Como se encuentra el Cu en la naturaleza

1. Fundamento Técnico:

3.1 Sustento técnico del problema

Como se encuentra el Cu en la naturaleza:

El cobre es un elemento de la tabla periódica es reconocido como elemento metálico, este proviene del fondo de la tierra que se conserva desde hace millones de años después de ello al encontrarse cerca a la superficie se crearon yacimientos. El Cu hoy en día lo encontramos como mineral oxidado y mineral sulfurado, en este proyecto nos enfocaremos en el mineral oxidado (Malaquita). La malaquita es una clase de carbonato, su fórmula química es Cu2CO3(OH)2. Este mineral tiene un intenso color verde. Regularmente se encuentra en forma botroidal (globular) y es un mineral secundario en la zona de oxidación de los depósitos de cobre (Gooch, 2011) el cual es la alteración de la azurita.

Azurita: 2Cu3(CO3)(OH)2 2Cu3(CO3)(OH)2 + H2O 🡪 3Cu2CO3(OH)2 + CO2

Malaquita: CuCO3.Cu(OH)2

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Figura 1: Tipos de minerales oxidados

Fuente: MCT Redbook by Cognis Group 2008

• Mineral oxidado:

Estos minerales oxidados están siempre en depósitos superficiales, causa de la oxidación natural en el tiempo. Por sus propiedades físicas y químicas del cobre hacen que este metal tenga una gran diversidad de aplicaciones en las industrias. Las propiedades que tiene son de color rojizo, maleable, excelente conductor de electricidad y calor y otros más. En el Perú, se encuentran yacimientos con grandes reservas de este metal. Apurímac se ha convertido en la tercera región productora de cobre a nivel nacional, detrás de las regiones de Arequipa y Áncash. En el 2016, la producción de cobre alcanzó los 329 mil TMF. Cabe resaltar que esta región empezó a producir cobre recién en el 2015, con 7 mil TMF (MEM, 2017).

• Metalurgia del cobre:

Los procesos de lixiviación o también conocido como disolución de componentes valiosos de las menas, esta recuperación se da por diferentes métodos. La lixiviación se refiere a la obtención de cobre que están presentes en un mineral oxidado donde generalmente son separados utilizando el reactivo ácido sulfúrico y agua el cual nosotros queremos reemplazar el ácido sulfúrico por otro tipo de reactivos donde no tenga un buen porcentaje de contaminación al medio ambiente y de bajo costo, pero que nos brinde igual o mayor porcentaje de recuperación del Cu. Para realizar la lixiviación existen diferentes métodos, uno de ellos es lixiviación de lechos fijos y el otro, el cual nosotros llegaremos a realizar en el laboratorio es lixiviación en pulpas, para ser más específicos por agitación, a presión ambiente. Además, los factores que nos indiquen qué método de lixiviación será el adecuado son ley de mineral, composición mineralógica, ubicación del yacimiento, precio de los metales obtenidos.

Por un lado, se puede optar por la lixiviación in situ. Este tipo de lixiviación se aplica en los lugares de origen. Se debe considerar la mineralogía y el grado de permeabilidad de la roca.

Por otro lado, la lixiviación en botaderos es una técnica que consiste en lixiviar desmontes de minas a tajo abierto. Esto es debido a que poseen bajas leyes por lo cual no pueden ser tratados por métodos tradicionales. Por lo general este tipo de operación es de bajo rendimiento; sin embargo, también es de bajo costo.

El proceso de lixiviación en pilas según Beckel (2000) puede ser considerado como un sistema multifásico-multicomponente en medios porosos. En efecto, el sistema multifásico lo constituyen la fase sólida (mineral apilado), la fase líquida (solución de lixiviación) y la fase gaseosa. Por otro lado, cada fase fluida contiene componentes de interés: en la fase líquida las especies son el ácido sulfúrico y los iones de cobre, mientras que en la fase gaseosa lo es el oxígeno. Los principales fenómenos de interés en el estudio de pilas de lixiviación son: la hidrodinámica de las fases fluidas y las reacciones físico-químicas. Es un proceso que supera a la minería subterránea (Bartlett, 1992).

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Figura 2: Tratamiento hidrometalúrgico de un mineral oxido

Fuente: Tesis de la Universidad nacional de San Agustín

3.2 Posibles soluciones

POSIBLES REACTIVOS O AGENTES:

Ácido sulfúrico

El ácido sulfúrico es el agente lixiviante más ampliamente usado en la lixiviación del cobre, por las razones de cualidad química, costo de fabricación y disponibilidad. El oxígeno atmosférico y el ion férrico producido por acción bioquímica sobre minerales son los agentes oxidantes más económicos y empleados en los sistemas de lixiviación para el cobre (Cáceres,2012).

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