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El milagroso viaje del cobre: ¿Sabes cómo se transforma el mineral de cobre en metal?
La extracción de cobre es un proceso complejo y variado que involucra una variedad de métodos físicos, químicos y electroquímicos para extraer el cobre metálico de su mineral. A medida que avanza la tecnología, los métodos de extracción varían de un país a otro, con variaciones que abarcan las fuentes minerales, las regulaciones ambientales locales y otros factores influyentes.
Antecedentes históricosEl uso del cobre tiene una larga historia, que se remonta al año 7480 a. C., y la antigua cultura del bronce en América del Norte registra una de las primeras tecnologías de extracción de mineral de cobre del mundo.
La extracción humana de cobre se remonta al Neolítico, cuando el cobre más antiguo se forjaba en frío para fabricar artefactos. Objetos como los encontrados en Çayönü Tepesi, en el este de Turquía, que podrían datar de entre 7200 y 6600 a.C., muestran que los primeros humanos ya utilizaban cobre. El valle de Timna, en Israel, es el yacimiento minero de cobre más antiguo, que ya estaba en explotación en el año 4000 a. C.
Proceso de fundición
Hasta la segunda mitad del siglo XX, la fundición de minerales de sulfuro era casi la única forma de extraer cobre metálico. En 2002, el 80% de la producción mundial de cobre primario provenía de minerales de cobre, hierro y azufre, la gran mayoría de los cuales se extraía mediante fundición. Tradicionalmente, las operaciones de fundición se han ubicado cerca de la minería para reducir los costos de transporte. A medida que se extrae el mineral de cobre, su contenido de metal disminuye gradualmente, por lo que es necesario concentrarlo primero y luego fundirlo para reducir los costos de energía.
El desarrollo de la tecnología de flotación por espuma marcó un avance importante en el procesamiento de minerales, que aumentó efectivamente la eficiencia de extracción de cobre y redujo las pérdidas.
Tecnología de concentración
En el siglo XXI, la ley promedio de los minerales de cobre era inferior al 0,6% y la proporción de minerales económicamente extraíbles era inferior al 2% del volumen total de mineral. Por lo tanto, todas las operaciones mineras deben ser tratadas con concentración. El método de tratamiento habitual es separar los minerales mediante equipos sumergibles y aumentar la concentración con la ayuda de la tecnología de flotación por espuma.
Flotación por espumaDurante la flotación por espuma, el mineral triturado se mezcla con agua y productos químicos para hacer que los minerales de sulfuro se adhieran a las burbujas de aire. Estas burbujas suben a la superficie en forma de espuma, de la que se recogen minerales de cobre concentrados. A veces, se realiza un procesamiento secundario para eliminar otras impurezas minerales no deseadas y mejorar aún más la pureza del cobre.
Tecnología de metalurgia del hidrógeno
Los minerales de óxido de cobre generalmente se extraen mediante tecnología metalúrgica del hidrógeno, es decir, el óxido se lixivia mediante lixiviación en pilas o vertido. En este proceso, el ácido sulfúrico lixivia el cobre, seguido de una extracción con solvente para purificar la solución de retención de cobre.Elegir el método de extracción adecuado es fundamental porque la composición química y las propiedades físicas de los diferentes tipos de minerales pueden afectar significativamente la eficiencia de la extracción.
Proceso de fundición y conversión
El contenido de cobre en la escoria de cobre procedente de la fundición suele estar entre el 30% y el 70%. Esta etapa implica la eliminación de níquel y azufre de la escoria de cobre fundida. El producto de fundición se llama cobre expandido, que puede ser tan puro como 98%. Este sistema no sólo produce cobre metálico de manera eficiente, sino que también produce subproductos como ácido sulfúrico, lo que promueve aún más la protección del medio ambiente y el reciclaje de recursos.
Proceso de refinación
Después de la fundición, el cobre necesita ser purificado aún más a través del refinado al fuego para finalmente obtener un metal de cobre de alta calidad. En este proceso también se presta atención a la gestión del consumo energético y a la seguridad operativa.
Esta serie de procesos de extracción del mineral de cobre no sólo representa la evolución de una tecnología, sino también parte del desarrollo de la sociedad humana. La extracción de cobre puede parecer común, pero implica múltiples principios científicos y desafíos técnicos. Frente a los diferentes tipos de minerales de los barcos y la creciente demanda, la futura tecnología de extracción enfrentará una prueba importante: ¿cómo optimizar la eficiencia y proteger el medio ambiente?
