La minería del cobre es la actividad más importante en Chile, aportando un porcentaje considerable del producto interno bruto, sin embargo el impacto ambiental que ha producido durante décadas ha sido una preocupación permanente del Estado y empresas mineras. Se debe considerar que del total de mineral extraído en una mina, aproximadamente sólo el 1% corresponde al metal, el resto es descartado como diferentes desechos:
Estos grandes pasivos mineros los encontramos acumulados en lugares cercanos a las plantas de extracción y tratamiento y constituyen un importante impacto ambiental, que va desde lo visual al riesgo de contaminación química por metales pesados y otros constituyentes nocivos para la naturaleza y el ser humano.

Hace ya varios años, la industria minera decidió atacar fuertemente los altos niveles de contaminación asociados a la producción de gases en Fundiciones de concentrados de cobre. De esta manera se valorizaron estos gases por su contenido de anhídrido sulfuroso, y hoy se tienen plantas de ácido sulfúrico asociadas prácticamente a todas las fundiciones, las cuales además de dar solución a un problema ambiental, también han puesto un nuevo producto en el mercado que permite desarrollar procesos hidrometalúrgicos alternativos.

Las condiciones actuales de desarrollo y las restricciones ambientales existentes, obligan a pensar en reacondicionar de alguna manera nuestro esquema de producción, y valorizar también otros pasivos mineros como los arriba indicados.

Por ejemplo, respecto a las escorias se han desarrollado trabajos importantes que hoy abren una nueva perspectiva para este material otrora subvalorado, rescatando algunos materiales de alto valor como el molibdeno y el hierro, pudiéndose disminuir así el tamaño de este pasivo prácticamente a la mitad.

Caracterización de los relaves

El relave es un material de descarte proveniente del proceso de concentración por proceso de flotación de los minerales y están formados por una suspensión en agua de fragmentos de roca previamente sometidas a molienda. En promedio, se generan 80 toneladas de relave por cada tonelada de cobre producido. Si consideramos que en Chile se producen del orden de 3.5 millones de toneladas de cobre fino a partir de concentrados, esto trae asociado una generación del orden de 280 millones de toneladas de relave por año. En general un relave generado por la industria minera chilena del cobre está compuesto por dos tipos de minerales una parte metálica compuesto generalmente por calcosina, covelina, calcopirita, enargita, bornita, pirita, magnetita, molibdenita, blenda y galena, y en menor cantidad minerales de cobalto, plata y oro. Otra parte mayoritaria (90-95%) no metálica compuesta por cuarzo, feldespato, moscovita/sericita, kaolin y biotita.

Alternativas de tratamiento y valorización

El desafío actual es desarrollar tecnologías para la valoración de los relaves, para esto en principio se podría clasificar los constituyentes de los relaves en tres grupos principales, el primero constituido por cobre, hierro, cobalto y molibdeno, un segundo grupo constituido por elementos como , plomo, zinc, oro y plata y un tercer grupo constituido por cuarzo, feldespato y cerusita. La utilización de este tercer grupo, produciría el mayor impacto en la disminución de los volúmenes del pasivo generado.

De acuerdo a las composiciones de los relaves, es perfectamente posible pensar en tratamientos de concentración que permitan separar el material no metálico del metálico, haciendo uso de propiedades gravimétrica y/o electromagnéticas dada las características de los materiales involucrados, como ha sido el caso del relave de Minera Candelaria para el cual ha sido posible establecer operaciones de concentración y recuperar la magnetita para su uso en la industria siderúrgica. Una vez realizada la primera separación se puede recurrir a tratamientos piro/hidrometalúrgicos, particularmente para separar los metales valorizables de la fase metálica. En procesos metalúrgicos existen un sin número de operaciones unitarias que, combinadas y/o alternadas pueden utilizarse eficientemente, como ha sido demostrado en el tratamiento de las escorias.

Discusión

El generar alternativas técnicas-económicas y ambientalmente sustentables que permitan valorizar estos pasivos para obtener corrientes con valor comercial utilizándolos como materia prima, permitiría resolver el problema de operación de desechos, disminuirá costos y aumentaría la competitividad de las empresas mineras.

En la Universidad de Concepción se estructuró un sólido grupo de trabajo el cual ha desarrollado alternativas para la valoración de escorias (recuperación de Cu, Fe y Mo) con resultados muy positivos, y actualmente se ha estado trabajando en buscar alternativas similares para valorizar los relaves, considerando que, al igual que las escorias, son de fácil disponibilidad (están en superficie) y no requieren de etapas de reducción de tamaño (donde se concentra buena parte de los costos de producción).
En principio el mayor atractivo económico asociado a los relaves esta en la recuperación de elementos como son el hierro, cobre, molibdeno y cobalto. Al asegurar una tecnología de separación, podríamos contar además con un gran volumen de no metálicos que pueden utilizarse en la industria cerámica y/o construcción y disminuir por esta vía uno de los grandes pasivos de nuestra industria minera.

Conclusiones

Del análisis realizado se puede concluir lo siguiente:

– Si bien el gran volumen de material de los relaves está constituido por no metálicos de bajo valor, el mayor potencial económico esta dado por constituyentes como cobalto, hierro, cobre, molibdeno, oro y plata. Si se logra hacer un buen balance técnico-económico, la recuperación de los materiales más valiosos podría pagar un proceso que tendría un efecto ambiental muy positivo.

– Una buena caracterización físico-química de los relaves es esencial para partir con un proyecto de este tipo, la cual no siempre está disponible, y nuestro grupo cuenta ya con la experiencia desarrollada en el tratamiento de otros pasivos mineros, tanto en su caracterización como en la concepción de las operaciones unitarias pertinentes.

Este artículo fue preparado por:
A. Ulloa, F. Parada, J. C. Carrasco, M. Sánchez, Universidad de Concepción.