Hidrometalurgia del cobre

Hidrometalurgia del cobre, evolución e hitos

Nathaniel Arbiter y Archie W. Fletcher

En comparación con los 6000 años de historia de la pirometalurgia en la producción de metales, la hidrometalurgia es de origen relativamente reciente. La primera referencia que se conoce data del siglo XVI, con las primeras aplicaciones al cobre en los siglos XVII y XVIII. Durante el siglo XIX, elaumento en las demandas de metal puro tuvo como resultado el desarrollo de la refinación electrolítica y a comienzos de este siglo derivó en la electroobtención.
El rápido crecimiento en la producción del cobre durante el siglo XX, especialmente en Estados Unidos y Chile, estimuló el desarrollo de nuevas tecnologías para la lixiviación y para la recuperación del cobre de las soluciones delixiviación.
En los últimos 25 años, la extracción por solvente se ha convertido en un factor principal al permitir una novedosa tecnología de lixiviación que produce soluciones diluidas o complejas. Además, solventes con excepción del ácido sulfúrico y métodos químicos para precipitar el cobre metálico son ahora de creciente interés. Estas son tendencias que deberían crecer en importancia dada lanecesidad de procesar materiales más complejos y de menor calidad.

Nathaniel Arbiter, miembro de SME1, es dueño de Nathaniel Arbiter Associates Inc., X9 Ranch, Vail, AZ 85641. Archie W Fletcher trabajó en Warren Springs Research en Inglaterra y con Duval Research y ahora se desempeña como asesor, 9422 E. Placita Eunice, Tucson, AZ 85715.

En este documento se analiza la evolución de lahidrometalurgia del cobre; además, se presentan factores claves en desarrollos principales recientes que se detallan en operaciones específicas y se indican las tendencias para el futuro. Por otro lado, la relativa importancia de la hidrometalurgia del cobre se compara con aquella de la pirometalurgia teniendo en cuenta los cambios probables en las características y suministros de la mena.

Desarrolloshistóricos
La temprana producción y uso del metal (Singer, 1954) se originó con el descubrimiento de los metales nativos (oro, cobre y hierro meteórico) en el quinto milenio a.C.; luego, se produjo la reducción en hornos de menas de óxido de cobre durante el cuarto milenio; después, comenzó la fundición de menas de hierro y producción de bronce a partir del cobre y de menas de estaño en eltercer milenio y numerosas mejoras en la pirometalurgia en el primer milenio.
La primera referencia práctica de un proceso químico, o hidrometalúrgico, se encontró en De Re Metallica (Agrícola, 1556) y se describe como la separación de la plata desde una hoja de oro al disolver selectivamente el primero en ácido nítrico y decantando la solución en un tazón de cobre obteniendo la cementación de laplata. Esto fue el precursor para la cementación del cobre, que iba a encontrar un papel importante en la recuperación de este elemento en los siguientes siglos (Tabla 1); pero como con toda tecnología, su aplicación futura ahora está siendo ame-

nazada por desarrollos más nuevos; y además, con los inevitables cambios en la cantidad y calidad de la mena, otras tecnologías se deben seguirdesarrollando y mejorando para así mantenerse al tanto de estos cambios.
El primer uso comercial que se conoce de la hidrometalurgia del cobre fue para el tratamiento de las aguas de la mina Rio Tinto. “Ya en 1670 se tiene registro de una concesión que había sido otorgada para la recuperación del cobre, presumiblemente por precipitación con hierro. En 1752, se tiene registro de la utilización deeste método, esta vez para precipitar el cobre de los líquidos obtenidos de la lixiviación de menas de menor ley después de una natural (calcinación)…” según Taylor (1942). Al principio se creyó que el precipitado era hierro cobreado pero la verdadera naturaleza del cobre de cementación se demostró finalmente gracias a especialistas químicos españoles.
El siglo XIX fue testigo de una...