Universidad
Politécnica de Madrid

07.11.2022

El grupo de investigación Valorización de recursos de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con investigadores de la Universidad de Zaragoza (UNIZAR), ha desarrollado un proceso en el que es posible aumentar el porcentaje de extracción de cobre de minerales ricos en calcopirita gracias al uso de catalizadores de carbono preparados a partir de biomasa. Además, la presencia del catalizador disminuye la movilidad del arsénico durante los procesos de obtención de cobre contribuyendo así al desarrollo de procesos hidrometalúrgicos respetuosos con el medio ambiente. Estos resultados han sido publicados en la revista Minerals Engineering.

Muestra de calcopirita. Fuente: UPM

Los metales son materiales esenciales para numerosas aplicaciones industriales. El cobre, en particular, es el tercer metal en importancia por volumen de producción tras el hierro y el aluminio. Se trata de un metal estratégico debido a su uso en electrónica y comunicaciones, en la producción de energía en generadores eólicos o paneles fotovoltaicos, así como en el desarrollo del vehículo eléctrico. La alta demanda de cobre ha llevado a buscar su extracción a partir de minerales complejos y de baja ley, es decir, minerales que tienen cobre en su composición, pero en concentraciones bajas.

Uno de estos minerales complejos es la calcopirita, que representa el 80% de las reservas de cobre a nivel mundial y a menudo se encuentra en yacimientos de baja ley, lo que dificulta la extracción de cobre por los métodos tradicionales basados en flotación seguida por fusión a altas temperaturas. De hecho, esta dificultad hace que la viabilidad económica de estos métodos de extracción de cobre esté llegando a su límite. Parece entonces que el tratamiento hidrometalúrgico podría ser más adecuado, sin embargo, en el caso de la calcopirita se ve dificultado por la alta refractariedad de este mineral en medios ácidos. Por ello, es necesario desarrollar tecnologías económicamente viables y respetuosas con el medio ambiente que permitan un aprovechamiento del cobre de estos yacimientos.

Este fue el objetivo del trabajo liderado por un equipo de investigadores de la UPM que, en colaboración con la Universidad de Zaragoza, se propuso estudiar el uso de un carbón activado derivado de la biomasa como catalizador en la lixiviación del cobre de la calcopirita. Los resultados de los ensayos han mostrado que esta adición aumenta en hasta un 20% la extracción de cobre a partir de calcopirita. Además, este carbón activado inhibe la formación de cristales de azufre y reduce la lixiviación del arsénico presente en el concentrado de sulfuro de cobre, lo que disminuye el impacto ambiental del método.

En definitiva, y en palabras de Ana Mª Méndez, investigadora de la UPM participante en el estudio: “los resultados muestran que el uso de determinados carbones activos derivados de biomasa como catalizadores en la lixiviación de concentrados de sulfuros metálicos pueden contribuir al desarrollo de procesos hidrometalúrgicos sostenibles; un tema, el de la sostenibilidad, fundamental en la actual minería.”

Micrografía SEM de las especies intermedias formadas durante la lixiviación de calcopirita en presencia de catalizador. Fuente: UPM

El grupo de investigación sigue trabajando en la mejora del proceso con el objetivo de disminuir los tiempos de reacción, la recuperación del catalizador y el aumento del porcentaje de recuperación de cobre, lo que podría suponer un gran avance en el tratamiento hidrometalúrgico de la calcopirita y otros sulfuros metálicos.

Esta investigación está financiada por la Agencia Española de Investigación (AEI), el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). Proyecto número RTI2018-096695-B-C31.

A. Méndez, M.L. Álvarez, J.M. Fidalgo, C. Di Stasi, J.J. Manyà, G. Gascó. 2022. Biomass-derived activated carbon as catalyst in the leaching of metals from a copper sulfide concentrate. Minerals Engineering 183, 107584.