El proceso del cobre en la planta transforma rocas que traen un pequeño porcentaje de metal en concentrado o en cátodos de cobre casi puro. Para lograrlo, el mineral pasa por chancado, molienda y flotación, o por lixiviación, extracción por solventes y electroobtención, según su tipo. Aquí verás cada etapa, los equipos que la hacen posible y las variables que se controlan.
¿Cuáles son las etapas del proceso del cobre?
El proceso del cobre tiene dos líneas: los minerales sulfurados se tratan con chancado, molienda, flotación, fundición y electrorrefinación; los minerales oxidados se tratan con chancado, lixiviación, extracción por solventes y electroobtención. Las dos terminan en cátodos de cobre.
| Etapa | Línea de sulfuros | Línea de óxidos |
|---|---|---|
| Reducción de tamaño | Chancado y molienda fina. | Chancado. |
| Separación del cobre | Flotación: se obtiene concentrado. | Lixiviación en pilas con solución ácida. |
| Purificación | Fundición: se obtienen ánodos. | Extracción por solventes (SX). |
| Producto final | Cátodo por electrorrefinación. | Cátodo por electroobtención (EW). |
Dato clave: según Codelco, el concentrado de cobre tiene entre 20% y 35% de cobre, el ánodo entre 98% y 99,5%, y el cátodo final llega a 99,99% de pureza.
¿Qué pasa en una planta concentradora?
En una planta concentradora el mineral sulfurado se reduce de tamaño y luego se separa el cobre de la roca sin valor mediante flotación. El resultado es el concentrado, una pulpa espesa que después se seca y se envía a fundición o se exporta.
- Chancado. Chancadores reducen las rocas que llegan de la mina. Codelco describe trozos de no más de media pulgada al final de esta etapa.
- Molienda. Molinos con agua siguen reduciendo el material hasta un máximo de unos 180 micrones (0,18 mm), parecido a una arena fina. La mezcla de mineral molido y agua se llama pulpa.
- Clasificación. Hidrociclones separan las partículas finas, que siguen a flotación, de las gruesas, que vuelven al molino.
- Flotación. En las celdas se agregan reactivos y aire; se forma una espuma cuyas burbujas atrapan los sulfuros de cobre y rebalsan. Tras varias etapas se obtiene el concentrado.
- Espesamiento y filtrado. Se recupera agua del concentrado. El residuo de la flotación, el relave, se envía a un tranque o depósito de relaves.
Chancador
Máquina que tritura la roca por compresión. Hay chancado primario, secundario y terciario, cada uno con roca más fina.
Se usa en: la primera reducción de tamaño del mineral.
Molino SAG
Molino de gran capacidad que recibe material directamente del chancador primario y lo muele usando la misma roca y bolas de acero.
Se usa en: molienda semiautógena en plantas concentradoras.
Molino de bolas
Cilindro giratorio con bolas de acero que muele la pulpa hasta el tamaño que necesita la flotación.
Se usa en: la molienda fina, después del SAG o del chancado.
Hidrociclón
Equipo cónico que separa partículas finas y gruesas usando la fuerza centrífuga de la pulpa.
Se usa en: la clasificación entre molienda y flotación.
Celda de flotación
Estanque con agitador e inyección de aire donde se forma la espuma que arrastra los sulfuros de cobre.
Se usa en: la concentración del mineral sulfurado.
Espesador
Estanque circular donde los sólidos decantan y el agua clara se recupera para volver al proceso.
Se usa en: el tratamiento de concentrados y relaves.
¿Qué es la lixiviación y el proceso SX-EW?
La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que disuelve el cobre de los minerales oxidados con una solución ácida; luego la extracción por solventes (SX) purifica y concentra esa solución y la electroobtención (EW) recupera el cobre como cátodo.
- Pilas de lixiviación: el mineral chancado se apila y se riega con una solución de agua y ácido sulfúrico. Codelco describe pilas de unos 5 metros de altura. El cobre se disuelve y forma una solución de sulfato de cobre.
- Extracción por solventes: un proceso físico-químico separa el cobre de las impurezas de la solución y aumenta su concentración.
- Electroobtención: en celdas electrolíticas, la corriente eléctrica deposita el cobre de la solución sobre placas que se convierten en cátodos.
- Cosecha de cátodos: los cátodos se revisan, se seleccionan y se despachan.
En la línea de sulfuros, el concentrado se funde a alta temperatura y se moldea en ánodos, placas de entre 225 y 260 kg según Codelco. Luego, en la electrorrefinación, los ánodos se transforman en cátodos de entre 70 y 80 kg.
¿Qué se controla en una planta de procesos mineros?
En una planta se controlan variables que afectan cuánto cobre se recupera y la seguridad de los equipos: flujo, nivel, presión, temperatura, densidad de la pulpa, pH y tamaño de partícula. Gran parte se sigue desde una sala de control, con sensores en terreno y sistemas de control automático.
- Densidad de la pulpa: indica la proporción de sólido y agua que entra a molienda y flotación.
- Granulometría: si el mineral sale muy grueso, el cobre no se libera y se pierde en el relave.
- pH y dosificación de reactivos: influyen en qué minerales flotan.
- Nivel de celdas y estanques: evita derrames o pérdidas de espuma.
- Corriente y temperatura en motores: alertan sobre sobrecargas en molinos, bombas y correas.
Seguridad: en planta hay equipos rotatorios, correas, energía eléctrica y soluciones ácidas. Antes de intervenir un equipo se bloquea su energía y se usan los elementos de protección exigidos. El Reglamento de Seguridad Minera (DS 132) rige todas las actividades de la industria extractiva minera y lo fiscaliza Sernageomin.
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En el Técnico de Nivel Superior en Procesos Mineros del Instituto Profesional IPG recorres la planta de punta a punta. Estudias Proceso de chancado y molienda, Flotación de minerales, Hidrometalurgia básica y Pirometalúrgica básica, junto con Operaciones unitarias. Para manejar la planta desde la sala de control ves Instrumentación y control de procesos, Control de procesos y variables críticas y Electrotécnia y control de motores. La carrera incluye además una certificación en seguridad, legislación y medioambiente en faenas mineras. Revisa la malla completa en la ficha de la carrera.
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Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre minerales sulfurados y oxidados?
Los sulfurados son minerales en que el cobre está unido al azufre; se procesan por chancado, molienda y flotación para obtener concentrado. Los oxidados se formaron por oxidación del mineral; se tratan por lixiviación con solución ácida, extracción por solventes y electroobtención. Cada tipo exige una planta distinta.
¿Qué es el relave?
Es el residuo que queda después de la flotación: una mezcla de mineral molido, agua y otros compuestos que no contiene cobre recuperable de forma económica. Se espesa para recuperar agua y se deposita en tranques o depósitos de relaves, que tienen exigencias de diseño y control propias.
¿Qué es un molino SAG?
SAG viene de semiautógeno. Es un molino de gran capacidad que recibe el mineral directamente del chancador primario y lo muele en parte con la misma roca y en parte con bolas de acero. Suele trabajar junto a molinos de bolas, que terminan la molienda fina.
¿Qué pureza tiene un cátodo de cobre?
Según Codelco, un cátodo de cobre alcanza 99,99% de pureza, tanto si se obtiene por electrorrefinación de ánodos en la línea de sulfuros como por electroobtención en la línea de óxidos. Cada cátodo pesa entre 70 y 80 kilos y se despacha en tren o camión a los puertos.
Fuentes
- Codelco – Cómo se produce un cátodo de cobre (infografía): Tamaños de chancado y molienda, pilas de lixiviación, leyes de concentrado, ánodo y cátodo, pesos.
- Codelco – Glosario: Definiciones de molino SAG, flotación, concentrado, relave, lixiviación, SX, EW, sulfuros y óxidos.
- Codelco – Procesos productivos: Líneas de sulfuros y óxidos y pureza de 99,99% del cátodo.
- LeyChile – Decreto 132, Reglamento de Seguridad Minera: Ámbito del reglamento (art. 2) y competencia de Sernageomin (art. 4).
