Una innovadora tecnología australiana permite aprovechar minerales que antes resultaban problemáticos, utilizando un proceso químico a baja temperatura que podría reducir el consumo energético y las emisiones.
- 🔬 Hasta un 7 % de arsénico: el proceso ha tratado concentrados con concentraciones iniciales muy elevadas de este elemento tóxico.
- ⚙️ Menos del 0,3 % de arsénico: las pruebas han conseguido reducir la concentración por debajo de ese umbral.
- ♻️ Más del 99,9 % del cobre conservado: el tratamiento permite separar el contaminante sin perder cantidades significativas del metal.
- 🌡️ Sin tostación convencional: utiliza un procedimiento hidrometalúrgico a baja temperatura y presión, con potencial para reducir el consumo energético y las emisiones.
- 🏭 Más de 3.000 horas de funcionamiento: la tecnología ha superado siete campañas de pruebas en una instalación de demostración de Brisbane.
- 🌍 Primeras 40 toneladas comercializadas: Fortescue ha vendido concentrado tratado con menos del 0,25 % de arsénico, un paso importante hacia su aplicación industrial.
La minera australiana Fortescue ha demostrado una tecnología capaz de reducir drásticamente la presencia de arsénico en concentrados de cobre, uno de los contaminantes que más dificultades plantea a la industria minera. El sistema funciona a bajas temperaturas y presiones, conserva prácticamente todo el cobre y podría facilitar el aprovechamiento de yacimientos que hasta ahora resultaban difíciles de explotar por sus elevados niveles de impurezas.
El problema del arsénico en la producción de cobre
El cobre es uno de los materiales fundamentales para la electrificación de la economía. Se utiliza en redes eléctricas, aerogeneradores, instalaciones fotovoltaicas, vehículos eléctricos y numerosos equipos industriales.
Sin embargo, no todos los yacimientos de cobre presentan las mismas características. Algunos contienen cantidades importantes de arsénico, un elemento tóxico que complica el procesamiento del mineral y puede incrementar considerablemente los costes de producción.
Cuando el arsénico está presente en concentraciones elevadas, las fundiciones pueden rechazar el concentrado o aplicar penalizaciones económicas para compensar las dificultades adicionales de tratamiento.
Una de las técnicas tradicionales para eliminarlo consiste en someter el material a un proceso de tostación a altas temperaturas. Durante esta operación se producen transformaciones químicas que permiten separar determinados compuestos de arsénico.
El inconveniente es que requiere cantidades importantes de energía y sistemas especializados para controlar las emisiones gaseosas y los polvos contaminantes.
Además, los residuos que contienen arsénico deben gestionarse cuidadosamente para evitar su liberación al medio ambiente.
Cómo funciona el proceso Toowong
La tecnología desarrollada por Fortescue, denominada Toowong Process, plantea una alternativa basada en la hidrometalurgia.
En lugar de utilizar temperaturas elevadas para transformar los minerales, recurre a un tratamiento químico en medio líquido que permite separar el arsénico del concentrado de cobre.
El proceso funciona a temperaturas y presiones relativamente bajas, lo que reduce las necesidades térmicas respecto a los sistemas convencionales de tostación.
Su principal ventaja es la capacidad de actuar sobre las impurezas sin provocar pérdidas significativas del metal que se pretende recuperar.
Según los resultados publicados por Fortescue, el procedimiento consigue retener más del 99,9 % del cobre durante el tratamiento.
El arsénico separado se captura posteriormente en forma de un producto sólido estable, en lugar de liberarse mediante las corrientes gaseosas características de determinados tratamientos térmicos.
Esta característica podría simplificar algunos aspectos del control ambiental, aunque el material resultante sigue requiriendo una gestión adecuada como residuo que contiene una sustancia tóxica.
La empresa no ha publicado en su comunicado todos los detalles operativos necesarios para evaluar de forma independiente el consumo específico de reactivos, agua y energía del proceso.
De un 7 % de arsénico a menos del 0,25 %
Los resultados obtenidos durante las pruebas de demostración constituyen uno de los aspectos más interesantes del proyecto.
Fortescue adquirió la tecnología en 2022 y ha dedicado los últimos cuatro años a desarrollarla y comprobar su funcionamiento en una instalación situada en Brisbane, Australia.
Durante este periodo se han completado siete campañas experimentales que acumulan más de 3.000 horas de operación.
Las pruebas han permitido reducir el contenido de arsénico de distintos concentrados por debajo del 0,3 %.
En el caso del primer lote comercializado, el material tratado contenía menos del 0,25 % de arsénico, pese a que los concentrados de alimentación utilizados podían alcanzar concentraciones del 7 %.
Tomando esos dos valores como referencia, la reducción de concentración supera el 96 %. Se trata de una comparación entre concentraciones y no de un balance completo de la masa de arsénico eliminada.
El resultado ha permitido obtener un concentrado que cumple las condiciones necesarias para su comercialización.
De hecho, Fortescue ha confirmado la venta de más de 40 toneladas de material tratado, lo que supone un avance respecto a las pruebas exclusivamente experimentales.
La operación demuestra que el procedimiento puede producir un concentrado comercializable, aunque todavía no acredita su rentabilidad a escala industrial.
Menos energía y emisiones que los tratamientos tradicionales
Uno de los argumentos ambientales de la tecnología es su menor dependencia de procesos térmicos intensivos.
La tostación convencional necesita aportar suficiente calor para provocar las reacciones químicas que permiten separar el arsénico de los minerales.
El proceso Toowong, en cambio, utiliza condiciones de temperatura y presión más moderadas.
Fortescue sostiene que esta diferencia permite reducir el consumo energético y las emisiones asociadas al tratamiento, manteniendo costes de inversión y operación comparables a los de las alternativas convencionales.
No obstante, la compañía no ha facilitado porcentajes concretos de ahorro energético ni una evaluación completa del ciclo de vida que permita cuantificar su ventaja ambiental.
Para determinar el impacto real será necesario considerar también la fabricación y utilización de reactivos, el consumo de agua, el tratamiento de efluentes y la gestión definitiva de los residuos sólidos que contienen arsénico.
Por tanto, el beneficio ambiental potencial reside en sustituir determinadas operaciones de alta temperatura y mejorar el confinamiento del contaminante, no en hacer desaparecer el arsénico ni eliminar por completo los impactos de la minería.
Una posible solución para yacimientos que hasta ahora resultaban problemáticos
La presencia de arsénico puede condicionar la explotación de un yacimiento incluso cuando contiene cantidades importantes de cobre.
En determinadas explotaciones, las empresas necesitan mezclar concentrados con diferentes niveles de impurezas para conseguir un producto aceptable para las fundiciones.
En otros casos, los costes del tratamiento pueden reducir la rentabilidad hasta hacer inviable el proyecto.
Una tecnología capaz de eliminar selectivamente el arsénico podría cambiar esta situación.
Entre sus posibles aplicaciones se encuentran el aprovechamiento de recursos minerales actualmente descartados, la reducción de restricciones en los planes de explotación y la producción de concentrados con características más adecuadas para su posterior fundición.
Fortescue ya está evaluando su aplicación sobre materiales procedentes del proyecto cuprífero Cañariaco, en Perú.
La compañía considera que el tratamiento podría mejorar el aprovechamiento del yacimiento y aumentar la flexibilidad de sus operaciones futuras.
Sin embargo, hacer económicamente accesibles nuevos depósitos de cobre no implica automáticamente una reducción del impacto ambiental de la minería. Cada proyecto deberá evaluar sus efectos sobre el territorio, los recursos hídricos, la biodiversidad y las comunidades próximas.
El siguiente reto: demostrar que funciona a escala industrial
Aunque los resultados obtenidos son prometedores, la tecnología todavía tiene por delante una etapa decisiva.
Tratar decenas de toneladas en una instalación de demostración no equivale a procesar cientos de miles de toneladas anuales de concentrado.
La ampliación de escala deberá demostrar que el sistema mantiene su eficacia de separación, sus elevados niveles de recuperación de cobre y sus ventajas económicas y ambientales durante operaciones continuas de gran capacidad.
Fortescue continúa optimizando el proceso y desarrollando su ingeniería comercial, con el objetivo de reducir los costes de inversión y funcionamiento.
La necesidad de nuevas fuentes de cobre refuerza el interés por este tipo de soluciones. Según las previsiones citadas por la compañía, la demanda mundial del metal podría aumentar más de un 50 % hasta 2050 y alcanzar al menos 50 millones de toneladas anuales.
En ese contexto, mejorar el procesamiento de minerales complejos podría resultar tan importante como descubrir nuevos yacimientos.
La primera venta comercial demuestra que la tecnología puede transformar concentrados con altos niveles de arsénico en productos comercializables. Su verdadero alcance dependerá ahora de que pueda reproducir esos resultados a gran escala, con costes competitivos y una gestión ambiental rigurosa.
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