Si Chile fuese un cuerpo humano, su corazón estaría construido por su gente; su columna sería la cordillera de Los Andes; sus pulmones los bosques valdivianos; sus venas serían sus ríos y su sangre, el cobre. Somos un país rico en recursos minerales; carbón, salitre, oro, litio. Sin embargo, el proceso requiere incorporar innovaciones tecnológicas que permitan la sustentabilidad del recurso, y sobre todo, disminuir el impacto medioambiental y social.
Por Comunicaciones CRHIAM y FI / mariabbascur@udec.cl y cvegaa@udec.cl / Fotografías: CRHIAM
El Departamento de Ingeniería Metalúrgica (DIMET) y del Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y Minería (CRHIAM), han abocado su labor en mejorar los procesos relacionados a la
minería, la que ha sido denominada en numerosas ocasiones como “el sueldo de Chile”. Ahí radica su importancia.
El agua
Desde sus inicios en 2014, el Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería CRHIAM, ha centrado parte de su quehacer en buscar soluciones que apunten en optimizar el uso del agua en la minería. Si bien se estima que esta actividad consume el 4% de la demanda de agua a nivel nacional, actualmente Chile atraviesa una de las peores sequías de su historia, por lo que resulta
clave mejorar la gestión de cuencas, apostar por el reúso de aguas, la desalación y la investigación.
En Chile existen cerca de 800 depósitos de relaves ubicados a lo largo del país, por lo que su gestión es un gran desafío para este sector productivo.
“En CRHIAM avanzamos en el tratamiento de relaves para hacerlos más hidrófobos, recuperando más agua. Además, avanzamos en intervenir la operación de espesamiento, mediante tecnologías que facilitan la separación sólido-líquido. También trabajamos en el diseño de procesos de fluidización en aire que permiten clasificar partículas minerales por su tamaño sin utilizar agua”, explica el subdirector e investigador principal de CRHIAM, Dr. Pedro Toledo.
“La minería tiene que considerar lo que pasa a nivel de cuenca, por lo tanto, para que sea sustentable tiene que existir cierto grado de licencia social a los proyectos mineros, de tal forma de que se puedan llevar a cabo en concordancia con lo que los rodea”, señala el investigador principal de CRHIAM Dr. Leopoldo Gutiérrez.
En este contexto, CRHIAM espera aportar desde la mirada de la seguridad hídrica, estándar que busca garantizar el acceso al agua en cantidad y calidad para el consumo humano y las actividades productivas. “La industria minera debe medir el agua que usa a fin de controlar la extracción, esta información debe ser compartida con la autoridad estatutaria. Debe fomentar la formación de organizaciones de usuarios, y participar en la gestión del recurso junto a otros sectores. Para la minería es clave el acceso al agua, pero también lo es ser aceptado como un actor proactivo con el que se comparte la cuenca”, agrega el Dr. Pedro Toledo.
Minerales complejos
Un mineral complejo es aquel con leyes bajas – como el cobre – con altas concentraciones de minerales complicados como son los filosilicatos y minerales de arcilla, pirita y sulfuros secundarios. Estos minerales, en general, poseen una alta variabilidad, además de utilizar mayor cantidad de agua y, por lo tanto, un procesamiento complicado de abordar.
Se propone una mejora respecto a toda la línea de proceso, partiendo desde la geo-metalurgia con el desarrollo de modelos geo-reológicos, que permitan predecir el comportamiento de las
plantas de procesamiento, de tal forma de poder tomar acciones correctivas y de esa forma mejorar las recuperaciones.
- Se han desarrollado sensores que miden ciertas propiedades físico- química de las pulpas minerales en línea (Konatec). Ese control en línea efectivamente optimiza las eficiencias de las
plantas de procesamiento y de esa forma recupera más cobre, molibdeno, reducir consumo de agua, entre otras cosas. - Se han creado reactivos verdes en base a residuos para mejorar recuperaciones, es decir, se logra cambiar las propiedades fisicoquímicas de las pulpas y hacer los procesos óptimos.
- Se han desarrollado también equipos del tipo ultra-flocuradores para sedimentar, mejorar la segmentación de los procesos.
- Se ha desarrollado una tecnología BCR, para un mejor acondicionamiento de los reactivos en la flotación y de esa forma, optimizar la producción de cobre, molibdeno y otros metales de
interés.
La ventaja competitiva de este paquete tecnológico tiene relación directa con aumentar las recuperaciones de los metales valiosos y de agua. Además, todos los sensores y equipos desarrollados son no invasivos y por lo tanto, no afectan la operación normal de una planta concentradora. En definitiva, este tipo de soluciones mejoran la continuidad operacional de las plantas de procesamiento lo que impacta fuertemente en la productividad.
Sensores optoelectrónicos
Ahora, haremos un zoom in a lo que pasa al interior del procesamiento del cobre. La tecnología desarrollada por el Dr. Roberto Parra (DIMET) y el Dr. Sergio Torres del Departamento de
Ingeniería Eléctrica (DIE)- “Sensores optoelectrónicos para digitalizar las fundiciones de cobre” – mide la radiación electromagnética de las reacciones químicas en el proceso pirometalúrgico,
mejorando el monitoreo y la productividad de la faena, digitalizando y analizando la información para una toma de decisiones más acertadas.
El año pasado, fue uno de los cinco proyectos de base científica ganadores de la primera convocatoria de Company Building, Apta Builder, y a partir de julio 2021, nace la empresa Radiometric Sensing Solutions for Mining, spin off de la Universidad de Concepción, orientada a la comercialización de varias familias de sensores optoelectrónicos, entre los que se cuentan dos sensores que aplican distintos conceptos de detección. El primero se aplica a los reactores de fusión y conversión, a partir de las mediciones de la radiación de la oxidación de diferentes sulfuros de cobre, hierro, níquel, plomo, etc. El segundo considera imágenes hiperespectrales del flujo de fases fundidas durante las operaciones.
Cero emisiones y cero residuos
¿Y qué pasa con las escorias? Millones de toneladas de residuos mineros se acumulan como montañas. Por cada tonelada de cobre que se produce se genera hasta 1,2 toneladas de escoria.
Actualmente, en Chile existen 60 millones de toneladas de este residuo acumulado que contienen metales pesados. La propuesta Green Copper, liderada por el académico Dr. Igor Wilkomirsky (DIMET) podría cambiar este devastador panorama.
Se trata de una nueva forma de producir concentrado de cobre, es decir, reemplazar la tecnología actual por una desarrollada en base a hidrógeno verde. Una propuesta innovadora que no sólo permitiría no tener residuos, sino que además que el proceso sea más limpio, evitando emisiones fugitivas de gases que contienen dióxido de azufre, altamente tóxico.
¿Cómo lo hace Green Copper? Se trata de un proceso pirometalúrgico de oxidación-reducción con hidrógeno verde, que opera en fase sólido/gas a 800-850ºC en reactores cerrados, sin manejo de fases fundidas como la tecnología tradicional de fusión-conversión. El proceso logra un aprovechamiento completo del concentrado, generando subproductos comerciales de fierro, molibdeno y sílice, sin generación de escorias. Tiene un consumo de agua virtualmente nulo y huella de carbono cero, además de un excedente de energía limpia que permitiría generar créditos de carbono. Las evaluaciones preliminares muestran que la tecnología es competitiva en capex y opex con la tecnología tradicional.
Green Copper – integrada también por los investigadores Dr. Roberto Parra, Dr. Eduardo Balladares y Dr. Fernando Parada – fue unos de los proyectos presentados en el encuentro Chile
2020: Green Hydrogen Summit y en el Fast Forward Mining 2021.
Más información: www.crhiam.cl
Last modified: 1 de junio de 2023
