el aluminio. El aumento de temperatura reduce el impacto de estos elementos. La presencia de impurezas disminuye la concentración de oxígeno disuelto. En extracción por solventes, un aumento en la viscosidad provoca tiempos más prolongados en la separación de fases.

I. INTRODUCCIÓN

Una de las vías de tratamiento para la producción de cobre es la hidrometalurgia, compuesta por las siguientes etapas: reducción de tamaño del mineral, lixiviación, extracción por solventes y electroobtención. El resultado final de estas etapas es la producción de cátodos de alta calidad con bajos costos de operación [1].

La etapa de lixiviación permite obtener el cobre de los minerales que lo contienen aplicando una solución de ácido sulfúrico y agua; como resultado final de esta etapa se obtiene una solución llamada PLS (Pregnant Leach Solution), que contiene iones disueltos, entre ellos Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Cl^-, etc. [2].

Los procesos hidrometalúrgicos conllevan un gran consumo de agua; si bien en la zona sur de Chile el recurso hídrico es mayor que el promedio mundial, en el norte de Chile es muy diferente e, incluso, menor que la media normal [3]. Estudios realizados por entidades internacionales indican que el recurso hídrico es cada vez más escaso; por tal razón, es necesario buscar soluciones a este problema y conocer los efectos que producen los iones y sales disueltas que tienen las aguas en las etapas de la producción vía hidrometalurgia [4].

De los antecedentes descritos se puede destacar que la presencia de iones disueltos en las aguas utilizadas en los procesos de lixiviación va en aumento. Por otra parte, estos iones les imparten propiedades diferentes a las aguas industriales, como densidad, viscosidad y capacidad de disolver oxígeno. Estas nuevas propiedades de las fases acuosas pueden traer importantes cambios en los procesos de lixiviación, extracción por solvente y electroobtención de cobre [5].