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RESUMEN
La biolixiviación de concentrados con microorganismos termófilos en tanques agitados constituye hoy en día una ruta tecnológica que posibilita el tratamiento hidrometalúrgico de concentrados de cobre de calcopirita y enargita con ventajas económicas y ambientales con respecto a la ruta pirometalúrgica convencional. El uso de microorganismos termófilos posibilita operar en rangos de alta temperaturas (70-80°C) en que la velocidad de lixiviación de estos minerales refractarios se acelera notablemente, manteniendo la ventaja de utilizar un oxidante muy económico, oxígeno del aire, y reactores sencillos que operan a presión atmosférica.
La rentabilidad de los procesos de biolixiviación con termófilos en tanques agitados es muy dependiente de la velocidad con que se lixivia el concentrado, ya que afecta fuertemente: a) el tiempo de residencia del concentrado en el reactor, y por lo tanto el tamaño necesario para el reactor y la inversión; b) el costo de energía y consumo de oxígeno del proceso. Si bien los microorganismos termófilos pueden establecer altos potenciales oxidantes en la solución lixiviante, la naturaleza compleja de la descomposición de la calcopirita y enargita conllevan la formación de subproductos sólidos que retardan en cierto grado la velocidad de reacción, pudiendo en casos críticos detener el proceso, Adicionalmente, las altas temperaturas y la presencia de nutrientes gatillan la formación de grandes cantidades de precipitados de Fe o Fe-As que, al cubrir las partículas de sulfuros, introducen resistencias adicionales al proceso de disolución. Si bien estos problemas están en general identificados, no existe un conocimiento detallado que permita controlarlos de manera sistemática.
El objeto del presente proyecto es desarrollar una tecnología que permita diseñar sobre bases conceptuales sólidas las condiciones físico - químicas que hay que establecer en el circuito de soluciones de un proceso de biolixiviación, tanto en el mismo bioreactor como en la unidad de eliminación de impurezas, para optimizar la biolixiviabilidad del concentrado. Esta tecnología se visualiza como una serie de metodologías químico/computacionales, ya que estarán basadas en el desarrollo de un acucioso programa de mediciones termodinámicas y cinéticas, cuyos datos serán alimentados en avanzados modelos computacionales que describen las diferentes unidades (bioreactor, unidad de eliminación de impurezas) y el comportamiento del circuito global.
La idoneidad y experiencia del grupo de investigación, el liderazgo tecnológico y grado de compromiso de la empresa que apoya el proyecto, conjugado con la relevancia y validez tecnológica del tema planteado, avalan un muy buen pronóstico de éxito para el desarrollo de este proyecto de I+D y su posterior transferencia al sector productivo. El centro de Estudios Avanzado en Hidro/Bio/Electro/Metalurgia, creado con el auspicio de un proyecto de infraestructura de Fondef, reúne investigadores con más de 10 años de experiencia en biolixiviación, reflejado en más de 50 publicaciones internacionales en el área y 10 proyectos exitosos de I+D y transferencia tecnológica al sector productivo en este tema.
Alliace Copper Limited, la empresa tecnológica que apoya este proyecto y que es producto de un joint-venture entre Billiton y Codelco - Chile, fue formada con el objeto de desarrollar y aplicar tecnologías de biolixiviación para el procesamiento de los minerales y concentrados de cobre sulfurados de Codelco. Billiton es una empresa líder mundial en el desarrollo de procesos BioNic para níquel y, últimamente, el proceso BioCOP para el tratamiento de concentrados de cobre por biolixiviación. Codelco-Chile es la principal empresa cuprera mundial y tiene gran experiencia en el diseño y operación de plantas para extracción por solventes y electroobtención de cobre. La asociación de
Billiton y codelco-Chile garantiza que el desarrollo de las tecnologías planteadas en este proyecto tenga gran impacto económico y social en el país.
Una evaluación conservadora del impacto económico ligado al uso de los productos tecnológicos de este proyecto, estimados conservadoramente en base a su aplicación en una planta BioCOP de 100.000 Ton cátodos/año, indican un ahorro de 1.8 millones de dólares en la inversión y 15 millones de dólares en gastos de operación (en un período de 15 años). Además, la naturaleza de los productos tecnológicos a desarrollar permitirá también su transferencia Y comercialización a faenas mineras afines como: operaciones de biolixiviación en pilas, tratamiento de polvos de fundición, etc. |