martes, 1 de noviembre de 2011

Costo de la energía eléctrica del proceso industrial para la purificación de un kilo de cobre

El costo de producción de 1kg de cobre purificado, se puede determinar, despejando el tiempo que se demoraría en producir 1kg de cobre, utilizando la ley de faraday que está dada por la expresión, donde obtenemos el tiempo, el cual después multiplicamos por el costo de 1kwh y obtenemos el costo de la producción de 1kg de cobre purificado.
Lo que finalmente da $164.970.

Por Daniel Bahamondes Godoy




Procedimiento de refinado usando potenciales REDOX (Electrorrefinación)

Es la disolución electroquímica de los ánodos impuros de cobre, para permitir que el metal se deposite en forma selectiva y con máxima pureza sobre cátodos de cobre.
La electrorrefinación tiene dos objetivos
a)Eliminar las impurezas que dañan las propiedades eléctricas y mecánicas del cobre.
b)Separar las impurezas valiosas del cobre. Éstas pueden ser recuperadas despsubproductos metálicos.

Principios de la Refinación Electrolítica del Cobre

La aplicación de un potencial eléctrico entre un ánodo de cobre (electrodo positivo) y un cátodo de cobre (electrodo negativo), sumergidos en una celda que contenga una solución de sulfato de cobre ácida, origina que tengan lugar las siguientes reacciones y procesos:

1. El cobre del ánodo se disuelve electroquímicamente dentro de la solución con lo que se producen cationes de cobre, más electrones.
2. Los electrones producidos por la reacción, son conducidos hacia el cátodo a través del circuito y suministro de energía externo.
3. Los cationes Cu2+ en la solución, emigran por difusión y convección hacia el electrodo negativo (cátodo).
4. Los electrones y los iones Cu2+ se recombinan en la superficie del cátodo para producir el cobre metálico que se deposita sobre el cátodo.

En síntesis, se produce la disolución electroquímica del cobre del ánodo; la emigración de electrones e iones de cobre hacia el cátodo, y el depósito de cobre sobre la superficie del cátodo.


Por Daniel Bahamondes Godoy

Aspectos ambientales de la electrometalurgia del cobre.

Las características que hacen más ventajoso utilizar la lixiviación en el proceso de elaboración del cobre, radica fundamentalmente en su bajo costo respecto del proceso convencional de concentración, fundición, refinación y también el resultado es de cátodos de cobre de más alta pureza, aspecto fundamental en la venta del mineral, por lo que el 99,999% de pureza que se consigue con este proceso mejora el precio en los mercados internacionales y hace más sustentable este negocio.
El proceso de lixiviación, también resulta ser más favorable debido a que el metal vendible de alta pureza puede ser producido en la mina. Esto es especialmente atractivo para los pequeños y medianos productores que no tienen sus propias instalaciones de fundición y refinación.
También es una ventaja de la obtención de cobre por medio de solventes, el hecho que no es necesario una etapa de fundición como en el proceso convencional, lo que evita la emisión de gases tóxicos al medio ambiente. Es más, el proceso de lixiviación en pila es generalmente considerado como de bajo impacto ambiental, siempre que la base de las pilas y piscinas estén equipados con plástico impermeable o con revestimientos de arcilla.
En su significado más general, es un proceso de lavado del suelo por filtración de agua.
El material proveniente de la tronadura de los suelos de la mina, que se presenta en forma de óxidos, son llevados y ordenados en formas llamadas pilas, las que se mojan con mangueras y aspersores que rocían una solución de agua y ácido sulfúrico, que disuelve el cobre presente en forma de sulfato de cobre, se purifica y se concentra antes de ser llevado a la Electroobtención, proceso que consiste en una electrólisis que recupera el cobre de la solución proveniente de la lixiviación, produciendo cátodos de una pureza de 99,999%.

Los impactos generales de la minería sobre los ecosistemas.
La actividad minera produce en los ecosistemas impactos de diversa intensidad y puede llegar a ocasionar la destrucción del hábitat, su fragmentación o la alteración de sus características naturales.
Los efectos nocivos que puede generar la industria minera sobre el ambiente pueden traducirse en la pérdida de vegetación por la emisión de cargas contaminantes al aire y al agua, y procesos de erosión acelerados. Es un error creer que la pérdida de vegetación de pradera, o herbácea, es menos importante que la pérdida de bosques, pues esto olvida el papel amortiguador que tienen estas formaciones vegetales frente a los procesos erosivos y como una parte sustantiva de la cadena alimenticia de las especies animales.
Las explotaciones a cielo abierto en gran escala pueden reducir la vegetación a islas demasiado pequeñas y poner en riesgo la existencia de algunas especies animales y vegetales.
Los cuerpos de agua pueden ser afectados bien sea por la generación de aguas ácidas, como por la presencia de sólidos en suspensión que al aumentar la turbidez, disminuyen los rangos de luminosidad, afectando los procesos biológicos de fauna y flora que habita en los medios acuáticos.
La fragmentación del hábitat puede ocasionar la huida o desaparición de determinadas especies animales. Por lo general las de mayor tamaño como los mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces, huyen cuando se producen una alteración drástica de su hábitat; en el caso de especies menores como los invertebrados, puede producirse su muerte en razón de su escasa movilidad.

Impacto sobre el medio suelo
·         Remoción incontrolada de la capa vegetal y deforestación, como consecuencia de las actividades realizadas en las etapas de construcción de instalaciones, vías de acceso, tendido eléctrico.
·         En la fase extractiva, la explotación de cielo abierto puede abarcar considerables extensiones, cuando la tecnología, las condiciones económicas del explotador y las características del yacimiento requieren de una explotación extensiva.
·         Procesos erosivos incontrolados.
·         Cambios en el paisaje, como consecuencia de la construcción de instalaciones y el gran movimiento de tierras.
·         Alteración en el drenaje.
·         Absorción de contaminantes transportados por vía aérea y luego depositados en el suelo.

Impacto sobre el medio agua
·         Agotamiento de las fuentes de agua, por deforestación.
·         Captación y acumulación monopólica de los derechos de agua.
·         Cambios de la hidromorfología debido a la reclasificación y movimientos de tierra.
·         Contaminación de acuíferos (napas).
·         Alteración de la mecánica de las corrientes de agua.
·         Contaminación con metales tales como mercurio, cadmio, o compuestos de cianuro.
·         Drenaje ácido de minas, cuando las aguas de un PH muy bajo se movilizan fuera de las áreas de depósito y control. Un nivel menor de 5 es nocivo para la mayoría de las plantas.

Impacto sobre el medio aire
·         Contaminación del medio aire por la dispersión de sólidos en suspensión emitidos en cualquiera de las etapas de la producción.
·         Generación y transporte de nubes de lluvias ácidas por captación incompleta de humos en el manejo de minerales sulfatados.

Impacto sobre las personas
Los potenciales impactos negativos más importantes de la actividad minera sobre la salud de las personas y el medio ambiente pueden expresarse en:
·         Patologías de carácter ocupacional.
·         Pneumoconiosis de distinto tipo: por carbón, por sílica, oxido de hierro etc.,(conocidas antes como antiguas antracosis, silicosis y siderosis).
·         Problemas y patologías respiratorias y oftalmológicas en la población circundante.
·         Problemas nerviosos (stress) en la población circundante, generados por ruidos, vibraciones, polvo y cambios del paisaje. La sola presencia de estos agentes, produce percepciones negativas en la población.
·         Desocupación y desarraigo laboral

Por Sebastián Alvial

Mapas de Chile donde se encuentran las industrias más importantes, indicando su producción anual.











PRODUCCIÓN CHILENA DE COBRE COMERCIABLE  POR EMPRESAS Y PRODUCTOS  
(Miles de TM de cobre fino)

I) POR  EMPRESAS
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010


   Codelco-Chile
1.592,3
1.519,7
1.562,5
1.733,2
1.728,0
1.675,9
1.583,3
1.466,4
1.702,0
1.689,1
   División Codelco Norte
902,2
893,9
907,2
982,8
964,9
940,6
896,3
755,3
874,7
903,7
   División Salvador
81,2
72,8
80,1
74,9
77,5
80,6
63,9
42,7
65,5
76,2
   División Andina
253,3
218,7
235,8
239,9
248,2
236,4
218,4
219,5
209,7
188,5
   División El Teniente
355,6
334,3
339,4
435,6
437,4
418,3
404,7
381,2
404,1
403,6
   Gaby
-
-
-
-
-
-
-
67,7
148,0
117,1


   OTROS PRODUCTORES
3.146,7
3.060,9
3.341,7
3.679,3
3.592,5
3.684,9
3.973,7
3.861,2
3.692,4
3.729,8
   Anglo American Norte
156,9
153,4
147,1
155,0
149,7
152,1
151,6
148,9
151,6
139,6
   Anglo American Sur
251,6
249,8
277,9
300,6
293,7
294,8
302,1
283,5
276,9
257,7
   Escondida
794,1
758
994,7
1195,1
1271,5
1255,6
1483,9
1254
1103,7
1086,7
   Compañía Minera El Indio (1)
11,4
2,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
   Michilla
49,6
51,8
52,7
50,0
46,4
47,3
45,1
47,7
40,6
41,2
   Candelaria
220,6
199,1
212,7
200,0
162,7
169,6
181,0
173,5
134,2
136,4
   Cerro Colorado
133,9
128,3
131,5
119,5
90,4
115,5
98,7
104,2
93,7
89,0
   Quebrada Blanca
74,6
73,8
80,1
76,3
81,0
82,4
82,9
85,4
87,4
86,2
   Zaldívar
140,4
147,8
150,5
147,6
123,3
146,3
142,9
133,5
137,0
144,4
   El Abra
217,6
225,2
226,6
218,0
210,6
218,6
166,0
165,8
164,1
145,2
   Collahuasi
452,7
433,5
394,7
481,0
427,0
440,0
452,0
464,4
535,9
504,0
   Lomas Bayas
56,3
59,3
60,4
62,0
63,2
64,3
61,5
59,2
73,1
71,8
   Los Pelambres
373,8
335,5
337,8
362,6
333,8
335,2
300,1
351,2
322,6
398,0
   El Tesoro
43,0
84,3
92,4
97,8
98,1
94,0
93,0
90,8
90,2
95,3
   Spence
-
-
-
-
-
4,3
128,1
164,8
162,3
178,1
   OTROS
170,2
158,8
182,6
213,8
241,1
264,9
284,8
334,3
319,1
356,2


   TOTAL
4.739,0
4.580,6
4.904,2
5.412,5
5.320,5
5.360,8
5.557,0
5.327,6
5.394,4
5.418,9




II) POR PRODUCTOS
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010


   PRODUCCIÓN DE MINA
4.739,0
4.580,6
4.904,2
5.412,5
5.320,5
5.360,8
5.557,0
5.327,6
5.394,4
5.418,9


   PRODUCCIÓN DE FUNDICIÓN
1.503,2
1.438,7
1.542,4
1.517,6
1.558,1
1.565,4
1.514,3
1.369,2
1.522,3
1.559,8


   PRODUCCIÓN DE REFINADO
2.882,2
2.850,1
2.901,9
2.836,7
2.824,0
2.811,3
2.936,5
3.057,6
3.276,6
3.243,9
   Cátodos SX-EW
1.538,2
1.602,0
1.653,1
1.636,3
1.584,6
1.691,8
1.832,1
1.971,0
2.117,5
2.088,5
   Cátodos E.R.
1.187,3
1.115,6
1.107,4
1.050,6
1.077,0
958,2
985,4
987,7
1.071,3
1.054,9
   Refinado a fuego 
156,7
132,5
141,4
149,8
162,4
161,3
119,0
98,9
87,8
100,5
............................

(1)  Considera el cobre contenido en la producción de minerales y  concentrados de oro.

Fuente : Comisión Chilena del Cobre .





Por  Sebastián Alvial