TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL GRADO DE MAESTRO, 2018-1
Roberto Pedro Huamani Bernal
Objetivo
Demostrar un sistema alternativo de investigación para el tratamiento de minerales cupríferos oxidados y silicatados mediante la aplicación de la electrodisolución-electrodeposición directa, para la obtención de cobre electrodepositado.
Resumen:
Siendo el cobre un metal de interés mundial, requiere que los nuevos avances tecnológicos se direccionen hacia minimizar costos de producción y ambientales, por ello a la fecha su recuperación se viene realizando mediante técnicas separadas de pirometalurgia e hidrometalurgia para el primero vía concentración y en segundo caso que es el objetivo del proyecto mediante lixiviación; en consecuencia frente a todo ello se propone como alternativa tecnológica que consiste en la realización de la electrodisolución-electrodeposición instantánea, en una sola etapa, aplicado para minerales oxidados y silicatados de cobre. Estadísticamente la lixiviación de los óxidos de cobre es 90% seguido de la purificación y electroobtención. En este proyecto se pretende realizar de manera instantánea en una sola etapa la lixiviación y electroobtención desde el mineral directamente con solo granularlo y empleando una diferencia de potencial en medio acido. Para ello realizamos una serie de pruebas experimentales preliminares, manejando la granulometría entre ¼” a ¾”, el pH se ajustó entre 1.5 - 3.5, con potencial de celda entre 2.5 – 4.5V, alcanzándose recuperaciones en promedio de 85% inicialmente como cemento de cobre; regenerándose el electrolito, además logrando que el medio iónico utilizado mantenga coloración desde verde claro hasta transparente a diferencia de la lixiviación convencional cuyo medio tiene coloración azulina; con lo cual el impacto visual tiende a ser de coloración más natural. El proceso requiere utilizar, electrodos de grafito, planchas y mallas inox como electrodos dentro de una celda electrolítica; el efecto hidrometalúrgico producido es aprovechando la función del potencial anódico y catódico, conjuntamente de los cambios de polaridad de los electrodos. Con este sistema se incrementa la cinética de recuperación del cobre; minimizándose los tiempos en cuestión de minutos sin ocasionar impactos ambientales significativos; en comparación con la lixiviación tradicional que requiere mayores periodos (días, semanas). Por todo ello la propuesta de estudio realizado surge como alternativa para tratamiento del cobre tecnológicamente más limpia, menos impacto ambiental y costos relativamente ajustables con tendencia a ser minimizados.
Palabras clave
Electrodisolución, elctroobtención, celda electrolítica, hidrometalurgia, potencial de celda, recuperación, UNSA, Arequipa.
Problema central
El proceso de extracción del cobre empleado en la actualidad es la lixiviación en medio acido, pues no siempre es posible aplicarlo exitosamente en forma directa sino se tiene en cuenta la caracterización del mineral cuprífero. La actual aplicación de los métodos de lixiviación convencionales conlleva a seguir utilizando elevada concentraciones de ácido sulfúrico, y por consiguiente la presencia de mayor cantidad de agua para lavados y post tratamiento de los ripios, adicionalmente de la emisión de ciertos gases por evaporación debido a la temperatura del medio. Todo ello va conllevando a mayor presencia de pasivos ambientales en diferentes áreas, formando zonas de los depósitos parcialmente acidificadas y con impactos poblacionales. Cada vez frente a la presencia de leyes bajas de los elementos cupríferos oxidados y silcatados conjuntamente de la alcalinidad que tienen algunos minerales de cobre; tienden a consumir más ácido sulfúrico y por consiguiente mayor consumo de agua, conllevando a que creen mayores problemas ambientales y sociales; conjuntamente de factores económicos al comprar mayores reactivos. Económicamente el cambio de alcalinidad de los minerales conjuntamente de la disponibilidad del agua provoca mayores consumos de reactivos y mayor manejo de las aguas con la tendencia a la generación de mayores efluentes ácidos, además de mayor tiempo de lixiviación para recién después purificar y recién después electrodepositar.
Hipótesis planteada
Es factible que al aplicar la electrodisolución-electrodeposición en conjunto de manera directa se presenta como alternativa tecnológica, para obtener cobre electrodepositado desde minerales oxidados cupríferos.
Resultados esperados
01 Nro. de nuevos profesionales con diploma magistral.
01 Nro. de Artículos publicados en revistas indizadas Web Of Sciene o SCOPUS.
01 Nro. de ponencias realizadas nacionalmente.
01 Nro. de Tesis de maestría presentadas o publicadas.
Impactos esperados
- IMPACTO TECNOLÓGICO: SE MINIMIZARAN ETAPAS DEL TRATAMIENTO DE MINERALES CUPRIFEROS EN UNA SOLA ETAPA PARA OBTENER COBRE METALICO DIRECTAMENTE DESDE EL MINERAL SIN QUE HAYA TRANSPORTE DE BOMBEO DE SOLUCIONES Y PURIFICACION DE LOS ELECTROLITOS; YA QUE LA ELECTRODEPOSITACIÓN SERA DIRECTA DESDE EL MINERAL DISOLUCION INMEDIATA Y OBTENCION DEL METAL.
- IMPACTO AMBIENTAL : SE MINIMIZARA EL USO DE EFLUENTES HIDRICOS, AL PODER RECIRCULAR LOS EFLUENTES HIDRICOS NUEVAMENTE AL PROCESO LUEGO DE REALIZAR LA RECUPERACION DEL ELEMENTO METALICO. ADEMAS NO SE VERTIRA LOS AFLUENTES GENERADOS AL ESPACIO COLINDANTE. ES DECIR SE UTILIZARA MENOS AGUA DE LO QUE COMUNMENTE UTILIZAN LAS PLANTAS INDUSTRIALES Y DICHAS AGUAS QUE SE UTILIZARAN RETORNARAN AL PROCESO SIN DEVOLVERLAS AL MEDIO DE LOS CUALES FUERON CAPTADAS.