Lixiviación Bacteriana Del Cobre

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO

Lixiviación Bacteriana del Cobre

Por

Adolfo Contreras
Daniel Gajardo
Fernando Vergara
Camilo Vilches

Noviembre, 2012
1 Aspectos Generales
Chancado
Etapa en la que grandes máquinas reducen el tamaño del cobre extraído en la mina a porciones cada vez más pequeñas y compactas, de no más de 1.5 pulgadas, dicho material se ordenaapilándolo. Posterior al chancado, el siguiente paso dentro de la producción cuprífera para trabajar el cobre oxidado (o sea, combinado con oxígeno) es la lixiviación.

Lixiviación
Proceso por el cual el mineral, que en la naturaleza se encuentra casi siempre mezclado con otros elementos, se separa de los concentrados de otros metales o depósitos naturales que lo contienen. Lo tradicional es hacerlo consoluciones de ácidos y distintos productos químicos. Todos ellos, altamente contaminantes.

Lixiviación Bacteriana
En la biolixiviación (o lixiviación bacteriana) se hace el mismo proceso de separación, aunque la diferencia es que aquí se realiza con organismos vivos, en este caso, bacterias. La más conocida es la Thiobacillus ferroxidans. Lo positivo es que estas bacterias son inofensivaspara el ser humano y también para el ecosistema. Estas bacterias se "alimentan" de minerales como el fierro, el arsénico o el azufre, elementos que suelen estar presentes junto a los sulfuros de cobre y que deben separarse para poder recuperar el cobre en un estado más "puro".

La biolixiviación tiene la ventaja de no liberar gases tóxicos o corrosivos y requerir poca energía. Enconsecuencia, el impacto ambiental de la fuente energética es poco significativo y hay menos riesgos de accidentes contaminantes.

2 Lixiviación Bacteriana o Biolixiviación
La biolixiviación o lixiviación bacteriana es un proceso mediante el cual los metales en este caso el cobre, se extraen a partir aglomeraciones de rocas minerales; en la lixiviación normal, se rocían estas aglomeraciones con unadisolución de acido sulfúrico y agua, en particular el proceso que estudiaremos aplica la utilizaciónde microorganismos.
La oxidación bacteriana de minerales sulfatados se puede conseguir por mecanismos directos o indirectos. El primero se demuestra por la unión de bacterias en la superficie de las partículas de los minerales sulfatados, este mecanismo se puede explicar por la oxidación bacterianade la pirita. El mecanismo indirecto está representado por la oxidación de minerales sulfatados de hierro férrico.
Método Directo
El método directo como se explicó anteriormente consta de la unión de las bacterias en la superficie de las partículas, en particular se explicará con la oxidación bacteriana de la pirita, la cual se muestra en las siguientes ecuaciones.
(1) 2FeS2 + 702 + 2H2O–bacteria- 2FeS04 + 2H2SO4

(2) 4FeS04 + 04 + 2H2SO4–bacteria-2Fe2(SO4)3 + 2H20

(3) 2s0 + 302 + 2H20–bacteria- 2H2SO4
(4) 4FeS2 + 1502 + 2H20 –bacteria-2Fe2 (S04)3 + 2H2S04
En el caso de la Calcopirita el método directo es explicado por la siguiente ecuación:
(6) 2CuFeS2 + (17/2)02 + 2H+ –bacteria- 2Cu2+ + 2Fe3+ + 4SO42- + H20
(7) 4Fe2+ + 02 + 4H+–bacteria- 4Fe3+ + 2H20
MétodoIndirecto
El método indirecto, consta de la oxidación de minerales sulfatados de hierro férrico y se muestra en la siguiente reacción química.
(5) FeS2 + Fe2(S04)3–bacteria- 3FeS04 + S0
En el caso de la Calcopirita, el método indirecto se representa como sigue:
(8) CuFeS2 + 4Fe3+ –bacteria- CU2+ + 5Fe2+ + 2S0
3 Bacterias involucradas en el proceso
Las bacteriasquimioautotróficos, acidófilas, hierro-oxidantes and azufre-oxidantes como la Thiobacillus ferrooxidans y Thiobacillus thiooxidans utilizan el CO2 como fuente de carbón, y el hierro ferroso con el compuesto inorgánico de azufre reducido como fuente de energía. Estos tipos de vida únicos son muy importantes desde un punto de vista económico y ambiental, y han sido utilizados ampliamente en la eliminación...