Proceso Minero: Etapas, Minerales Sulfurados y Oxidados, Concentración y Fundición

Etapas del Proceso Minero

1. Prospección: Definición de los tipos de blancos a buscar. Incluye:
   • Método geológico: Análisis de la roca.
   • Método geoquímico: Análisis químico.
   • Método geofísico: Estudio de las condiciones físicas de las rocas.
2. Exploración: Refuta o afirma la hipótesis planteada en la prospección. Es un estudio más profundo.
3. Desarrollo del proyecto: Se analiza toda la ingeniería del proyecto, el proceso de explotación, la vida útil de la mina, la gestión de desechos y los aspectos ambientales.
4. Operación de la mina:
   • a) Extracción del mineral.
   • b) Separación de las rocas (mena mineralizada y desechos no mineralizados).
   • c) Chancado: Trituración del mineral.
   • d) Clasificación por tamaño del mineral mediante rejillas.
   • e) Retrituración del mineral.
   • f) Extracción y transporte al lugar de acopio.
   • g) Transporte hacia la planta de tratamiento.
5. Transporte: Desde el lugar de acopio hasta la planta.
6. Beneficio del mineral: El objetivo es lograr un mineral comercializable (puro).

Conceptos Clave en Minería

• Minería: Obtención selectiva de minerales y otros materiales de la corteza terrestre.
• Sulfuros: La zona de sulfuros corresponde a la mineralización primaria del yacimiento (a mayor profundidad). Los minerales sulfurados están formados por cobre, azufre y hierro.
• Óxidos: La zona de óxidos se encuentra en la superficie del yacimiento o cerca de ella. Contiene óxidos de cobre (de color verde o azul).

Concentración del Mineral

La concentración (chancado, molienda, flotación) tiene como objetivo liberar y concentrar las partículas de cobre que se encuentran en forma de sulfuro en las rocas mineralizadas.

Chancado

El mineral extraído presenta una gran volumetría. El objetivo del chancado es reducir el tamaño de los fragmentos hasta obtener un tamaño uniforme de media pulgada (1,27 cm). Se realiza en varias etapas:

• Etapa primaria: Reduce el tamaño a 8 pulgadas.
• Etapa secundaria: Reduce el tamaño a 3 pulgadas.
• Etapa terciaria: Reduce el tamaño a 1/2 pulgada.

Molienda

Continúa la reducción del tamaño de las partículas hasta obtener una granulometría de 0,18 milímetros. Esto permite una mejor liberación de los minerales de cobre. Luego, se agrega H₂O en cantidades suficientes para formar un fluido lechoso, y se añaden los reactivos necesarios para el proceso de flotación.

Reactivos Utilizados en la Flotación

• Reactivos espumantes: Producen burbujas resistentes.
• Reactivos colectores: Impregnan las partículas de sulfuro de cobre y de molibdeno para que se separen del agua y se adhieran a las burbujas.
• Cal (CaO): Se utiliza para estabilizar la acidez a un pH determinado.

Flotación

Es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y otros elementos, como el molibdeno, del resto de los minerales que componen la roca. La pulpa proveniente de la molienda, que contiene los reactivos necesarios, se introduce en receptáculos denominados celdas de flotación. Desde el fondo de estas celdas, se inyecta aire para generar burbujas, y se mantiene la mezcla en constante agitación. Este proceso intensivo permite obtener concentraciones de cobre desde 1% hasta 31%.

Fundición

1. Recepción y muestreo: Debido a las diferencias en la composición de los concentrados, se realiza un muestreo y se clasifican según su concentración de cobre, hierro, azufre, sílice y porcentaje de humedad.
2. Fusión: Se busca lograr un cambio de estado del concentrado, de sólido a líquido. Para ello, se somete a temperaturas de 1200 °C. Al pasar al estado líquido, los componentes se separan según su peso: los más livianos quedan en la parte superior del fundido, y el cobre, que es más pesado, se concentra en la parte inferior.
3. Conversión: Se tratan los productos obtenidos en la fusión para obtener cobre de alta pureza. Se elimina el azufre y el hierro del concentrado, obteniendo finalmente cobre blíster con una pureza del 96%.

Pirorrefinación

La pirorrefinación tiene como objetivo incrementar la pureza del cobre blíster. Consiste en eliminar el porcentaje de oxígeno presente en este tipo de cobre, alcanzando concentraciones del 99,7% de pureza. Este proceso puede durar hasta 20 días en un ciclo continuo.

Ánodo: Se disuelve con un 99,7% de pureza de cobre.

Cátodo: Alcanza un 99,9% de pureza de cobre.