A Recuperar Metales

Adoptar acciones para transitar hacia la economía circular es una necesidad para toda empresa que aspira a ser sustentable. En el caso de la minería, una buena alternativa para hacerlo es recuperar metales valiosos desde las corrientes líquidas que se generan en esta actividad, como los relaves o las aguas ácidas de mina.

Ese fue, justamente, el tema que abordó un webinar internacional realizado en julio pasado, en el cual expertos dieron a conocer innovadoras tecnologías para desarrollar esta tarea, como también algunos casos de éxito que muestran los beneficios de esta práctica.

Proceso SuCy y AMD/ARD

El evento, organizado por InduAmbiente, contó con cuatro expositores de entidades especialistas en la materia: el Advanced Mining Technology Center (AMTC), de la Universidad de Chile; Veolia, líder global en la gestión integral de residuos, agua y energía, que ofrece soluciones basadas en la lógica de la economía circular; y Cetaqua Chile, la Corporación Chilena de la Investigación del Agua.

Para dar un marco general a la temática del seminario, el Gerente General de Cetaqua Chile, Francisco Rossier, se refirió a los retos que enfrenta la industria minera para aumentar la producción en un contexto de escasez hídrica, cambio climático y creciente demanda de materias primas como el litio, asociada al avance de la electromovilidad y la electrificación. En ese contexto, destacó la necesidad que tiene la industria de reducir el consumo de agua, el impacto ambiental y la huella de carbono, como también de mantener un adecuado vínculo con las comunidades y avanzar en el procesamiento de relaves y otras corrientes.

Las tecnologías para recuperar metales aportan a una minería sustentable, destacó Francisco Rossier.

Frente a ello, planteó que las tecnologías para la recuperación de metales y recursos hídricos entregan interesantes oportunidades para que las empresas del sector puedan responder mejor a estos desafíos y agregar valor a sus procesos.

A continuación, el doctor Humberto Estay, líder del equipo de desarrollo y diseño de procesos del AMTC, detalló algunas de las soluciones en que han trabajado para recuperar recursos valiosos desde fuentes acuosas mineras, a través de procesos basados en la separación por membranas.

En primer lugar, describió una alternativa desarrollada para la minería de oro, denominada Proceso SuCy que apunta a recuperar algunos metales valiosos, como cobre, desde soluciones cianuradas. El investigador explicó que esta tecnología se basa en una reacción convencional de precipitación de sulfuros metálicos, que son sólidos y muy estables, pero resultan complejos de manejar en separaciones sólido-líquido. Para resolver este problema, en AMTC han avanzado "en desarrollar procesos de membranas como la microfiltración que permite separar estos sólidos, generando un permeado puro, solo con cianuro que también regeneramos y recuperamos mediante absorción gaseosa en membranas", destacó.

Añadió que la integración de los procesos de precipitación, microfiltración y absorción gaseosa de membranas permite obtener de manera muy eficiente un producto que puede ser comercializado como es el sulfuro de cobre de alta ley. Además, se produce una corriente de cianuro de sodio concentrada que se puede seguir usando en el proceso de lixiviación del oro evitando que llegue a los ripios, con lo cual también se reduce el riesgo de impacto ambiental asociado a estos residuos.

Esta innovación se espera validar en una planta piloto recién construida y que se implementará en una instalación de reprocesamiento de relaves de oro-cobre, ubicada en el norte del país. "Bajo el concepto de economía circular, esta operación apuntará a regenerar una impureza como producto y reducir los consumos de reactivo del proceso global", recalcó Estay. ¿Otra ventaja? Los módulos de membrana del Proceso SuCy reducen "hasta nueve veces el espacio" que ocupan los clarificadores gravitacionales empleados habitualmente para recuperar recursos valiosos desde efluentes de la minería del oro, lo cual "implica una disminución de costos de inversión y operación bastante relevantes", aseguró.

El también subdirector del AMTC comentó que el mismo concepto de precipitación de sulfuros se aplicó a la minería de cobre, para desarrollar un proceso denominado AMD/ARD cuyo objetivo es recuperar sulfuro de cobre desde aguas ácidas de mina, uno de los pasivos ambientales más relevantes que genera la minería a nivel global. "Hemos logrado resultados bastante auspiciosos, con tasas de generación de permeado bastante altas y atractivas. En distintas condiciones de operación podemos lograr casi un 100% de recuperación de cobre, lo que también permite minimizar el contenido de este metal que se va en las aguas ácidas tratadas. Las leyes de cobre son bastante altas: van desde 35% hasta casi 50%, por lo tanto, es un producto vendible", señaló.

Humberto Estay presentó soluciones basadas en membranas para recobrar recursos desde fuentes acuosas mineras.

Humberto Estay comentó, además, que están trabajando en otras innovaciones como la recuperación de cobre mediante contactores de membrana para generar productos de alto valor. "Procesando cualquier corriente acuosa minera en un proceso integrado de membranas, se podrían recuperar materiales de valor como metales, agua de alta calidad –que es una línea de desarrollo en que tenemos bastante desarrollo– y energía, que es algo en lo que vamos a empezar a avanzar, consolidando así un concepto de economía circular completo desde procesos con membranas", concluyó.

Cobre desde un Relave

Otra de las presentaciones del webinar permitió conocer un caso de éxito en Chile, donde la empresa Veolia procesó un drenaje ácido de un relave minero para recuperar cobre soluble y agua que se puede reutilizar en otros procesos. "Eso plantea un cambio de paradigma y una oportunidad para tratar flujos que pueden ser complejos y para mejorar el desempeño ambiental recuperando productos valiosos", destacó Philippe Palfrey, Director On Site Services de Veolia Latam.

El especialista explicó que el proyecto se desarrolló en una mina que procesa sulfuros de cobre y también cobre soluble en forma de óxidos. La solución consistió básicamente en "el uso de un intercambiador iónico que tiene resinas que permiten recuperar cationes, en particular cobre. El proceso era muy sencillo: el drenaje que venía del relave pasaba por un intercambiador iónico, con el objetivo de concentrar el cobre sobre las resinas y liberarlo después mediante un lavado con ácido sulfúrico. De ese modo, la solución pasaba de tener una concentración de cobre de unos 300 ppm a 30 gramos por litro".

Palfrey añadió que en cada ciclo de lavado con ácido sulfúrico se recuperaba una solución de sulfato de cobre que se podía enviar a la planta de extracción por solventes para recobrar y aprovechar el metal contenido en ella.

El proceso consideró el uso de filtros de arena para remover sólidos suspendidos y filtros de carbón activado para remover aceites y grasas. Esto permitió también recuperar agua que se reutilizaba para el lavado de las resinas.

Philippe Palfrey dio a conocer un caso de éxito en Chile en que se recuperó cobre desde un relave.

El representante de Veolia destacó que las condiciones climáticas severas en que opera la mina no fue impedimento para el desarrollo de la solución: "La planta fue construida en seis meses y es algo bastante rápido y fácil de poner en marcha", dijo.

No obstante, advirtió que para desarrollar este tipo de proyectos "se debe estudiar cada caso para definir el proceso, validarlo y después implementarlo".

LIFE Remine Water

El seminario virtual también dio cuenta de algunas experiencias concretas en proyectos de investigación, desarrollo e innovación en la minería, ejecutadas por Cetaqua. Este tema estuvo a cargo del Director Técnico del centro en Chile y líder del cluster de Waste2Resources en la red de centros Cetaqua, Mateo Pastur, quien detalló dos innovadoras iniciativas para recuperar metales y tratar aguas con descarga de líquido cero.

La primera se denomina LIFE Remine Water y consiste en la implementación de una plataforma tecnológica que propone mejorar el tratamiento de corrientes acuosas mineras mediante procesos innovadores que permiten la recuperación de agua y productos de alto valor agregado como cobre y zinc minimizando las descargas al medio ambiente, a través de un enfoque basado en la economía circular.

Pastur indicó que esta solución se está probando en una mina subterránea de Sandfire Matsa, ubicada en el sur de España, donde se producen principalmente sulfuros de zinc, cobre y plomo, y se generan aguas de proceso ácidas con una concentración relativamente altas de sulfatos, que es el principal contaminante que se debe eliminar para poder descargar las aguas tratadas al medio ambiente. "Actualmente, la mina tiene un límite de vertido de sulfatos entre 1.250 y 1.500 ppm. Sin embargo, en los próximos años comenzará a regir un límite más restrictivo, que con la tecnología de tratamiento en uso no se puede alcanzar. Aquí es donde entra en juego el proyecto LIFE Remine Water, que apunta a implementar una planta de descarga líquida cero que sustituiría a la depuradora actual", dijo. Detalló que el proceso tiene varias etapas de tratamiento (ablandamiento, nanofiltración, ósmosis inversa, electrodiálisis y evaporación a baja temperatura) que permiten obtener "agua de alta calidad que se puede reutilizar tanto en procesos mineros o en el entorno de la mina" y, eventualmente, sal común como un subproducto del proceso.

Por otro lado, el proyecto LIFE Remine Water también considera el desarrollo de una planta para la recuperación de metales desde los lixiviados que se generan en la operación minera. Mateo Pastur indicó que estas corrientes contienen concentraciones de cobre y zinc de entre 500 y 1.000 ppm y, mediante el uso de resinas de intercambio iónico, se logra recuperar de forma selectiva más del 99%. Durante el proceso se genera sulfato de zinc y sulfato de cobre, que se separan a través de una fase de electrodeposición, produciendo "dos corrientes que pueden recircularse a la mina y así valorizar estos dos metales", aseguró. Además, se obtiene una solución rica en ácido sulfúrico que se recupera mediante nanofiltración para su reutilización.

Ambas plantas piloto están operando desde inicios de 2022 y "nos han permitido demostrar al cliente la viabilidad técnica y económica de este nuevo proceso que les permitirá alcanzar el nuevo límite de vertido y, por otra parte, valorizar las corrientes ricas en metales como zinc y cobre. Esta experiencia también ha demostrado que es posible implementar soluciones basadas en la economía circular que, por una parte, permiten hacer un uso más sostenible de los recursos hídricos y, al mismo tiempo, minimizar las descargas de salmuera y metales al medio", subrayó.

Caracterización sin Costo

La segunda iniciativa destacada por el representante de Cetaqua se denomina Metallico, que se inició en enero de 2023 y termina en 2026. "Este proyecto es más ambicioso y su objetivo es demostrar procesos innovadores y sostenibles para recuperar metales que se utilizan en la producción de baterías, es decir, principalmente litio, cobalto, zinc y cobre desde corrientes líquidas mineras", comentó Pastur.

El proyecto incluye casos de estudio en cuatro minas en Europa, y Cetaqua Chile participa caracterizando corrientes similares en Latinoamérica en las que podrían replicarse el proceso. Al respecto, el especialista hizo una invitación bien atractiva y conveniente: "Tenemos un presupuesto asignado por la Comisión Europea para hacer estas caracterizaciones, por lo que si hay alguna empresa minera en Chile interesada en que caractericemos sin costo sus corrientes mineras, pueden contactarnos".

Mateo Pastur invitó a las empresas a caracterizar sin costo sus corrientes líquidas, a través de Cetaqua Chile.

El Gerente General de Cetaqua Chile, Francisco Rossier, reforzó este mensaje indicando que la caracterización de las corrientes líquidas mineras es el punto de partida para buscar soluciones de tratamiento beneficiosas desde la perspectiva energética, medioambiental, del uso de recursos y de la recuperación de metales con valor.

El ejecutivo resaltó, además, que los casos de éxito presentados en el webinar demuestran que estas tecnologías son técnica y económicamente factibles de desarrollar. "Hay desafíos técnicos, pero tenemos una gran oportunidad de agregar valor a los procesos mineros y contribuir a hacer más sostenibles las actividades de este sector", concluyó.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 183 (julio-agosto 2023), páginas 66 a 68.