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Procesamiento de cobre-arsénico

Teck se ha asociado con Aurubis, el productor de cobre refinado más grande de Europa, para hacer avanzar la aplicación de la tecnología CESL para cobre-arsénico (Cu-As) en recursos de cobre con alto contenido de arsénico. Juntos, ofrecemos sólidas capacidades técnicas y abundante experiencia en la industria del negocio del cobre.

En general, las políticas y pautas de Teck y Aurubis apoyan plenamente el fortalecimiento de un desarrollo sustentable mediante el establecimiento de nuevos estándares ambientales en la refinación de minerales complejos. El elemento clave para esta base es la introducción de un proceso original, integrado, de bajas emisiones y de mina a metal basado en la tecnología CESL para Cu-Au lista para comercializarse.

Acerca de la tecnología para Cu-As

Para 2015, se estima una producción de concentrado de cobre del orden de 59 millones de toneladas en todo el mundo. Se espera que la producción global de concentrados de cobre aumente en un 3 % año a año desde 2015 a 2024. El arsénico es el principal contaminante presente en los concentrados de cobre y se prevé que esté por encima de los límites penalizados en un 10 % de todos los concentrados de cobre producidos en 2015. Se espera que el contenido de arsénico en concentrados de cobre aumente desde aproximadamente 80.000 toneladas/año en 2013 hasta aproximadamente 165.000 toneladas/año en 2020. [Wood Mackenzie 2013].

Con las técnicas estándar de fundición utilizadas para recuperar cobre, el arsénico presenta en sí formas potencialmente peligrosas que son desafiantes desde la perspectiva de la eliminación y la exposición ocupacional. Estos desafíos se están volviendo cada vez más importantes debido a la creciente concientización en las áreas de responsabilidad ambiental y administración de los materiales. Durante los procesos de fundición y tostado, el arsénico se abate en forma de polvo en un estado oxidado peligroso que genera desafíos de manejo y eliminación. Esto da lugar a mayores costos de marketing o procesamiento para los mineros, lo que tiene el efecto de desalentar el desarrollo de recursos de cobre que contengan cantidades considerables de arsénico.

La certeza de los ingresos de un proyecto con 0,5 % de arsénico en el concentrado depende en parte de los cargos por tratamiento y refinación que probablemente aumenten significativamente ya que la capacidad del horno de fundición es insuficiente para procesar ciertos contaminantes y debido a que las normativas reducen la comerciabilidad de los concentrados de cobre con alto contenido de arsénico.

Aunque el marketing de concentrados de cobre con presencia de arsénico para fundición y refinación tradicional requiere la combinación de estos concentrados penalizados para maximizar los ingresos, el uso de la tecnología CESL para Cu-As crea certeza de ingresos durante toda la operación minera, lo cual mitiga el riesgo para la cadena de abastecimiento.

El proceso CESL utiliza tecnologías existentes como oxidación bajo presión, extracción por solventes y electroobtención, pero las combina de una forma original. La extracción por solventes y la electroobtención se utilizan en todo el mundo y estos métodos de refinación de metales han demostrado ser procesos sólidos y bien comprendidos que generan un producto de cátodo de calidad superior.

Más de 50.000 horas de operación se han invertido en tratar 20 concentrados de diversas mineralogías en la planta piloto integrada de CESL. Casi 300 toneladas de cobre grado A de LME se han producido en 5.000 horas de operaciones de la planta de demostración.

 

Beneficios para la sustentabilida

El proceso CESL para Cu-As ha logrado más de un 99 % de abatimiento de arsénico en residuos de lixiviación (el subproducto del proceso metalúrgico). Se han identificado componentes de arsénico en el residuo, gracias al uso de avanzados métodos mineralógicos, como el sulfato de arseniato férrico básico (basic ferric arsenate sulphate, BFAS) y la escorodita, ambos considerados las formas más estables de fijación de arsénico. Adicionalmente, el monitoreo de la calidad del aire durante las operaciones piloto confirmaron concentraciones muy por debajo de los niveles de exposición ocupacional gubernamentales.

Se realizaron pruebas a corto y largo plazo para evaluar la estabilidad del arsénico en residuos que fueron generados en ensayos constantes de la planta piloto. Las pruebas a corto plazo se realizaron en 59 muestras piloto que contenían arsénico hasta un 9,7 % utilizando el procedimiento estándar de caracterización de material peligroso (Procedimiento de lixiviación característica de toxicidad [Toxicity Characteristic Leaching Procedure, TCLP]) de la Agencia de Protección Ambiental (Environmental Protection Agency, EPA). Las pruebas demostraron sistemáticamente que el residuo no era peligroso, con el arsénico lixiviado más de un orden de magnitud por debajo del límite de clasificación de la EPA.

Para confirmar la estabilidad a largo plazo, se desarrolló un programa de pruebas más riguroso. Este programa de pruebas permanente ha demostrado una excelente estabilidad del residuo, con concentraciones de arsénico muy por debajo del límite de 5 mg/L de la EPA después de más de 800 días de pruebas.

 

Resultados del proceso CESL para cobre-arsénico

Desde 2010 se han probado más de 20 muestras diferentes de concentrado con contenido de arsénico. Esto ha incluido más de 10 meses de operaciones de la planta piloto para verificar el flujograma utilizando operaciones constantes y completamente integradas. Algunos aspectos destacados de la operación de la planta piloto son:

  • Se lograron extracciones altas de cobre (>97 %) y oro y plata (>90 %)
  • Se produjo cátodo de cobre grado A de LME
  • Se produjo Au-Ag doré comercializable
  • Se procesaron concentrados con un contenido de 1,4 a 10 % de arsénico
  • Se demostró la capacidad para procesar concentrados de cobre con contenido de arsénico de manera ambientalmente superior
  • Se recopilaron datos de criterios de diseño para el diseño comercial y la evaluación económica
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