procesar minerales de cobre oxidados

Los procesos de enriquecimiento para minerales de cobre oxidados Los minerales de cobre mixtos de oxígeno y azufre pueden clasificarse en dos categorías principales: flotación y enriquecimiento químico. La flotación se subdivide a su vez en flotación directa, flotación por sulfuración y flotación por segregación.

(1) Flotación

① Flotación por sulfuración

a. Flotación por sulfuración convencional
Este método consiste en sulfidar primero los minerales de cobre oxidados con sulfuro de sodio u otros agentes sulfidantes (como el hidrosulfuro de sodio) y, a continuación, utilizar xantatos de alta pureza como colectores para la flotación. Durante la sulfuración, cuanto más bajo es el pH de la pulpa, más rápido es el proceso de sulfuración. Sin embargo, los agentes de sulfuración como el sulfuro de sodio se oxidan fácilmente y tienen un tiempo de reacción corto. Por lo tanto, cuando se utiliza la sulfuración para flotar minerales de cobre oxidados, es mejor añadir el agente de sulfuración por etapas. El sulfato de amonio y el sulfato de aluminio facilitan la sulfuración de los minerales oxidados; por lo tanto, añadir estos dos reactivos durante la flotación por sulfuración puede mejorar significativamente el efecto de flotación. Los minerales de óxido de cobre que pueden tratarse mediante sulfuración son principalmente carbonatos de cobre, como la malaquita y la azurita; también pueden utilizarse para la flotación de la cuprita. Sin embargo, la crisocola, sin un pretratamiento especial, presenta un rendimiento de sulfuración deficiente o puede que ni siquiera se sulfure.

b. Flotación por sulfuración hidrotermal: Este método es, en realidad, una evolución de la flotación por sulfuración convencional. Su esencia consiste en permitir que el azufre reaccione químicamente con los minerales de óxido de cobre en condiciones de calor y presión, generando minerales artificiales de sulfuro de cobre estables y fáciles de procesar. A continuación, estos se recuperan mediante flotación en agua templada. Su característica principal radica en el pretratamiento mejorado —la presulfuración— del mineral.

El principio de este método es el siguiente: cuando la temperatura de la suspensión que contiene el agente de sulfuración alcanza un determinado nivel, el azufre elemental, debido a su propia reacción redox, genera iones S²⁻, que pasan a la solución. Cuando los iones S²⁻ entran en contacto con minerales de óxido de cobre, se produce una reacción química que genera minerales de sulfuro de cobre. La reacción redox del azufre elemental en solución acuosa es: 4S + 4H₂O → 3S²⁻ + SO₄²⁻ + 8H⁺. La reacción de sulfuración se produce primero en la superficie de los minerales de óxido de cobre y penetra gradualmente en el interior de las partículas minerales. Por ejemplo, la reacción de sulfuración de la malaquita es: Cu(OH)₂·CuCO₃ + 8S + 2H₂O → 6CuS + 2H₂SO₄ + 3H₂CO₃. En el proceso de sulfuración con agua caliente, la temperatura de sulfuración, el tamaño de las partículas del mineral, el contenido de azufre y el tiempo de sulfuración influyen, en mayor o menor medida, en la conversión de óxido de cobre.

Los principales problemas de este método son los requisitos de alta temperatura, el elevado consumo de combustible y la larga duración del proceso de sulfuración. Por lo tanto, reducir la temperatura de sulfuración y acortar la duración del proceso son requisitos previos para la aplicación generalizada de este método en la producción. La Academia China de Ciencias ha logrado avances significativos en este ámbito. Ha adoptado la tecnología de catálisis por transferencia de fase para favorecer la reacción de desproporción del azufre elemental, lo que ha permitido reducir considerablemente la temperatura de sulfuración y acortar el tiempo de sulfuración en el proceso de sulfuración hidrotérmica. ② Método de flotación con ácidos grasos También conocida como flotación directa, la flotación con ácidos grasos utiliza ácidos grasos y sus jabones como colectores. Normalmente, se añaden inhibidores de ganga, como el vidrio soluble y los fosfatos, así como acondicionadores de pulpa, como el carbonato de sodio.

Los ácidos grasos y sus jabones son excelentes para la flotación de la malaquita y la azurita. Los experimentos realizados con ácidos grasos de diferentes cadenas de hidrocarburos para flotar la malaquita demuestran que, siempre que la cadena de hidrocarburos sea lo suficientemente larga, la capacidad de captación de la malaquita por parte del ácido graso es bastante elevada. Dentro de un determinado rango, la capacidad de captación del reactivo es directamente proporcional a la cantidad utilizada. En la práctica industrial, se suelen emplear mezclas de ácidos carboxílicos saturados o insaturados de C10 a C₂O. Este método solo es adecuado para minerales de óxido de cobre en los que la ganga no sea un carbonato. Cuando la ganga contiene grandes cantidades de minerales de hierro y manganeso, los indicadores pierden eficacia; además, el lodo también desactiva los ácidos grasos, lo que limita la aplicación de este método.

130 > Preguntas y respuestas sobre la tecnología de beneficio de metales y no metales ③ Flotación con aminas: La flotación, que utiliza aminas como colectores, es un método habitual para los minerales de óxidos de metales no ferrosos (minerales de óxido de cobre, plomo y zinc), adecuado para el tratamiento de minerales de malaquita, azurita y cloruro de cobre.

Las aminas son colectores eficaces para los minerales de óxido de cobre, pero su selectividad es escasa y, además, recogen gran cantidad de ganga. Por ello, el proceso con aminas suele requerir un deslimado previo. Sin embargo, en el caso de los minerales de óxido de cobre arcillosos, el deslimado previo puede provocar pérdidas de cobre. Por ello, la clave del proceso con aminas reside en encontrar agentes deslimantes eficaces para las ganga. En la actualidad, entre los agentes deslimantes eficaces para las ganga se encuentran: el polvo de algas marinas, el sulfonato de lignina o el sulfonato de lignina y celulosa, y el ácido poliacrílico.

④ Flotación por emulsión: Minerales de óxido de cobre En primer lugar, se someten a un proceso de sulfuración; a continuación, se añaden agentes complejantes del cobre para crear una superficie mineral estable y oleofílica. Posteriormente, se aplica una emulsión de aceite neutro sobre la superficie mineral, lo que crea un estado fuertemente hidrofóbico que permite que los minerales se adhieran firmemente a las burbujas de aire y floten.

La esencia de la flotación por emulsión incluye tres aspectos: en primer lugar, el uso de compuestos orgánicos selectivos que forman complejos con el cobre para crear una película oleofílica estable sobre la superficie del mineral. Entre los agentes complejantes del cobre se encuentran el benzotriazol-toliltriazol, el mercaptobenzotiazol y la difenilguanidina. En segundo lugar, la adición de emulsiones de aceite no polares para mejorar la adhesión entre los minerales y las burbujas de aire. Entre los emulsionantes de aceite no polares se encuentran la gasolina, el queroseno y el gasóleo. En tercer lugar, el uso de inhibidores selectivos, como los polímeros acrílicos y el silicato de sodio.

⑤ Método de flotación con agente quelante y aceite neutro: En el caso de los minerales de óxido de cobre refractarios (como la crisocola), los métodos de flotación mencionados anteriormente presentan una selectividad débil y bajos índices de recuperación. Para recuperar eficazmente los minerales de óxido de cobre refractarios, es necesario encontrar colectores con una selectividad elevada. Por ello, se ha propuesto el método de flotación que utiliza agentes quelantes y aceite neutro.

Este método consiste en utilizar un colector compuesto por un agente quelante y aceite neutro. Los resultados de las investigaciones muestran que el uso de agentes quelantes como colectores no solo ofrece una alta selectividad y eficacia de recogida, sino que también garantiza un alto índice de separación al tiempo que reduce el consumo de reactivos. Además, los agentes quelantes también tienen efectos inhibidores selectivos. Sin embargo, debido al elevado coste de los agentes quelantes, su promoción y aplicación en la producción son algo limitadas. Actualmente, entre los agentes quelantes utilizados se incluyen colorantes básicos sustituidos con octilo, como el verde de malaquita, la octiloxima de potasio, el benzotriazol, emulsionantes de aceite neutro, diacetatos de imina N-sustituidos, poliaminas y condensados de halogenuros orgánicos.

(2) Método de enriquecimiento químico. Aunque la flotación se utiliza a menudo para procesar minerales de cobre oxidados difíciles de tratar y minerales mixtos de cobre oxidados y sulfurosos, los resultados de la flotación para muchos minerales de cobre oxidados no son los deseados. Algunos minerales de cobre oxidados presentan un alto contenido de cobre ligado, un tamaño de partícula fino y un elevado contenido de arcilla, lo que dificulta la flotación. En los últimos años, el enriquecimiento químico (hidrometalurgia) o los procesos combinados para el tratamiento de minerales de cobre oxidados, especialmente los minerales de cobre oxidados refractarios, han arrojado excelentes resultados, lo que demuestra su gran viabilidad. Estos procesos ofrecen ventajas como un flujo sencillo, una inversión reducida, un bajo consumo energético, una contaminación mínima y unos bajos costes de producción, lo que los convierte en un tema de investigación de gran interés en el tratamiento de minerales de cobre oxidados y los hace muy utilizados en la producción de la industria del cobre.

El proceso de lixiviación del mineral de cobre es principalmente la lixiviación ácida, en la que se suele utilizar ácido sulfúrico diluido como agente lixiviante. Este proceso es adecuado para minerales que contienen principalmente ganga ácida y se utiliza habitualmente para extraer cobre de minerales de baja ley, de superficie y residuales. En la actualidad, el cobre producido mediante el proceso SX-EW (lixiviación ácida-extracción-electroobtención) representa aproximadamente 22% de la producción mundial de cobre. Además de la lixiviación ácida, la lixiviación con amoníaco también está suscitando un interés cada vez mayor; este proceso es adecuado para minerales de cobre oxidados que contienen grandes cantidades de ganga alcalina y arcilla. Durante la lixiviación con amoníaco, se suelen añadir (NH₄)₂CO₃ o (NH₄)₂SO₄ como agentes de lixiviación con amoníaco.