Hidrometalurgia del cobre: de la pila de lixiviación al cátodo

Este episodio de Minenovate forma parte de una serie formativa sobre la cadena de valor del cobre. Sin invitado, Milo Niemeller y Francisco Rubina, que participó en esa primera etapa del podcast, abordan la otra gran ruta de procesamiento después de la concentradora: la hidrometalurgia, que transforma óxidos y sulfuros de baja ley en cátodos de alta pureza.

Dos destinos para el mineral

Niemeller recuerda el punto de partida: el material sale de la mina hacia dos destinos principales. Los sulfuros de alta ley van a la planta concentradora; los óxidos y los sulfuros de baja ley, a lixiviación y electroobtención.

Aglomerar, apilar y regar

El proceso comienza con un chancado que reduce el tamaño de la roca para que pueda apilarse. Luego viene el aglomerado: un tambor donde se agrega agua y ácido sulfúrico para que las partículas se unan en glómeros. El objetivo es evitar que la pila se vuelva impermeable y se formen pozas en la superficie, y favorecer que la solución percole por capilaridad a través de todo el material.

Niemeller explica que las pilas suelen tener entre 6 y 7 metros de altura por nivel y pueden ser estáticas, que se dejan en su lugar una vez lixiviadas, o dinámicas, que se apilan y luego se retiran. El material agotado se llama ripio, el equivalente al relave de la concentradora. Le llamó la atención que el riego use la misma tecnología de la agricultura, por goteo o aspersión, e incluso que proveedores agrícolas hoy presten servicios a la minería.

La única diferencia es que las plantas las regamos con agua y acá regamos con ácido sulfúrico.

En la base de la pila se instalan carpetas plásticas que conducen la solución cargada de cobre, conocida por su sigla en inglés PLS, hacia canaletas de recolección. Rubina subraya que esa impermeabilización no responde solo a un criterio económico: evita que soluciones ácidas se infiltren hacia napas subterráneas y alteren la hidrogeología de una cuenca.

Nuevas variantes de lixiviación

El episodio repasa también tecnologías para aumentar la recuperación. La adición de sal genera un medio más agresivo, aunque obliga a controlar gases dañinos. La biolixiviación usa bacterias para transformar sulfuros de baja ley, que no reaccionan directamente con el ácido, en compuestos que sí pueden disolverse. También se menciona el uso de temperatura para acelerar la reacción.

Extracción por solventes: limpiar el cobre

La solución que sale de la pila arrastra impurezas. La extracción por solventes, o SX, usa un compuesto orgánico para capturar el cobre de forma selectiva y devolver el resto de la solución, ahora sin cobre, a la pila. Es un circuito cerrado en el que se repone el agua evaporada y el ácido consumido. Por eso se habla de refino, la solución que entra a la pila; de PLS, la que sale de ella; y de electrolito, la que sale de SX ya concentrada.

Niemeller advierte que es una de las áreas de mayor riesgo, porque los orgánicos son inflamables; en la planta donde trabajó ni siquiera se permitía ingresar con celulares. Rubina suma el ejemplo de los polvorines para insistir en que la seguridad atraviesa todo el negocio.

Siempre es preferible detener un proceso antes de hacer algo riesgoso.

Electroobtención: del electrolito al cátodo

En la electroobtención, el electrolito, de un llamativo color azul, llena grandes celdas donde se ubican placas de acero y ánodos de plomo. La corriente eléctrica hace que los iones de cobre, con carga positiva, se depositen sobre la placa hasta engrosarla. Al cosecharla, cada lado aporta entre 30 y 40 kilos de cobre de alta pureza, según Niemeller, que destaca que se trata de una tecnología muy antigua que sigue vigente.

El riesgo principal en esta etapa es la niebla ácida, que se controla con campanas y se mitiga con protección respiratoria. El ciclo completo es largo, del orden de un año en pilas de óxido y más con bacterias, lo que genera grandes inventarios de material en proceso con implicancias financieras.

Ripios y analítica avanzada

Los ripios antiguos, con leyes mayores a las actuales, pueden reprocesarse, ya sea lixiviándolos directamente en el botadero o volviendo a apilarlos. En el cierre, los conductores abordan los recomendadores: modelos de aprendizaje automático que integran el modelo de bloques, la trazabilidad del mineral y los datos de laboratorio para sugerir cuánto ácido y agua agregar o cuánto tiempo regar. Rubina distingue entre la analítica predictiva, que anticipa resultados, y la prescriptiva, que además recomienda qué hacer para llegar a un óptimo.

Por qué importa

La hidrometalurgia es una pieza central de la producción de cobre: permite aprovechar minerales que no serían rentables en una concentradora y entregar cátodos listos para el mercado sin pasar por fundición. Entender sus etapas ayuda a dimensionar los desafíos actuales de la industria, desde la gestión del ácido, el agua y los riesgos para las personas hasta el uso de datos para mejorar recuperaciones en procesos de ciclos largos. Con el agotamiento de los óxidos superficiales en muchos yacimientos, la lixiviación de sulfuros de baja ley y el reprocesamiento de ripios se vuelven temas cada vez más relevantes para la continuidad de muchas operaciones.