Tecnologías

En el siglo XXI, la Hidrometalurgia y sus campos afines, la Biohidrometalurgia y la Electrometalurgia, resurgen como fuerzas predominantes en la Metalurgia Extractiva, absolutamente esenciales para afrontar los desafíos científicos que permitirán la extracción eficiente y sostenible de metales convencionales, así como de nuevos metales de transición y materias primas críticas y estratégicas, tan esenciales para fortalecer la nueva era centrada en la transformación digital. automatización, el desarrollo de la inteligencia artificial y una sociedad más sostenible basada en la energía limpia, la descarbonización y el respeto por el planeta y la biodiversidad.

En el ámbito de la industria Minero-Metalúrgica, las soluciones tecnológicas propuestas y desarrolladas por RTP se centran básicamente en el avanzado concepto "MINE-TO-METAL", y ese concepto será la columna vertebral sobre la que se desarrollarán sus proyectos tecnológicos.

TECNOLOGÍAS HIDROMETALÚRGICAS PARA LA EXTRACCIÓN DE METALES

El equipo de RioTinto Proyectos y Desarrollos, S.L. (RTP) cuenta con más de 40 años de experiencia acumulada desarrollando nuevas soluciones tecnológicas y aplicaciones específicas para las empresas más prestigiosas del sector minero-metalúrgico, a nivel global, con el objetivo de extraer metales valiosos de minerales primarios y minerales y materiales secundarios o reciclados.

Cada proyecto, cada cliente, necesita soluciones especificas y adaptadas a sus necesidades, asi pues, se requiere un amplio conocimiento y bagaje de las técnicas, equipos y sistemas más avanzados, para proporcionar a nuestros clientes las soluciones mas idóneas y eficientes. En ese sentido, el equipo de RTP diseña, adapta y aplica a sus diversos proyectos las etapas de proceso requeridas, teniendo como objetivo final su integración optimizada.

Se presenta a continuación un esquema conceptual donde se muestran las diferentes etapas y procesos que se necesitan en la cadena de producción desde el mineral que sale de la mina hasta la obtención de los productos finales y/o metales refinados, siguiendo el concepto “MINE-TO-METAL”. El equipo de RTP diseña o desarrolla y adapta los procesos, equipos o sistemas necesarios para cada proyecto en particular.

La cadena de producción “MINE-TO-METAL” (de la mina al metal), que sigue un enfoque CIRCULAR, abandona el modelo lineal tradicional de «extraer, fabricar y desechar» para adoptar un sistema regenerativo. Se centra en maximizar el valor de los materiales en cada etapa, minimizando los residuos al transformarlos en recursos en la medida de lo posible e integrando la producción primaria con el reciclaje. Este enfoque holístico abarca desde la minería hasta la fundición, el refinado y el reciclaje final, y se conoce comúnmente como «minería-metalúrgica circular».

FLOTACIÓN DE SULFUROS METÁLICOS

La flotación selectiva separa minerales de sulfuros individuales en concentrados comerciales de Cu, Zn, Pb, etc., que se tratan en fundiciones convencionales, generalmente localizadas lejos de la mina.

El proceso de flotación selectiva requiere un conocimiento preciso de mineralogía, control de las propiedades superficiales y condiciones de funcionamiento. La flotación global colecta y flota todos los metales deseados juntos en un solo concentrado, maximizando la recuperación de metales y requiriendo un circuito simple y un esquema sencillo de reactivos de flotación. No existe un mercado para tratar concentrados globales, por lo que su producción está directamente vinculada al tratamiento in situ en la mina siguiendo el concepto "MINE-TO-METAL". La siguiente tabla resume las condiciones asociadas al proceso de flotación selectiva frente a flotación global:

PRE-CONCENTRACIÓN DE RESIDUOS MINEROS. ECONOMÍA CIRCULAR

La preconcentración de residuos mineros (tailings y materiales residuales) antes del procesamiento hidrometalúrgico para recuperar metales valiosos es una estrategia clave para habilitar un modelo de Economía Circular en el sector minero-metalúrgico. Al separar el material estéril (ganga) del material mineralizado valioso al principio de la cadena de procesamiento se reduce el volumen de residuos, disminuye los costes de procesamiento y se minimiza la huella ambiental. Las técnicas de preconcentración utilizadas se eligen en función de las propiedades físicas, químicas y mineralógicas de los materiales residuales. Los beneficios previos al hidroprocesamiento incluyen una reducción del consumo de reactivos, la eliminación de la ganga que reduce el consumo de ácido en la lixiviación, la reducción de los costes de molienda y el aumento de la productividad para un mayor rendimiento gracias a la producción de concentrados de baja ley (reduciendo la fracción de masa). La economía circular y la valoración de los residuos mejoran la recuperación de metales (reprocesamiento) y la reutilización de materiales, convirtiendo tailings y residuos en materiales de construcción (ladrillos, áridos de hormigón) o utilizados como relleno subterráneo, reduciendo la necesidad de nuevas presas de residuos. Además, la preconcentración reduce el potencial de drenaje ácido de minas (AMD) al eliminar el material sulfuroso que pasa al concentrado, haciendo que los residuos finales sean más estables.

TRATAMIENTO HIDROMETALÚRGICO DE CONCENTRADOS GLOBALES

El procesamiento hidrometalúrgico de concentrados globales es un factor clave del concepto "MINE-TO-METAL", que permite tratar concentrados complejos, de baja ley y polimetálicos in-situ, en la mina, produciendo productos terminados y metales refinados en lugar de enviar concentrados comerciales a fundiciones lejanas, lo que presenta altos riesgos ambientales. Este enfoque tecnológico utiliza la Hidrometalurgia -lixiviación, purificación de soluciones y electrolisis- para recuperar de forma eficiente metales valiosos como cobre, zinc, plomo, níquel, cobalto y metales críticos y preciosos, reduciendo sustancialmente su huella medioambiental.

Hydrometallurgical technologies following “MINE-TO-METAL” concept present the next advantages:

• Adaptable y modular, desde baja capacidad hasta capacidades de planta medias y altas.
• Gran flexibilidad frente a mineralogía y leyes de las materias primas e impurezas contenidas. Por ello, la hidrometalurgia es adecuada para tratar concentrados pobres, complejos y polimetálicos que no pueden tratarse en fundiciones convencionales.
• Capacidad para diseñar diagramas de flujo integrados y eficientes para recuperar, separar y purificar SRM y CRM de recursos minerales primarios y secundarios, produciendo in situ metales y productos de valor añadido (“commodities") con el objetivo de aumentar la rentabilidad del negocio minero. Esto tiene un impacto social positivo en las economías local y nacional.
• La huella ambiental se minimiza porque no es necesario transportar los concentrados a lugares lejanos, evitando vertidos y emisiones incontrolados, y cualquier residuo generado se confina en el lugar de la mina y se gestiona bajo las condiciones más seguras.

Normalmente, la lixiviación es una etapa clave del proceso para extraer eficientemente los metales valiosos en una solución acuosa a baja temperatura y en las condiciones de funcionamiento requeridas. Las tecnologías de lixiviación más relevantes incluyen:

Medio de lixiviación: sulfatos:

• Lixiviación atmosférica
• Lixiviación a presión
• Biolixiviación
• Lixiviación electro-asistida

Medio de lixiviación: cloruros:

• Lixiviación con cloruro férrico
• Lixiviación con salmuera caliente

Medios menos convencionales:

• Alcalino, amoníaco, MSA
• Lixiviantes no acuosos

Cianuración: Específicamente para la extracción de oro y plata, el material pretratado tras la recuperación de metales básicos, se lixivia con cianuro para formar complejos solubles de oro y plata, que luego se recuperan mediante cementación (Merril Crowe) o adsorción sobre carbón activado. La principal innovación que propone RTP es probar el uso de reactivos alternativos al cianuro, que tiene elevada toxicidad.

TRATAMIENTO PIRO/HIDRO COMBINADO DE LOS CONCENTRADOS DE TAILINGS

Los residuos y tailings de flotación suelen contener sulfuros residuales y metales estratégicos (Co, Ni, Cu, Zn, REEs, Au) que no se recuperaron en el circuito primario. En línea con la Economía Circular, el reprocesamiento de estos residuos se considera una estrategia de recursos secundarios para satisfacer la creciente demanda de materias primas críticas. Producir un concentrado de baja ley mediante reflotación o concentración por gravedad/magnetismo suele ser el primer paso. Los estudios muestran que los residuos y tailings almacenados pueden producir concentrados enriquecidos en Co, Ni, Cu y Zn, adecuados para su posterior tratamiento por vía hidrometalúrgica.

El tratamiento combinado pirometalúrgico/hidrometalúrgico de concentrados pobres de tailings de flotación implica un proceso de varias etapas que integra técnicas pirometalúrgicas (normalmente tostación) con técnicas hidrometalúrgicas para extraer metales críticos y estratégicos como oro, plata, cobre, zinc, cobalto, níquel, etc. Este enfoque tecnológico es esencial para recuperar el valor total de los minerales sulfurados, incluidos metales valiosos, hierro, ácido y energía, a partir de concentrados de baja ley producidos con residuos mineros, que las fundiciones convencionales no pueden procesar eficazmente.

La tostación del concentrado es un proceso pirometalúrgico utilizado, por un lado, para descomponer las estructuras minerales refractarias del concentrado, y por otro lado, extraer el valor integral de los concentrados de baja ley: metales, ácido sulfúrico y energía convertida en electricidad. El proceso de tostación modifica la mineralogía para mejorar la liberación y la lixiviabilidad de los metales. Normalmente, se aplica la técnica de Tostación Oxidante para convertir sulfuros (por ejemplo, pirita, pirrotita, calcopirita) en óxidos o sulfatos; se minimiza el contenido de azufre, y se rompen estructuras minerales para facilitar una mayor recuperación de metales.

Hidroprocesamiento de cenizas de pirita. Las cenizas de pirita suelen ser ricas en óxidos de Fe, con cantidades variables de Cu, Zn, Pb, Co y metales preciosos. Su mineralogía compleja hace que la recuperación hidrometalúrgica sea un reto, pero puede ser viable aplicando procesos optimizados. El tratamiento hidrometalúrgico de las cenizas de pirita generalmente se refiere a métodos eficientes de extracción en fase acuosa: lixiviación ácida, purificación, separación, electrolisis, cianuración u otros procesos adaptados para disolver y recuperar metales valiosos tras el proceso de tostación de pirita para la producción de ácido sulfúrico y recuperación de energía.