El cobre y su proceso de extracción en la Faja Pirítica Ibérica

Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniera de Organización industrial El Cobre y su proceso de extracción en la Faja Pirítica Ibérica. Autor: Ana Gallardo Molina Tutor: Yolanda Luna Galiano Dpto. Teoría de Ingeniería Química Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 El Cobre y su proceso de extracción en la Faja Pirítica Ibérica. Autor: Ana Gallardo Molina Tutor: Yolanda Luna Galeano Profesor Asociado Dpto. de Ingeniería Química Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 !2 Trabajo de fin de grado Grado en Ingeniería de Organización Industrial 3 Proyecto Fin de Carrera: El Cobre y su proceso de extracción en la Faja Pirítica Ibérica. El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2013 El Secretario del Tribunal Autor: Ana Gallardo Molina Tutor: Yolanda Luna Galeano !4 A mi familia A mis maestros 5 AGRADECIMIENTOS A todos aquellos profesores que han compartido su tiempo, sacrificio y sabiduría conmigo. En especial a mi tutora, Yolanda A todos aquellos compañeros y amigos que me han acompañado durante estos años en la Escuela. A mi familia, a mi madre y a mi padre por apoyarme siempre. A Eloy por el apoyo diario. A Cobre las Cruces y mis compañeros por aportarme tanto. Ana Gallardo Molina Alumna del Grado en Ingeniería de Organización Industrial Sevilla, 2019 !6 RESUMEN Este Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo principal hacer un estudio sobre el sector de la minería; sector que es considerado muy importante y en el que estoy dando mis primeros pasos en el mundo laboral. Mi propósito es exponer una comparación sobre los dos métodos distintos de extracción de cobre en las minas de Andalucía, situadas en la Faja Pirítica Ibérica, una concentración de sulfuros masivos que se extiende a lo largo de gran parte del sur de la península ibérica, de Sevilla a Portugal. Un tesoro con 350 años de antigüedad que tiene alrededor de 250 km de largo y de 30 a 50 km de ancho. Más concretamente, este trabajo se centrará en comparar el proceso productivo de Cobre las Cruces, (en adelante CLC), mina en la que trabajo desde julio de 2018. Mi primer contacto con este tipo de industria ha despertado en mí un gran interés, lo que me ha motivado a hacer este trabajo de fin de grado con el fin de adquirir mayor conocimiento sobre el sector, y más en particular sobre la extracción de cobre, ya que ha sido el proceso que más ha llamado mi atención por dos motivos principales: las diferentes maneras de extracción y la cantidad de usos diferentes que tiene y cómo está presente en nuestro día a día. Los minerales de cobre del mundo, y por tanto de la Faja Pirítica ocurren generalmente en depósitos de bajo grado (mineral primario) y requieren concentración antes de la fundición (Pirometalurgia). El método y el grado de concentración dependen de la ubicación de la fundición y programas de producción, junto con la naturaleza del yacimiento. Hay algún caso excepcional en los que se consigue mineral secundario cuya ley es en torno a 4 y 7 grados, este mineral de alto grado requiere un proceso de extracción totalmente distinto. (Hidrometalurgia) Los dos métodos de extracción que se diferencian son Hidrometalurgia y Pirometalurgia. La principal diferencia radica en que con el proceso minerohidrometalurgico se llega de la mina al metal, lo que llamamos M2M (Mine to Metal), lo que favorece a nuestro país y a la empresa en sí misma, ya que están dando trabajo a un mayor número de personas y produciendo el producto, valga la redundancia, íntegramente aquí. La hidrometalurgia es posible en este caso porque el mineral que procesamos es secundario. Esta ley tan alta nos permite procesarlo mediante esta vía, ya que es viable técnico y económicamente. En el caso del mineral primario, del que están constituidas las demás minas de la FPI, solo se encargan de la extracción y posterior proceso de concentración del metal para después venderlo en forma de concentrado a empresas externas donde terminan de procesarlo y a continuación lo funden, obteniendo un producto final (Pirometalurgia). 7 Para finalizar, haré un breve resumen de un proceso de extracción de una bolsa de mineral primario constituido por cobre, cinc, plata y plomo que se encuentra en una capa más profunda de la mina cobre las cruces, que requeriría un concentrado global de sulfuros primarios, permitiría ampliar la actividad de la mina hasta 2034. Se trata del más innovador del mundo, y su viabilidad ha sido verificada gracias a una serie de pruebas desarrolladas en una planta piloto que se ha construido para su investigación. Imagen 1: Faja Pirítica Ibérica. !8 CONTEXTO El resurgimiento de la minería andaluza al calor del auge generalizado de los metales en los mercados mundiales está generando grandes oportunidades económicas y de empleo en diferentes poblaciones de Sevilla y Huelva. Y más que va a generar, auguran los expertos. Hasta 20 nuevos permisos de investigación en otras tantas minas dormidas de la Faja Pirítica onubense está tramitando actualmente la Junta de Andalucía. Sin embargo, la larguísima resolución de los expedientes paraliza cuantiosas inversiones y acaba por disuadir a empresas interesadas, según se puso de manifiesto en una jornada técnica sobre la minería de la Faja Pirítica que se ha celebrado en Sevilla, en la que participaron compañías mineras, profesionales del sector y representantes de las administraciones. Abrir una mina cuesta entre 180 y 200 millones de euros y años —y hasta décadas— de tramitación en Andalucía. La explotación de Cobre Las Cruces (CLC) comenzó 18 años después de que se solicitara el primer permiso de prospección. Esta mina sevillana, que da el cobre de mayor pureza que existe en el mundo, y la de Aguas Teñidas en Huelva, son las dos grandes explotaciones ya activas. La inversión en ambos proyectos supera los mil millones de euros en investigación y sondeos, trabajos previos a la reapertura y plantas de tratamiento de mineral. Las empresas, que han dado empleo a más de 1.600 trabajadores, han contado, no obstante, con importantes ayudas de la administración autonómica. [1] 9 B.) Inversiones de sostenimiento. Ampliación de operaciones existentes: con las que se pretende aumentar la capacidad productiva de las explotaciones. Mejora de métodos y procesos de producción: Destinadas a mejorar las líneas de proceso y sistemas de producción ya existentes, con vistas a aumentar los rendimientos y disminuir los costes de producción, así como la mejora de la calidad y revalorización de algunos de los productos obtenido. Sustitución de equipos: Aquellas destinadas a la compra de nuevos equipos que desarrollaran las funciones de otros ya existentes dentro del proceso de producción. Propiedades o alquileres de equipos: Complementan a la adquisición de activos necesarios para llevar a cabo la explotación minera. En ocasiones también se imputan los costes de explotación. Adquisición tecnológicaservicios: Suelen ser los servicios necesarios para adquirir una tecnología de la que carece la propia empresa, sobre todo en las primeras etapas de desarrollo de los proyectos. Riesgo económico: Además de los riesgos evidentes asociados a la intensidad de capital y la de los plazos de maduración de los proyectos, los negocios mineros incluyen otros motivos de riesgo económico, algunos controlables por el inversor y otros no. En general, estos riesgos se pueden subdividir en: Riesgos geológicos, riesgos operativos, riesgos económicos y riesgos políticos. Por parte del yacimiento, el riesgo proviene de que al ser la evaluación del mismo un proceso largo y costoso, se realizan las estimaciones llegando a un compromiso entre la información y el coste de la misma, lo que implica que el grado de imprecisión en parámetros tales como las reservas, las leyes, etc. sean mucho más altos que los de partida en otros negocios. Los riesgos técnicos se han reducido notablemente en los últimos tiempos y su incidencia se ha minimizado a través de una mayor mecanización y automatización de las instalaciones, y una mejora en la seguridad de las mismas. En el ámbito económico no cabe decir lo mismo. Por un lado, las condiciones del mercado son cada vez más difíciles de prever y presentan fuertes fluctuaciones en plazos cortos, lo que unido a los importantes desembolsos de capital y a los dilatados períodos de preproducción en los nuevos proyectos configuran a estos con un alto riesgo. Además de estos factores, otra componente de incertidumbre económica es la que se deriva de la inflación. Los impactos que pueden tener los índices de inflación elevados en un proyecto son muy significativos. También relacionada con la inflación se encuentra la paridad entre las diferentes. !16 Indestructibilidad de los productos. Muchos metales son indestructibles, lo que hace que sea otro aspecto diferenciador de la industria minera. La consecuencia inmediata es una producción secundaria creciente, en detrimento de la aportación del mercado primario. El reciclado tiene numerosas ventajas económicas debido a la menor cantidad de energía, así con el aluminio una tonelada de metal reciclado precisa solamente el 5 por 100 de la energía necesaria para producir esa misma cantidad de metal virgen a partir de bauxita, menores costes de obtención, menor contaminación ambiental etc. En el caso de los metales básicos (aluminio, hierro, cobre, y plomo) y en otras sustancias minerales, la tendencia es aumentar la recuperación de los desechos o residuos, lo cual puede incidir en las condiciones de mercado y, consecuentemente, en las expectativas de desarrollo de nuevos proyectos. Incidencia en el medio ambiente (Especial análisis, por su actualidad) Peculiaridades que dotan a los proyectos mineros de ese carácter exclusivo. La tierra es rica en recursos mineros con aceptable demanda que son un bien de la humanidad y por tanto susceptible de ser aprovechados. Pero a nadie le cabe duda de los grandes impactos que origina la actividad minera sobre el medio ambiente, por lo que el aprovechamiento de este recurso debe realizarse de forma adecuada mediante la aplicación de técnicas mineras que sean ambientalmente viables y extremando al máximo las medidas que eviten o minimicen los daños sobre el entorno. Aunque en los últimos años se ha progresado mucho en la prevención de perturbaciones y en las técnicas de restauración de los terrenos afectados. La minería es sin duda una de las actividades del hombre que provoca mayores alteraciones sobre el medio ambiente. El objetivo a alcanzar sería conseguir implantar un sistema de gestión medio ambiental en la minería abierto a cambios, ser una actividad productiva, respetuosa con el medio ambiente y competitiva. [2] 17 1.2.Estudio de viabilidad en el desarrollo de un proyecto minero. 1.2.1. Introducción La evaluación de proyectos se encarga de construir toda la metodología necesaria para reducir al máximo cualquier posibilidad de pérdida financiera y contar con una base científica que sustente las investigaciones realizadas, dicha metodología incluye diversos estudios tales como análisis de la demanda, de la oferta, del mercado, etc. En el caso que nos ocupa, antes de que un proyecto minero exista como tal y se desarrolle como una explotación, debe pasar por la fase de comprobación de su viabilidad. Es la fase de estudios previos, en la cual se efectúan todos los estudios, investigaciones, e informes necesarios para poder tomar decisiones en relación con la ejecución o no de un proyecto. Los estudios de viabilidad y evaluación de un proyecto minero abarcan el conjunto de actividades de investigación y desarrollo conducentes a definir y valorar el proyecto en todos sus aspectos técnicos y económicos. El estudio de viabilidad tiene que basarse en el conocimiento de los siguientes elementos: !El yacimiento !La mena !El mercado que deberá absorber el mineral !El ambiente político, social, económico, y financiero en el que se desenvolverá el proyecto Los estudios previos se reducen muchas veces a una serie de consideraciones, lo mejor argumentadas posible, sobre la viabilidad del proyecto en sus tres vertientes posibles, técnica, económica y comercial. Debido a la gran inversión previa que se requiere en este tipo de proyectos, estos estudios tienen un carácter selectivo y de filtro, ya que con cualquiera de ellos puede detectarse una incompatibilidad con los objetivos que se persiguen. El estudio de viabilidad solo puede completarse cuando el conocimiento del yacimiento es lo suficientemente amplio y profundo. A falta de esta condición, los análisis conducen a estudios previos, que son necesarios frecuentemente, pero que no son suficientes para la decisión definitiva. Por lo que el termino de estudio de viabilidad debe aplicarse únicamente a la etapa final del proceso de evaluación del proyecto sobre la base de los resultados y recomendaciones habrá que adaptarse a la decisión de ejecución del proyecto o el abandono del mismo. Concluimos que los estudios de evaluación y los estudios de viabilidad son parte de un mismo proceso de investigación cuyo objetivo es, en síntesis, dar respuesta a las siguientes preguntas: !18 !¿Con qué recursos contamos? !¿Qué problemas se plantean? !¿De qué medios técnicos nos valemos? !¿Qué venderemos? ¿Cuánto? y ¿A qué precio? !¿En qué costes incurriremos? !¿Cuál será nuestro beneficio? Los estudios de evaluación de los proyectos mineros, pueden agruparse por su alcance y objetivo, en una de las siguientes categorías 5 según Jose A.Botín: Evaluación preliminar: Coincide con la etapa de exploración general, siendo escasa la información disponible sobre las reservas y leyes del yacimiento, así como, de otros aspectos del proyecto. Es un punto de partida y análisis para justificar nuevas inversiones en la obtención de información adicional. La inversión a realizar en esta etapa, que oscila normalmente entre 0,5 y 2 millones de euros, tiene por objetivo determinar el potencial económico del proyecto y ver si es recomendable o interesante continuar con el análisis del mismo invirtiendo más fondos. Estudios técnicos-económicos intermedios: Una vez superada la primera evaluación se realizan estos estudios que generan una información más completa y detallada sobre el proyecto, siendo su objetivo fundamental el de justificar el paso de la existencia de un grado de certeza razonable sobre la viabilidad del proyecto. La inversión requerida en estos estudios normalmente oscilará entre 1 y 4 millones de euros, aunque continúan existiendo dudas razonables ya que se siguen utilizando hipótesis con un grado importante de incertidumbre en cuanto a los recursos minerales, técnicas de explotación y análisis de mercados y sensibilidad de precios. Estudio de viabilidad: Finalmente es aquí donde se determina si el proyecto es económicamente viable, reduciéndose a límites razonables las incertidumbres existentes con una base de información soportada y real. Es en este estudio donde se define técnica, económica y organizativamente la etapa de construcción sirviendo como base para la ingeniería de detalle. En este estudio la inversión oscila entre los 2 y 15 millones de €. El tiempo necesario para realizar un estudio de viabilidad depende, evidentemente, de la importancia del proyecto, de sus dificultades específicas y de la complejidad del ambiente general. Puede estimarse una duración comprendida entre uno y dos años para los diversos análisis. El informe final requiere unos pocos meses y se establece por síntesis de los análisis detallados de cada aspecto del problema. Desde las primeras fases de la investigación de la investigación minera, se van realizando análisis económicos preliminares con los datos disponibles en cada instante. Se obtienen así estimaciones de la rentabilidad, que condicionan el desarrollo de las etapas sucesivas. 19 Los cálculos definitivos de rentabilidad no pueden realizarse hasta que no se dispone de una previsión de ingresos y gastos suficientemente segura. [2] IMAGEN 2: Fases de desarrollo de un proyecto minero. !20 1.2.2. Elementos de estudio Conocimiento del yacimiento El estudio de viabilidad solo puede completarse cuando el conocimiento del yacimiento es lo suficientemente amplio y profundo. El yacimiento es el depósito mineral que ha sido examinado y presenta suficiente tamaño, ley para ser puesto en producción y ser rentable. Parte de la corteza terrestre, en la cual, debido a procesos geológicos, ha habido una acumulación de materia prima mineral, la cual por sus características de cantidad, calidad y condiciones de depósito es redituable su explotación. Entendiendo por materias primas minerales a las sustancias que se extraen de la corteza terrestre para aprovechar sus propiedades físicas o químicas. Esta definición comprende todos los minerales y rocas utilizados por el hombre y los elementos y compuestos que se extraen de ellos. La naturaleza y composición geoquímica, mineralógica y petrológica de nuestro planeta difiere por cada capa en que se divide; la composición en la zona más profunda (núcleo) es simple y homogénea, intermedia en el manto y, la capa más superficial (la corteza) presenta una composición más compleja y heterogénea considerándose desde un aspecto geoquímico es decir, que todos los elementos químicos están distribuidos de forma muy amplia en esta última zona por lo tanto, esta zona puede estar formada por rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. Durante los procesos geológicos que llevan a la formación de una roca, algunos elementos o minerales pueden concentrarse selectivamente muy por encima de sus valores "normales" dando origen a concentraciones "anómalas". Para que esta concentración mineral se convierta en un yacimiento o depósito de minerales útiles, tienen que darse las condiciones necesarias que lo permitan; el mineral debe ser valioso en sí mismo o ser portador de algún elemento nativo y debe ser requerido por el mercado cumpliendo el requisito de que su explotación sea económicamente rentable. Prácticamente cualquier proceso geológico puede dar origen a yacimientos minerales. Conocimiento del mineral La mena: corresponde a la explotación de un yacimiento. Es el mineral cuya explotación presenta interés, refiriéndose al mineral del que se extrae el elemento químico útil (Cu de la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, entre muchos ejemplos posibles). Este término es más comúnmente utilizado en minerales metálicos. 21 Conocimiento del mercado Ha de permitir la definición de la naturaleza del producto o los productos que se comercializan, sus volúmenes de producción posibles y los precios de venta probables. Estos tres estudios se suelen desarrollar en paralelo, con numerosas interacciones mutuas, sobre todo entre el método de explotación, el procedimiento de concentración y el valor del producto final. Elección de las técnicas La elección de los procedimientos de extracción y tratamiento del mineral se va perfilando conforme progresan los estudios precedentes. Los costes resultantes pueden combinarse con los ingresos por ventas para determinar los flujos de fondos. Pueden considerarse diversos volúmenes de producción, que conducen a combinaciones distintas de desembolsos por inversión y por explotación. El cálculo de la rentabilidad de las diversas variantes del proyecto permitirá fijar definitivamente las dimensiones de la explotación minera y de la planta de tratamiento, así como la vida prevista. Análisis Financiero El análisis financiero no se inicia normalmente hasta que los estudios precedentes no están suficientemente avanzados, ya que el capital total no necesario-inmovilizado y fondo maniobrano queda determinado hasta que no se define la capacidad de producción. Una vez definidas las fuentes de financiación, se conocen los costes financieros y puede completarse el estudio económico-financiero. Análisis del medio general y local El conocimiento del medio general y local en el que habrá de desenvolverse el proyecto interfiere continuamente con todos los demás estudios, contribuyendo a la elección de las técnicas, la determinación del volumen de producción óptimo, el ajuste de la estructura financiera, la estimación de las inversiones y el régimen fiscal. El estudio de viabilidad se completa al llegar a las cuentas de explotación y tesorería previstas y a la determinación de la rentabilidad del proyecto. A pesar de la exclusividad de cada mina, un proyecto minero se desarrolla siguiendo un modelo común a otras industrias, sin olvidar que cada mina se puede considerar como una empresa única, con objetivos, programas y presupuestos únicos. !22 1.2.3. Fases de desarrollo de un proyecto minero 1.Fase de exploración y evaluación En esta etapa del proyecto se realizan los estudios de la exploración minera y los factores económicos que pueden influir en el proceso, como la exploración geofísica, geoquímica, perforación y la economía de la exploración del proyecto minero. Se pretende suministrar los datos necesarios para poder visualizar el criadero en un inventario o modelo codificado de los minerales y de los estériles que contiene para llegar a establecer la cantidad, la calidad y la distribución espacial. La exploración minera es la fase en la que comienza el ciclo de vida de cada mina, es el proceso de búsqueda de depósitos de mineral, etapa de Identificación de un proyecto minero. En esta fase se intenta ubicar donde pueden estar presentes los minerales, la calidad del depósito, evaluar el tamaño y observar las realidades económicas de la extracción. Las etapas de la exploración minera: 1. Geofísica Los depósitos minerales que se ubican en la superficie de la Tierra están la gran mayoría descubiertos. Lo más difícil es encontrar los que tenemos debajo de la superficie, de esto se trata la geofísica. La geofísica es el estudio interior de la tierra utilizando los principios de la física, y métodos aerotransportados y terrestres para localizar y mapear recursos como depósitos minerales, gas, petróleo y carbón. Los depósitos de mineral suelen tener propiedades magnéticas, eléctricas o gravitacionales distintas que se pueden identificar y mapear utilizando métodos geofísicos a diferentes escalas de recolección de datos magnéticos, electromagnéticos, eléctricos, gravitacionales, radiométricos o sísmicos. 2. Geoquímica La geoquímica se ocupa de identificar áreas potenciales de mineralización, utilizando las herramientas y los principios de la química. Una vez que se ha identificado un posible depósito mineral a través de la geofísica, las compañías de exploración utilizan la geoquímica para conocer más sobre el área y ubicar las ubicaciones más favorables para la perforación. La geoquímica mide la concentración de elementos presentes en la roca, el suelo, los sedimentos del arroyo y las plantas para identificar anomalías en los patrones químicos. Estas anomalías a menudo indican la presencia de mineralización. 23 3. Perforación Una vez que los equipos geólogos y geofísicos han identificado un posible depósito de mineral, y el equipo de geoquímica a muestreado el suelo consiguiendo así una reducido el área objetivo a un tamaño manejable, pueden comenzar los trabajos de perforación. Con la perforación podremos obtener información detallada sobre las características geológicas y la mineralización debajo de la superficie del suelo. Una operación de perforación típica se basa en la experiencia de geólogos, geofísicos, muestreadores de campo, perforadores y personal de laboratorio. Los geólogos determinan las áreas, el espaciado y las prioridades para la perforación exploratoria. Las plataformas de perforación se utilizan luego para extraer muestras del sitio. Los métodos de perforación varían de acuerdo con el tamaño del área del proyecto, el presupuesto, el tipo de roca, la topografía o el mineral que la compañía de exploración está buscando. Hay una variedad de métodos de perforación de exploración que se pueden usar, pero los métodos más comunes son: circulación inversa (RC) y perforación con núcleo de diamante. Los agujeros se perforan verticalmente o en ángulo con varias profundidades. La sección transversal de perforación exploratoria típica es: Angulo de perforación, Sesenta grados (60°) es un ángulo común para la perforación de exploración, ya que atraviesa un rango de posibles zonas de mineralización. Alineación de la perforación, Cada núcleo de perforación se solapa ligeramente con el núcleo anterior (principio u fin con otra perforación). Muestra de mineral (línea roja), Las secciones rojas indican dónde el taladro ha golpeado el suelo que contiene mineral. Las muestras del núcleo se analizan cuidadosamente para construir una imagen más clara de la mineralización presente en el área. Cuerpo de mineral mapeado (área roja), Los ingenieros usan las muestras del núcleo, la geoquímica, la geofísica y los datos geológicos para mapear el cuerpo del mineral La roca se rompe con el taladro que avanza a través de la roca o el suelo y vuelve a la superficie como estacas (pequeños trozos de roca) o como núcleo (cilindros sólidos de roca o arcilla). El material perforado se recoge y se envía para análisis de laboratorio. !24 2. Fase de pre-viabilidad. En esta fase se desarrollan normalmente dos tipos de estudio con distinto alcance: ✔ Estudio Conceptual: Representa una transformación de una idea de proyecto en una amplia proposición de inversión, mediante el empleo de métodos comparativos de definición de alcances que permiten identificar las oportunidades potenciales de inversión. En ámbitos especializados también se le denomina estudio de oportunidad (ONUDI), o estimación de orden de magnitud (AACE). ✔ Estudio de pre-viabilidad: También denominado estudio preliminar, es un ejercicio de nivel intermedio, que normalmente no es adecuado para tomar una decisión de inversión. Tiene objetivo de determinar si la idea de proyecto justifica un análisis detallado para un estudio de viabilidad, y si alguno de los aspectos del proyecto son críticos en su consecución y necesitan una investigación con profundidad por medio de estudios complementarios o de apoyo. Un estudio de pre viabilidad debe considerarse como una etapa intermedia entre un estudio conceptual, que requiere poca inversión o gasto y un estudio de viabilidad que es más costoso. Normalmente se examinan de un modo amplio, no riguroso, los siguientes apartados: - Evaluación de las reservas de mineral - Programa de producciones de estéril y mineral - Métodos de explotación aplicables y selección de equipos - Esquemas de tratamiento del mineral - Servicios necesarios e instalaciones auxiliares - Mano de obra y costes - Esquema de implantación e infraestructura del proyecto - Estudios de mercado - Análisis económico y financiero, basado en los costes de producción, inversiones ingresos potenciales, y fuentes de financiación del proyecto. La estructura de un estudio preliminar es prácticamente igual a la de un estudio de viabilidad detallado. Esta etapa puede saltarse o excluirse cuando el estudio conceptual contiene datos suficientes sobre el proyecto, ya sea para proceder a la etapa del estudio de viabilidad o para deducir su terminación. 25 Riesgos particulares Están relacionados con pérdidas que afectan a los individuos más que al grupo entero, pueden ser estáticos o dinámicos. Riesgos especulativos Describen situaciones en donde hay posibilidad de pérdida, pero también de ganancia, en ese contexto el riesgo es deliberadamente creado con la esperanza de ganar. El riesgo especulativo es una característica clave de la gran mayoría de las inversiones. El riesgo especulativo requiere una decisión consciente de tener en cuenta todos los factores de riesgo antes de elegir un curso de acción. Esto difiere del "riesgo puro", que se refiere a los acontecimientos que están garantizados para producir algún tipo de pérdida, y en los que no hay ninguna posibilidad de obtener un resultado beneficioso. La forma más fácil de decir la diferencia entre los dos tipos de riesgos son los tipos de resultados que son posibles, y si el riesgo es voluntario. El riesgo puro sólo conduce a resultados negativos y es una parte inevitable de la vida. El riesgo especulativo tiene el potencial de generar resultados positivos o negativos y se celebra de forma voluntaria. Riesgos puros Designan situaciones en las que solamente existen dos casos: pérdida y no-pérdida El riesgo puro es un término que se aplica a cualquier situación en la que no hay posibilidad de ningún beneficio a materializarse si un resultado específico. Por lo general, los eventos que se consideran a llevar este nivel de riesgo que está fuera del control de la persona que está asumiendo el riesgo, por lo que es imposible tomar realmente una decisión consciente para asumir el riesgo. El seguro se utiliza a menudo como un medio para reducir al mínimo las pérdidas de riesgo de este tipo, un factor que puede compensar el hecho de que no hubo aumentos reales que se puedan realizar a partir de la situación. Con el riesgo puro, no hay esperanza real de obtener un rendimiento. Por ejemplo, si una planta es destruida en algún tipo de desastre natural, la empresa incurre en una pérdida que no puede ser compensada, es cuando los ingresos de la venta no reemplazan el activo. Riesgos sobre las posesiones de las personas Estos riesgos se pueden dividir en dos, considerando la pérdida directa e indirecta [2] y [5] !32 2. LA FAJA PIRÍTICA IBÉRICA 2.1. Introducción. El objetivo de este apartado es introduciros en la historia de la faja piritica ibérica, un “tesoro” que es una de las zonas metalogénicas más importantes del mundo y quizás la concentración de sulfuros mayor del planeta. Es una franja de aproximadamente 220 kilómetros de longitud y 35-40 kilómetros de anchura que se extiende por el suroeste peninsular entre dos Países, el sur de costa atlántica de Portugal. Más concretamente, abarca las provincias de Huelva, Sevilla, Algarve y Alentejo. Conocida como como la provincia metalogenética que contiene la mayor concentración conocida hasta la fecha de yacimientos VMS del mundo, posee una significación histórica muy notable, está considerada entre los lugares con una actividad minera más antigua (incluso se menciona en la Biblia) y ha influenciado el desarrollo histórico de varias culturas en su aspecto económico y tecnológico Para averiguar porque se esconde semejante riqueza debajo del suelo Andaluz y portugués, nos remontaremos 350 Millones de años atrás, a la Era Paleozoica. Se produjo en el Carbonífero, la mayor actividad volcánica peninsular, dando lugar a 8 depósitos gigantes de sulfuros masivos polimetálicos asociados a los flancos conos volcánicos. Estos depósitos eran de hierro (pirita), cobre (calcopirita), estaño (casiterita), plomo (galena) y cinc (blenda). La extracción minera se desarrolla desde el siglo VIII a.C., probablemente para producir bronce, pero fueron los romanos quienes lo hicieron a gran escala. Se han obtenido desde hace 5.000 años en la Faja Pirítica 5/6 de mineral, quedando aun 400 millones de toneladas por explotar [3] y [4] 33 MINAS PRINCIPALES DE LA FAJA PIRÍTICA Portugal ● Canal-Caveira ● Lousal ● Aljustrel ● Neves-Corvo ● São Domingos España ● Las Herrerías ● Tharsis ● La Joya ● El Buitrón ● Minas de Riotinto ● San Miguel ● Lomero-Poyatos ● Cueva de la Mora ● Sotiel ● Poderosa ● Concepción ● La Zarza ● Castillo ● Teuler ● Mina de Aguas Teñidas ● Las Cruces [6] !34 2.2. Historia geológica de la Faja Pirítica El origen de los sulfuros masivos de la Faja Pirítica es complejo y aunque tienen su análogo actual en las fumarolas hidrotermales y en algunas cuencas sedimentarias asociadas a arcos volcánicos, ninguno de los dos ejemplos los explica de forma satisfactoria. De hecho, aún hay cierta discrepancia en cuanto al origen, aunque este está indudablemente asociado con la tectónica reinante en el Paleozoico Superior. El modelo más aceptado, aunque no el único, que pretende explicar este tipo de depósitos es el adelgazamiento cortical asociado con la tectónica y las fracturas que surgieron en la región permitieron el ascenso de magmas básicos que incrementaron el gradiente geotérmico y favorecieron la formación de magmas más ácidos al fundir la corteza. Los sedimentos depositados en la cuenca sufrieron una serie de procesos que cambiaron su química y su física (diagénesis y metamorfismo) y que les llevó a expulsar el agua salina que tenían en su interior. Esta agua, enriquecida además en metales, circuló a partir del gradiente térmico que implicaba la presencia de esos magmas, hasta que se acumuló en regiones concretas donde ahora se encuentran los depósitos metalogénicos. Complejo, pero espero que la siguiente imagen ayude un poco a comprender el movimiento de los metales disueltos en el agua. Imagen 4: Esquema de movilidad de los metales que acabaron por dar los depósitos de sulfuros masivos de la Faja Pirítica 35 Su historia se puede dividir en cuatro etapas: Primera etapa: La Preorogénica, en la que se produjo una sedimentación marina de poca profundidad sobre una plataforma continental afectada por el oleaje. La segunda es la Sinorogénica Temprana, en la que la cuenca estaba muy fragmentada por la compleja situación tectónica. “No podemos olvidar que se está formando Pangea”, señala en alusión a la creación del súper continente que existió al final de la Era Paleozoica y comienzos de la Mesozoica, que agrupaba la mayor parte de las tierras emergidas del planeta. Se formó por el movimiento de las placas tectónicas, que hace unos 300 millones de años unió todos los continentes anteriores en uno solo. La tercera etapa en la historia geológica de la Faja Pirítica es la Sinorogénica Principal, la cual “tuvo eventos catastróficos muy importantes asociados con erupciones volcánicas, con el desarrollo de sulfuros masivos como característica más notoria. La última etapa que podemos distinguir es la Sinorogénica Tardía, en la que la cuenca se vio sometida a una intensa erosión y sedimentación. Imagen 5: Esquema de los principales ambientes en los que se producen depósitos de sulfuros masivos (modificado de Kathleen Cantner) Todo lo anterior sirvió para que esta zona del sur de la Península se convirtiera en un tesoro mineral y que, desde hace más de 4.500 años, se vengan explotando los más de ochenta yacimientos existentes en esa franja de 250 kilómetros, situándose como uno de los distritos más antiguo del mundo. Aunque no hay datos concluyentes, muchos estudios coinciden en que desde entonces se han extraído unos 2.000 millones de toneladas de mineral. !36 Un boom que fue apagándose poco a poco con el paso de las décadas: los mayores yacimientos se agotan, a lo que se añade que gradualmente dejó de utilizarse la pirita como fuente del ácido sulfúrico. A pesar de tener unos recursos del orden de 1000 millones de toneladas de sulfuros, la minería de la FPI acaba de atravesar una de sus más profundas crisis debido a varios factores: ✔ El difícil tratamiento de los minerales complejos (Cu-Pb-Zn-Ag-Au). ✔ El agotamiento de la zona de oxidación de algunos depósitos de sulfuros metálicos (gossan con oro y plata). ✔ La escasa demanda de ácido sulfúrico en los mercados mundiales, ✔ Los reglamentos ambientales ✔ Los ciclos de cotizaciones bajas de los metales básicos en los mercados mundiales. La situación llegó a tal extremo que en 2003 se cerró la última mina activa. Aquello parecía la muerte de la Faja Pirítica pero el aumento del precio los minerales –auspiciado en gran medida por la demanda china- y la aparición de nuevas tecnologías de extracción sirvieron para que muchas multinacionales volvieran a girar su mirada hacia Andalucía. La minería en la FPI ha resurgido de sus cenizas, en la actualidad nos encontramos en llamado por algunos “súper ciclo”, en el que se ponen en marcha tres yacimientos de bastante importancia a escala europea (Cobre Las Cruces, Aguas Teñidas y Río Tinto-Cerro Colorado) y la previsión es que la cifra se incremente de manera significativa a corto y medio plazo. [4] y [7] 37 2.3. El problema del Drenaje Ácido No todo en este contexto tiene un interés metalogénico, pues también tenemos geosites con interés geoquímico. Esto es debido a que en áreas mineras en las que se extrae, o se ha extraído años atrás, ocurre en los metales un fenómeno que tienen asociadas unas características que no podemos olvidar. Un fenómeno de contaminación de las aguas naturales que drenan el terreno, y que es debido a la acción oxidante del aire o el agua, al que llamamos Drenaje Ácido. Este se produce cuando hay sulfuros metálicos expuestos a la acción oxidante del aire o del agua, como ocurre en la Faja Pirítica, de manera que estos minerales se oxidan y se disuelven en el agua, haciéndola con ello muy ácida, de pH 1-3 cuando lo normal es que tenga pH 7. Y aunque estemos hablando de contaminación no siempre tiene un origen claramente humano, en cuyo caso se llama Drenaje Ácido de Minas, porque si esos sulfuros están de forma natural en la superficie, en las rocas de una región formando parte de la geología del lugar, también van a tener asociados un drenaje ácido natural. Son muchos los lugares del país donde tenemos drenaje ácido, la mayoría en áreas mineras, pero en otras muchas de origen natural. Por lo general los ríos que tienen este tipo de contaminación tienen un agua rojiza por la presencia de óxidos de hierro (no olvidemos que el mineral principal suele ser pirita, que es un sulfuro de hierro), aunque también puede ser un agua transparente pero que discurre por un fondo rojo por la precipitación de esos óxidos. En estas aguas, dado su elevado contenido en metales y su alta acidez, es prácticamente imposible encontrar vida, pero no del todo imposible, ya que en estas aguas viven sobretodo bacterias, algunas de las cuales se alimentan precisamente de los metales y sin esta contaminación de las aguas no podrían vivir. Este es el motivo del que Río Tinto reciba este nombre, y por tanto, aunque hablemos de un impacto por contaminación, natural o humana, es lo que le da unas características únicas. Los drenajes ácidos de antiguos minados de carbón y minería metálica son un problema ya que es una de las principales fuentes de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas en el mundo, siendo tóxicos en diverso grado para el hombre la fauna y la vegetación. Estos drenajes tóxicos contienen metales disueltos y constituyentes orgánicos solubles e insolubles, que generalmente proceden de labores mineras, procesos de concentración de minerales, presas de residuos y escombreras de mina. Existen reportes de la muerte de miles de peces y crustáceos de ríos, afecciones ha ganado y destrucción de cultivos y riveras, así como la introducción de una coloración y turbiedad en aguas de ríos y lagos. Los drenajes ácidos de mina además de un bajo pH contienen una gran cantidad de sólidos en suspensión con un alto contenido en sulfato y metales (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb,Hg, Cd, Ni), del orden de varios cientos de miligramos por litro. Estos elementos en altas concentraciones son !38 nocivos para la actividad biológica, contaminan los cursos de aguas y pueden llegar a causar daños a las estructuras construidas por el hombre. Debido a que este problema puede persistir durante décadas e incluso cientos de años una vez finalizado el ciclo productivo, y que además el tratamiento en depuradoras convencionales tiene un coste muy elevado, existe la necesidad de prevenir su formación y aplicar el tratamiento más adecuado cuando se ha formado, es decir buscar una solución a este problema. Los métodos de tratamiento pasivo debido a su bajo coste, fácil operación y mantenimiento, y gran eficiencia en el tratamiento de aguas ácidas constituyen una alternativa al tratamiento convencional de los drenajes ácidos de minas de carbón y metálica tanto si las instalaciones se encuentran en operación o en abandono. Estos métodos van desde humedales construidos, drenajes anóxicos, balsas orgánicas, sistemas de producción alcalina hasta barreras reactivas permeables, en donde el objetivo principal es la supresión de la acidez, la precipitación de los metales pesados y la eliminación de sustancias contaminantes como los sólidos en suspensión, antimoniatos, arseniatos y otros. La filosofía general de los tratamientos pasivos consiste en cambiar las condiciones de Eh y pH del influente de forma que se favorezca la formación de especies insolubles que precipiten como oxihidróxidos metálicos Otro método es el empleo de bacterias para catalizar las reacciones y acelerar los procesos que forman precipitados, así como al uso de material alcalino para neutralizar la acidez (subir el pH). En el caso de humedales (wetlands) para aumentar el contacto entre el agua de mina y el oxígeno atmosférico, se diseñan sistemas de incluyan cascadas, lechos serpenteantes y balsas de grandes superficies y poca profundidad. Para elegir el tipo de sistema pasivo se debe poner especial atención a las condiciones hidrológicas del lugar, al pH del influente, y al contenido de metales y sólidos en suspensión del drenaje. El diseño y la configuración del dispositivo de tratamiento deben asegurar una buena circulación y distribución del influente dentro del sistema, con el fin de maximizar el tiempo de contacto entre el flujo de agua y los substratos reactivos. Entre los principales parámetros a tener en cuenta en el diseño de un humedal, tenemos: el área o superficie, la geometría, la profundidad de las celdas, el tiempo de retención hidráulica y la composición del substrato. [7] y [8] 39 3. EL COBRE 3.1.Introducción. El cobre un mineral muy común que se produce de forma natural y que se utiliza en la industria y en la agricultura especialmente para la fabricación de material eléctrico y para la construcción. Debe su nombre a los romanos. Lo llamaron “aes Cyprium” (mineral de Chipre). Fue el primer metal que se explotó en Egipto y el mundo antiguo, uno de los primeros metales utilizado por el ser humano en la prehistoria y actualmente es el tercero más demandado del mundo, por detrás del hierro y el aluminio. Gracias a su abundancia y a la combinación de sus propiedades químicas, físicas, mecánicas y especialmente eléctricas, ya que es un gran conductor, es un material esencial para los cables eléctricos. El cobre es un metal no ferroso, dúctil y de color rojizo. Es un elemento químico que pertenece al grupo de los metales de transición y su estado habitual es sólido. Su símbolo es Cu, situado en la posición 29 de la tabla periódica. Se puede decir que el cobre es uno de los metales más importantes de nuestra tecnología. Con su descubrimiento, el ser humano fue capaz de utilizar un conductor realmente preciso de calor y la electricidad. Fue usado para crear herramientas que hicieron evolucionar la vida !40 de nuestros antepasados a pasos agigantados, permitiendo posteriormente que pudieran crear técnicas cerámicas y procesos metalúrgicos. Desde el punto de vista de la evolución del hombre, el cobre ha sido realmente imprescindible, sin su descubrimiento seguramente no hablaríamos de una civilización tan avanzada como la nuestra. En la actualidad, el cobre está presente en nuestras vidas más de lo que podemos imaginar; ya que la tecnología derivada del cobre es realmente amplia, pues ofrece un mayor ahorro energético que otros metales, además de contar con mayor durabilidad que otros materiales. Mientras otros metales con el tiempo pueden llegar a soltar sustancias nocivas, el cobre aguanta sin ningún problema, siendo por tanto muchísimo más higiénico. Para que nos hagamos una idea, algo tan rutinario como un vehículo cuenta con cantidades realmente importantes de cobre. También máquinas, monedas, pesticidas, tuberías y herramientas varias. Podemos decir que el cobre fue un material fundamental para poner fin a la edad de piedra e introducirnos en la era informática en la que nos encontramos. 3.2.Usos. Como adelantábamos en el punto anterior, el cobre está más presente en nuestras vidas de lo que imaginamos y a continuación vamos a destacar algunos ejemplos: Gran conductor: Sus propiedades metálicas hacen del cobre un excelente conductor de calor y electricidad. El cobre es el segundo material con mayor conductividad térmica, estando solo por detrás de la plata, y esta propiedad explica el 50% de la importancia de su uso. Transporta electricidad agua y calor, mejora la eficiencia energética de los productos en los que se aplica y aumenta su durabilidad. Se emplea en la industria eléctrica: Como buen conductor de electricidad, el cobre se utiliza en el hilo de cobre, electroimanes, relés e interruptores eléctricos. También se utiliza para tuberías de suministro de agua. Los tubos de vacío y los tubos de rayos catódicos, contiene cobre. Las redes informáticas solicitan mayoritariamente cables de cobre, porque permiten transmitir datos con un excelente resultado, de ahí que se emplee con frecuencia para obtener un correcto funcionamiento del teléfono, internet, o la televisión tanto en hogares como en oficinas 41 [14] y [15] 3.7. El Cobre en el mundo. El cobre además de ser una de las materias primas con mayor uso industrial del mundo es un fiel indicador de la economía mundial, por lo que los inversores del sector de materias primas siguen de cerca la evolución de su precio. El interés de los inversores en su evolución se debe a que las fluctuaciones en el precio del cobre vienen determinadas por la demanda creada en el sector industrial. Desde el año 1900, el cobre ha tenido un crecimiento anual del 3% en la producción. Imagen 7: Estadística del ranking de los principales países productores de cobre del mundo. Esta estadística muestra un ranking de los principales países productores de cobre a nivel mundial en 2018. En ese año, el primer país productor de cobre fue Chile, con aproximadamente 5,8 millones de toneladas métricas producidas, seguido de Perú, con una cifra de aproximadamente 2,4 millones de toneladas métricas. Existen importantes productores de cobre en el mundo, siendo Chile el mayor país productor del mundo con un 34% del total de producción de cobre, seguido de Perú y China. !48 Chile Chile, con aproximadamente 5,8 millones de toneladas métricas producidas en el último año, ha sido y es en las últimas dos décadas el líder mundial en la producción de cobre, entre 1990 y 2010 se triplicó la producción en este país. En los últimos 20 años Chile ha elevado su participación en el mercado mundial un 17,3%, lo que lo sitúa como el principal productor de cobre en el mundo. El 47% el presupuesto de chile se financia a raíz de las ganancias obtenidas del alto precio que ha alcanzado el cobre en los mercados internacionales. La exportación a diferentes países del metal rojo es por tanto una riqueza clave económica y socialmente para este país. De hecho, el boom experimentado a partir de la década de los noventa se explica por el dinamismo sin precedentes alcanzado por la minería chilena y por el clima de apertura económica del país, que permitió a las inversiones extranjeras ocupar un lugar relevante en el auge del sector. Fruto de esta apuesta, la minería y en especial el cobre, ha sido protagonista del alto y sostenido crecimiento económico de las últimas décadas, hecho reconocido internacionalmente y que le valió a Chile ser aceptado por la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE). En chile encontramos la empresa estatal Codelco (Corporación Nacional del Cobre de Chile) que es sin duda, el mayor productor de cobre más grande a nivel mundial. Otra de las grandes productoras de cobre también es chilena, Antofagasta (ANTO): la quinta mayor productora de cobre a nivel mundial. Perú Perú es el segundo mayor productor de cobre, con un 8% del total de la producción a nivel mundial. El cobre ocupa el primer lugar en el valor de las exportaciones del Perú. La producción nacional de cobre, el principal producto de exportación del Perú, alcanzó 2.43 millones de toneladas métricas durante el 2018. China China se estima una producción de 1. 600 millones de toneladas. La producción china de cobre refinado trepó un 16,7 por ciento interanual a un máximo récord en diciembre, en momentos en que las fundiciones buscaron procesar la mayor cantidad posible del metal por menores cargos de tratamiento a fines de 2017. La producción anual de cobre refinado también alcanzó un récord de 8,89 millones de toneladas. Desde el año 2000 en china, el uso del cobre aumento cerca del 9,9 MT convirtiéndose el País en el mayor consumidor de cobre del mundo. 49 En 2018, los Estados Unidos registraron una producción de 1,1 millones de toneladas métricas de cobre refinado primario, mientras que la producción de cobre refinado secundario se situó en torno a unas 40.000 toneladas métricas. La producción minera del país está valorada en miles de millones de dólares, por lo que se trata de una industria importante para EEUU. Australia es el quinto mayor productor mundial de cobre de cobre. Esto se debe a que cuenta con la cuarta mayor productora de cobre a nivel mundial; la empresa Biliton Billiton (BHP) con sede en Melbourne. Zambia, en el sexto lugar es uno de los países productores de cobre más importantes del mundo, siendo conocido por el Cinturón de Cobre Indonesia, Grupo México y Rusia ocupan el octavo, noveno y décimo lugar. México, destaca por grupo México incluye a mineras de cobre como Southern Copper Corporation (SCCO) y American Smelting and Refining Company España, hace más de un siglo que no se encuentra en el ranking mundial de productores de cobre. En España el cobre se concentra mayoritariamente en la Faja Pirítica Ibérica y éste es escaso en el resto de Europa. Además, la producción minera representa sólo el 2,2 % de la cantidad consumida por la industria española. Por ende, las Empresas españolas para abastecerse de cobre en las diferentes producciones de aleaciones y productos semielaborados lo compran en el mercado mundial. Debido a la lejanía geográfica para su compra, utilizan cobre reciclable en más de un 40% (muchas usan hasta el 100%) ya que esta materia prima se puede reciclar indefinidamente sin que pierda sus propiedades. [16], [17], [18], [19], [20], [21] y [22] !50 4.PROCESO DE EXTRACCIÓN Y TRITURACIÓN DEL COBRE. 4.1. Introducción. La actual demanda mundial y el precio del cobre, hacen que este mineral sea de gran interés para la industria minera. Los minerales de sulfuros de cobre generalmente ocurren con la pirrotita, pirita, arsenopirita y molibdenita, y con el oro y la plata. Hay que diferenciar dos zonas principales en la mina: La corta a cielo abierto o mina subterránea: donde se encuentra el cobre, y donde realizaremos la extracción. La planta: Planta industrial donde se procesa el mineral hasta obtener el cobre concentrado o puro. Los sistemas de extracción de mineral comprenden dos tipos de yacimientos, entre los que la diferencia fundamental radica en el tipo de mineral presente mayoritariamente en la tierra. El mineral puede estar oxidado (extracción a cielo abierto) o sulfurado, asociado a azufre, que están presentes a mayores profundidades (extracción subterránea). Cuando se expone al aire, se forma una fina capa protectora de óxido que impide cualquier reacción posterior. Cuando se expone a una atmósfera húmeda durante un largo periodo de tiempo, se forma una pátina verde de sales de cobre que protege el metal contra la corrosión. Extracción a cielo abierto: Se llama mina a cielo abierto o a tajo o rajo abierto a la explotación minera que se desarrolla en la superficie del terreno. Para la explotación de una mina es necesario excavar con medios mecánicos o explosivos los terrenos que recubren o rodean la formación geológica que forma el yacimiento. Se extrae en forma de roca, se carga en camiones y es transportada hasta la sección de trituración y molienda. La extracción subterránea: Es aquella explotación de recursos mineros que se desarrolla por debajo de la superficie del terreno, la explotación de un yacimiento mediante minería subterránea se realiza cuando su extracción a cielo abierto no es posible por motivos económicos, sociales o ambientales. Para la minería subterránea se hace necesaria la realización túneles chimeneas, pozos y galerías y también cámaras para completar el proceso de extracción. [23] y [25] 51 Imagen 8: exploración subterránea y a cielo abierto. 4.2. Extracción y transporte a planta El cobre es extraído de la mina mediante voladuras en las minas de extracción a cielo abierto y en las subterráneas, es necesario realizar una perforación y a continuación la voladura. Primero se realizan agujeros con perforadoras de aire comprimido o hidráulicas. A continuación, se insertan barrenos en los agujeros y se hacen explotar, con lo que la roca se fractura y puede ser extraída. Una vez extraída la roca es transportada hasta la planta por medio de camiones de una media de 90 t y es vaciado a la Tolva de Alimentación, que suele tener una capacidad de 135 t vivas, la cual cuenta con una parrilla fija para retirar las piedras con sobre tamaño. Hay que tener en cuenta que el cobre no se extrae directamente como metal, se encuentra mezclado con otros minerales de los cuales tendremos que separarlo posteriormente. Cuanta más cantidad de cobre metálico se obtenga, más pagaran por él. [25] !52 4.3. Trituración . Imagen 9: Estación de trituración Primaria. Una vez en la planta entra al proceso de trituración cuyo objetivo es reducir el tamaño del mineral, hasta obtener tamaños uniformes para su envío a molienda. El mineral podrá pasar directamente a la tolva de alimentación de la trituradora primaria, o bien ser depositado en la zona de acopio de mineral junto a la tolva, desde donde se recogerá con una pala cargadora para introducirlo en la tolva cuando sea requerido. La trituración consta de 3 etapas ya sea en circuito abierto o en circuito cerrado, y suele tener clasificadores por cribado antes de la trituración primaria y secundaria. Es posible y práctico para eliminar la tercera etapa mediante la incorporación de un molino de barras en la sección de molienda. Este es un diseño muy práctico y a menudo una necesidad cuando se tiene minerales húmedos y pegajosos. Desde la tolva de alimentación donde es depositado el ROM (Run of Mine), el mineral es extraido por un alimentador de placas que alimenta el triturador primario de mandibula donde es reducido desde un tamaño maximo de 1m, hasta obtener material mas fino para ser enviado al triturador secundario. El triturador primario cuenta con un martillo rompedor hidráulico para reducir el mineral de sobre tamaño que llega procedente de la mina y su producto es vaciado a la tolva de alimentación. El producto de la trituración primaria es trasladado mediante cintas de velocidad constante y descargado a la siguiente fase de trituración (Trituración Secundaria) previa clasificación en una criba secundaria. Se utiliza en muchos casos la colocación de un electro-imán auto 53 limpiante y un detector de metales en la cinta transportadora que va de la trituración primaria a la secundaria para la extracción de partículas de acero magnético (Otra opción sería la instalación de una polea magnética). Una vez en la criba secundaria el bajo tamaño es enviado a la cinta colectora de trituración secundaria/terciaria. El sobre tamaño de las dos bandejas superiores alimenta a un triturador secundario de cono. El sobre tamaño de la bandeja inferior es colectado y enviado hacia una criba terciaria. El sobre tamaño de ambas cubiertas es trasladado mediante una cinta a una tolva de trituración terciaria que descargara en un cono terciario. El producto triturado corresponde al producto final y es conducido a una criba terciaria para su clasificación, donde el bajo tamaño es descargado hacia una tolva que contiene el producto final de la trituración. A continuacion el mineral triturado pasante será descragado a la cinta que alimenta el molino de Bolas. Si la trituradora es de gran capacidad y no se puede descargar todo a la molienda, el mineral triturado y el pasante se conducirán a un acopio cerrado (domo) de capacidad viva de 24 horas (Figura 10). De ahí el material se descarga mediante alimentadores a la cinta que lo transportará a molienda. Imagen 10: Ejemplo de Domo de acopio de mineral Se pueden emplear zarandas para la separación de finos puede emplearse, cuando las condiciones lo exijan. Los finos son retirados por una parrilla instalada adelante de cada etapa de reducción para una mayor eficiencia y un menor desgaste en las superficies de trituración. [25] !54 4.4. Molienda La molienda, es un proceso constituido por un molino de bolas de etapa Única con clasificación de circuito cerrado, cuyo objetivo es obtener un tamaño objetivo necesario para poder pasar al espesador y poder ser tratados en la siguiente etapa. Es una operación de reducción de tamaño de rocas y minerales de manera similar a la trituración, pero obteniendo productos más pequeños aún y de forma más regular. La molienda está constituida por molinos cilíndricos de movimiento giratorio en los cuales con la ayuda de bolas de acero el material es triturado permitiendo la liberación de la gran parte de las partículas de cobre. El mineral triturado será trasladado del circuito de trituración al circuito de molienda por medio de una cinta trasportadora. Esta cinta alimentara el mineral a la tolva de mineral fino, que es la tolva de alimentación del circuito de molienda. Desde la tolva de mineral fino, el mineral triturado es transportado por medio de los alimentadores de producto por cintas finales al sistema de transporte de alimentación a molienda a un molino de bolas. El mineral es pesado en una báscula conectada al sistema de alimentación de molienda. Es imperativo para el éxito del proceso el monitorizado de tamaño de partículas de producto de molienda para la recuperación global del cobre. Un tamaño de partícula muy fino es una indicación de una recirculación excesiva, que se traducirá en propiedades de lavado y filtrado insatisfactorias después de la lixiviación. Igualmente, un tamaño demasiado grueso puede ocasionar acumulaciones en el fondo de los reactores. El control inmediato del tamaño de partícula es posible mediante el ajuste de velocidad del molino y alimentación de mineral. La velocidad de alimentación del mineral está controlada por alimentadores de cinta con accionamiento de velocidad variable (VSD) ubicados en la sección de triturado.El control de la alimentación es esencial para la eficiencia de la molienda y ayuda a reducir las sobrecargas y las fluctuaciones a lo largo de toda la planta. El grado de molienda es controlado por la velocidad y potencia del molino, que se ajusta mediante la adición de medios de molienda. Las variaciones en la velocidad de molienda son controladas por el accionamiento del variador de velocidad, que normalmente aumenta la velocidad con tipos de mineral difíciles de moler. 55 Imagen 11: Ejemplo de molino Después de la molienda y la clasificación de la pulpa molida, es dirigida a través de hidrociclones y la sección fina es llevada al espesador de la sección de molienda. El hundido del espesador es bombeado al tren de lixiviación, más específicamente al tanque de alimentación a lixiviación. El rebose del espesador es parte del agua de proceso reciclada de vuelta a circuito de molienda, molino de bolas y clasificadores. Imagen 12: Interior molienda. Hay pruebas de que esta combinación de trituración y molienda se traduce en menores costos para reducir grandes tonelajes de mineral de flotación a tamaño. [25] y [30] !56 5. PROCESOS DE PRODUCCIÓN DEL COBRE El proceso de trituración y molienda es el común para minerales de primer grado y segundo grado, y es el primer paso del proceso de obtención. En el caso de minería subterránea el proceso es más extensivo, y se requiere un proceso de molienda húmeda. El siguiente paso de obtención puede ser distinto según el tipo de mineral que nos encontremos. Hay dos métodos de obtención del cobre: !Piro metalurgia, técnica utilizada para el mineral primario (calcopirita) el cual tiene que ser concentrado antes de ser fundido en hornos a elevadas temperaturas. !Hidrometalurgia, proceso totalmente distinto de extracción de metales por medios acuosos, que incluye otras formas de extracción por medio de lixiviación y recuperación de fluido. 5.1. Pirometalurgia (concentrados). La pirometalurgia es una operación de tratamiento de mineral de bajo grado, formado principalmente por dos procesos, la flotación y la fusión. Esta operación obedece una planificación muy cuidadosa de diseño de su planta y selección de equipos. El circuito de molienda debe ser lo más simple posible y para grandes tonelajes, y del menor número como sea posible. Las operaciones de minera a gran escala, de los cuales los pórfidos de cobre son típicos, deben recurrir a la concentración antes de ser fundido. Existen diferentes métodos de concentración, para el caso del cobre se trabaja con flotación. Esto es necesario porque los minerales son generalmente de bajo grado y requieren de flotación para producir un concentrado aceptable para las fundiciones. 5.1.1 Flotación. La flotación es un proceso de separación físico-químico ampliamente aplicado en la concentración de minerales y se basa en la interacción entre burbujas y partículas finas de solidos suspendidos en el agua separando las partículas sólidas mediante su fijación a burbujas de aire, que hacen flotar al conjunto formando espumas. 57 Imagen 15: Lixiviación en reactor La alimentación a los reactores de lixiviación se prepara en en el tanque de alimentación donde parte de lixiviación tendrá lugar. Se agregará a este tanque de alimentación la mayor parte del ácido sulfúrico que causará un leve aumento de la temperatura. El objetivo es disolver los minerales de carbonato lo más completamente posible. El refino que entra en el circuito de lixiviación está dividido entre el tanque de alimentación a lixiviación y el primer o segundo reactor de lixiviación según disponibilidad. La temperatura del tanque de alimentación es de unos 70-80 ºC. La temperatura de refino es de unos 80-90ºC.El tiempo de residencia depende de la disponibilidad de reactores, rondara las 7-8 horas. El mineral reacciona con el ácido y el hierro férrico contenidos en el refino en el tanque de lixiviación. La pulpa de lixiviación fluye por gravedad a través del circuito de lixiviación formado por un conjunto de reactores de lixiviación atmosférica en cascada conectados en serie (con oxígeno y ácido sulfúrico.). Según los requerimientos de mantenimiento regular de los reactores, la mayor parte del tiempo habrá en funcionamiento todos los reactores menos uno. La recuperación de calor en la lixiviación es económicamente importante para el ahorro de vapor el precalentamiento del refino. La reacción de oxidación de pirita genera la mayor parte de calor que se usa en la planta de proceso. El exceso de calor de reacción generado es extraído de los reactores de lixiviación por circulación de agua de enfriamiento, y es transferido para calentar refino, agua de lavado de filtros y PLS primaria mediante intercambiadores de calor separados. La solución de lixiviación proveniente del último reactor fluye al espesador de lixiviación para su desagüe. El rebose del espesador es bombeado a dos torres de enfriamiento para enfriamiento por evaporización de la solución. Estas torres pueden operar en paralelo o serie dependiendo de las condiciones de proceso. !64 El objetivo de las torres de enfriamiento es enfriar el rebose del espesador con el fin de maximizar la precipitación de yeso. La solución enfriada en las torres de enfriamiento fluye por gravedad al espesador de yeso. El hundido del espesador de yeso se recircula de vuelta al tanque de rebose del espesador de lixiviación mientras que el rebose del espesador de yeso fluye por gravedad a la balsa de PLS. La solución de PLS es bombeada a los filtros de pulido y una vez filtrada es bombeada a la unidad de extracción por solventes. La torta de filtro proveniente de los filtros de pulido es bombeada al tanque de pulpa y de vuelta al espesador de lixiviación. El hundido del espesador de pulpa de lixiviación es desaguado y lavado en filtros relaves. Además del cobre se solubilizan otros metales, que finalmente quedaran como residuos. El cobre es retirado de la mezcla a través de una extracción con solventes orgánicos y los demás compuestos quedan en la fase acuosa. Estos son sales ácidas de Fe, Al, Mn, Ca, Na, Mo, As, Zn, Cd, Hg, Pb, etc. El destino de estos residuos es de suma importancia, ya que, si son arrojados a un río, provocarían serios daños a los equilibrios iónicos del sistema. También al aplicarse a suelos, alterarían la carga iónica de éste, provocando problemas de degradación. [25] 5.2.3. Pre-neutralización: El principal objetivo de la fase de pre neutralización es ajustar el pH, de la alimentación de PLS (Process Leaching Solution) de la extracción secundaria a nivel apropiado para que se puedan obtener niveles aceptables de recuperación de cobre. Con el fin de controlar el balance de agua y posiblemente los niveles de hierro y zinc se extrae una purga de solución de refino de lixiviación del circuito de proceso según necesidad. La purga es guiada a través del proceso de pre-neutralización hasta el proceso de extracción por solventes secundario con el fin de recuperar cobre de la purga antes de que esta sea llevada a la neutralización final y a descarga. La purga es bombeada fuera de la balsa de refino mediante la bomba de refino (en una operación). También el agua de lavado del decantador de lavado del proceso de extracción por solventes es llevada mediante la bomba de purga de solución acuosa a los reactores de pre-neutralización. 65 5.2.4. Extracción por solventes Se trata de un método de separación de una o más sustancias de una mezcla mediante el uso de solventes. En el proceso de extracción del cobre se utiliza una resina orgánica diluida en un solvente orgánico (parafina), la cual se mezcla por agitación con la solución PLS proveniente de la lixiviación. La resina orgánica permite capturar el cobre en solución, dejando las impurezas, tales como el hierro, aluminio, manganeso y otros en la solución original. La solución orgánica cargada con cobre es separada en otro estanque, donde se la pone en contacto con electrolito que tiene una alta acidez. Esto provoca que la resina suelte el cobre y se transfiera a la solución electrolítica, la cual finalmente es enviada a la planta de electro obtención. El principal objetivo de la sección “SX” es transferir el cobre soluble de la alimentación (Solución de Lixiviación Cargada) al lado de circulación de electrolito limpio. La extracción por solventes primaria consiste en un tren que tiene tres mezcladoresdecantadores de extracción operando en serie, dos mezcladores-decantadores de reextracción, un mezclador decantador de lavado de orgánico y un tanque de orgánico cargado. La solución PLS clarificada, enfriada y filtrada que contiene el cobre es bombeada del tanque de almacenamiento de la solución de lixiviación a través de filtros de solución de lixiviación y de un calefactor de ajuste al área SX. La solución PLS es mezclada con solución orgánica semi-cargada proveniente del mezclador-decantador La solución formada recogida por el sistema de drenaje pasando a un proceso de extracción iónica en la que se transfiere selectivamente el cobre de la solución a otra solución llamada electrolito rico. [22] y [25] Imagen 16: Extracción por solventes. Mezclador-Decantador !66 Imagen 17. Esquema Extracción por solventes de Cobre. Extracción por solventes secundaria: La extracción por solventes secundaria consiste en dos mezcladores decantadores de extracción. La purga proveniente de la extracción por solventes primaria, es purgada nuevamente al área de pre-neutralización con el fin de controlar los niveles de hierro y zinc en el circuito de lixiviación, como también el balance global de agua. También se combinan aguas de lavado provenientes de SX y filtrados de residuos de lixiviación para formar la solución a la extracción por solventes secundaria, PLS secundaria. [25] 5.2.5. Neutralización. El objetivo de la planta de neutralización es tratar el refino secundario originado en el proceso de extracción por solventes de cobre secundario. El tratamiento consiste en neutralización con lechada de cal, oxidación con aire, precipitación de yeso e hidróxidos metálicos, floculación y separación sólido/líquido. La planta está diseñada como una planta de Pulpa de alta densidad (HDS). El proceso HDS consiste en producir una pulpa de alto contenido de sólidos mediante la recirculación de pulpa a la cabeza del proceso. La pulpa de alto contenido en sólidos obtenida con este proceso tiene muchas ventajas. El refino secundario a tratar se bombea a dos reactores en serie en los que el refino secundario se combina con la pulpa reciclada y una mezcla de cal para alcanzar la neutralización. Como resultado de esta neutralización los metales pesados precipitan como hidróxidos metálicos Me (OH)n, y el sulfato como sulfato de calcio, CaSO4.2H2O 67 También en los reactores se agrega aire a la mezcla para oxidar de ion ferroso a ion férrico. Después de la neutralización y oxidación, la pulpa rebosa hacia el espesador para la separación sólido/líquido. Se agrega polímero para mejorar la aglomeración de los precipitados y facilitar la clarificación. El agua clarificada se transfiere hacia un tanque de almacenamiento antes de ser descargado a un río, o se usa en la planta de proceso o en el regadío de caminos. Una proporción de pulpa del epesador es recirculada hacia el tanque de mezcla de pulpa/cal donde se mezcla con lechada de cal. Los sólidos recirculados actúan como semilla en el proceso de precipitación, lo cual ayuda a formar flóculos precipitados más grandes y pesados, evitando la formación de depósitos en las paredes y rastras del espesador. El resto de la pulpa se transfiere hacia el tanque de almacenamiento de pulpa antes de ser desaguada mediante un filtro de presión. El filtrado recuperado del filtro a presión y el agua de lavado se acumularán en un tanque de filtrado desde donde se bombeará de vuelta al tanque reactor, aguas arriba del proceso de neutralización. La pulpa desaguada se mezcla con el residuo de lixiviación para luego ser dispuesta en las instalaciones de almacenamiento de pulpa. 5.2.6. Electro obtención. El cobre es recuperado de la solución electrolítica en celdas de electro-obtención mediante un proceso de electrólisis en el cual pasa una corriente directa a través del electrolito entre los ánodos de plomo y los cátodos de acero inoxidable. Las celdas de electro-obtención están conectadas a dos circuitos de solución electrolítica, parte de las celdas operando como celdas de “limpieza” (Scavenger) y el resto como celdas “comerciales” normales. Imagen 18: Electro-obtención !68 Las celdas de limpieza se utilizan para separar cualquier eventual remanente de solución orgánica de electrolito rico antes de que este entre al circuito de solución electrolítica mediante una técnica tipo flotación que usa burbujas de oxigeno generadas en el ánodo durante la reacción electrolítica. La solución de alimentación de electrolito a las celdas de limpieza contiene una concentración de cobre más alta que la solución de alimentación a las celdas comerciales. Esto normalmente implica una producción de depósitos de cobre de una calidad levemente más alta. Como opción, también es posible utilizar todas las celdas como celdas comerciales. Imagen 19: Electro-obtención. La solución de electrolito es circulada en el tanque de circulación de electrolito, que consiste de compartimento rico y pobre. Estos dos compartimentos están conectados por un vertedero hundido que mezcla las soluciones. La solución filtrada de electrolito rico proveniente de la extracción por solventes es calentada en intercambiadores de calor y bombeada a las celdas de limpieza. Una vez sale de las celdas de limpieza es combinado con la proporción de electrolito pobre proveniente de las celdas comerciales y fluye al compartimento rico del tanque de circulación de electrolito. El electrolito pobre proveniente del resto de las celdas comerciales retorna al compartimento electrolito pobre del tanque de circulación. Aquí se enfría parte del electrolito pobre, siendo bombeado a la etapa de re extracción de la planta de extracción por solventes, pasando el resto por un vertedero hundido al compartimento de electrolito rico del tanque de circulación. Esto se mezcla con el electrolito enriquecido entrante que proviene de las celdas de limpieza, formando el electrolito de alimentación a las celdas comerciales. La corriente eléctrica es alimentada a las celdas electrolíticas desde transformadoresrectificadores y sistemas de barras conductoras. Las barras conductoras superiores de las celdas conectan las celdas y las barras conductoras principales a los rectificadores. Durante el 69 proceso el cobre es depositado sobre los cátodos de acero inoxidable, se libera oxígeno sobre los ánodos regenerándose ácido sulfúrico en la solución electrolítica. Los cátodos se dejan crecer durante 7 días antes de ser cosechados de las celdas por un puente grúa. Durante la elevación los cátodos son lavados automáticamente. El puente grúa transfiere los cátodos extraídos de las celdas al sistema de transporte de recepción de la máquina des laminadora, donde son lavados y despegados automáticamente. Las placas despegadas son levantadas del sistema de transporte de descarga de la máquina des laminadora por el puente grúa, siendo transferidos de vuelta a las celdas. Automáticamente se toman muestras de los cátodos de cobre, y luego estos son corrugados y apilados también automáticamente en paquetes. Finalmente, los grupos de cátodos son pesados, etiquetados y flejados. La neblina ácida generada en el proceso de electrolisis por el oxígeno anódico es removida eficazmente mediante el sistema de captación de neblina ácida que utiliza campanas instaladas sobre cada celda. Este sistema, acompañado de la ventilación natural de EW, asegura las mejores condiciones de trabajo y mejora las condiciones ambientales. En esta etapa se aplica corriente continua a la solución con lo que se consigue que el cobre se deposite en placas de acero inoxidable, el resultado final son cátodos de cobre de alta pureza. La electro-obtención de cobre cuenta con un sistema lavador de gases para evitar la emisión de aquellos vapores ácidos que son susceptibles de generarse en esta etapa. [25] 5.3. Embarque Tanto el concentrado como los cátodos de cobre son transportados hasta los puertos de embarque donde son embarcados para su exportación. !70 5.4. Esquema resumen del proceso Imagen 20: Esquema resumen proceso Hidrometalurgia. 5.5. Contaminación de la minería de cobre 5.5.1.Cobre en el suelo La minería de cobre afecta con sus emisiones los ríos y a la vez los suelos, que pueden tener utilidad para cultivo o conservación, afectando la flora y fauna. La contaminación de suelos es fundamentalmente por metales pesados. Estos metales una vez que llegan al suelo están expuestos a diversos tipos de procesos como oxidación, reducción, adsorción, precipitación entre otros. Pero a diferencia de la contaminación con sustancias orgánicas, como por ejemplo hidrocarburos, estos contaminantes inorgánicos no se pueden biodegradar, produciéndose en consecuencia su acumulación. De aquí se origina, entonces, el principal problema de tener que enfrentar este tipo de contaminación acumulativa y persistente en el tiempo. Para encarar esta situación, en primera instancia se debe establecer reglas que permitan disminuir la emisión de estos metales, así como privilegiar el uso de tecnologías limpias en producción. Esto se traduce en normas de emisión para y de calidad para regular a la concentración descargada de metales a las aguas superficiales y subterráneas. 71 La elaboración y vigencia de estas normas pueden ayudar a controlar el problema. No obstante, es necesario considerar la existencia de pasivos que contienen estos elementos contaminantes, por lo cual se requiere tomar medidas para que no lleguen a los receptores (plantas, animales, hombres), disminuyéndolos o impidiendo su adecuada dispersión. La gran cantidad de pasivos ambientales que genera la minería han sido enfrentados cada vez con técnicas mejores y de esta forma se está llegando a un impacto ambiental reducido. Resulta interesante que la actividad tenga la conciencia y la capacidad de dar oportunidad de desarrollar diversas técnicas para la descontaminación. El caso más interesante es el uso de la Fito estabilización, que apunta a encontrar la solución al tratamiento de un desecho aplicando tecnología, ciencia y naturaleza. Para cumplir con estas normas las mineras deben establecer planes que contemplan tres estrategias posibles: confinamiento, extracción y estabilización !Confinamiento: las primeras medidas que se han utilizado, consisten en confinar mediante una matriz los metales pesados, mediante métodos como la vitrificación y barreras de contención, cuyo objetivo es aislarlos en el mismo suelo. Esta no es una solución definitiva, ya que siempre existe la posibilidad de que la matriz que los contenga se rompa, liberando los contaminantes. !Extracción: consiste en eliminar los metales pesados mediante técnicas de lavado y excavación y remoción de suelos para ser trasladados a sitios más adecuados y realizar electroremedación, Estos son métodos de alto costos y además requieren métodos de tratamiento para los lavados. Dentro de esta clasificación se encuentra la Fito extracción, que es económicamente más factible. !Estabilización: existen diversos métodos de estabilización, los cuales plantean la inmovilización de los metales. Este se lleva a cabo in situ. Compost y biosolidos provenientes de tratamientos de aguas servidas y compuesto de fosfatos son algunos de los agentes ocupados para la inmovilización de los metales pesados. [24] !72 5.5.2.La dispersión de metales en el suelo La dispersión de desechos y productos de la minería del cobre a la tierra depende del grado de biodisponibilidad de este metal, del suelo receptor y del tipo de cultivos. !Biodisponibilidad del cobre: Contenido total de cobre que hay presente en los distintos desechos y productos generados por el procesamiento de minerales sulfurados de cobre, solo un parte se encuentra biodisponible. Esta característica varía entre los distintos materiales, pudiendo diferenciarse en varios ordenes de magnitud. !Capacidad amortiguadora del suelo: Los suelos están constituidos básicamente por una matriz de material particulado de distintos tamaños y tipos (arcillas, arena y limo) y una cantidad variable de materia orgánica aportada por los seres vivos. En esta matriz se difunde el oxígeno de la atmósfera y se infiltra agua de las precipitaciones y del riego. Por eso, los suelos son reactivos químicamente y reaccionan a la incorporación de diversos desechos industriales. Los suelos son capaces de neutralizar en forma natural los efectos de una gran diversidad de compuestos, siempre y cuando sean incorporadas en cantidades moderadas. Pero esta cualidad es variable, ya que depende de ciertas características físicas y químicas propias, tales como la textura, el pH, el contenido de materia orgánica y la cantidad y el tipo de minerales y arcilla. !Sensibilidad de las plantas: Todas las plantas necesitan de elementos minerales para su crecimiento normal, pero muchas de ellas los requieren en pocas cantidades. Estos productos los obtienen del suelo, a través de sus raíces, pero solo son capaces de absorber la fracción de metal biodisponible. Sin embargo, las plantas presentan distintos grados de sensibilidad cuando son expuestas a cantidades crecientes de materiales biodisponibles en el suelo. La lechuga es una especie sensible que responde rápidamente al ser enfrentada a niveles crecientes de metal biodisponible, incluido el cobre. [25] 73 Tras la etapa de lixiviación secundaria será necesario filtrar el residuo (estéril) antes de tratarlo para su depósito. Para ello se hará pasar el residuo por una secuencia de filtros de vacío con el objetivo de lavarlo y secarlo. 6.2.10. Cementación La cementación es un proceso de precipitación química que permite retirar iones en solución agregando un reactivo precipitante. En el caso de iones metálicos disueltos la reacción se favorece agregando un metal más activo, según la serie electroquímica, como reactivo para formar un precipitado conocido como cemento. 1. Cementación de Plata La solución que contiene el plomo y la plata, tras pasar por el proceso de lixiviación secundaria, será dirigida en primer lugar a la etapa de recuperación de plata mediante cementación. Esta etapa será la encargada de separar la plata del resto de componentes y producir el cemento de plata para su comercialización, para lo cual se añadirá un metal menos noble, por ejemplo, plomo en forma de polvo. Cabe destacar que, la mayor parte de la producción de plata será empleada como catalizador para la etapa de lixiviación primaria. Como etapa final, el cemento de plata producido es sometido a un proceso de secado. 2. Cementación de Plomo. Fundición y moldeo de cemento de plomo Una vez cementada la plata, el resto de la solución lixiviada enriquecida en plomo será dirigida a la fase de producción del cemento de plomo. La cementación de plomo se efectúa añadiendo un metal menos noble, por ejemplo, hierro o aluminio metal, que pasan a disolución. En esta etapa es necesario realizar una purga para evitar la acumulación de metal cementante y sulfatos en el circuito. Dicha purga es tratada, obteniéndose un sólido final que posteriormente es enviado a depósito. El cemento producido, cemento de plomo, es sometido a un proceso de compactación. Una vez compactado, es sometido a un proceso de transformación en el que cada cemento se funde y moldea para su comercialización. [25] !80 6.3. Situación actual El desarrollo del proyecto PMR es difícil y complejo, e involucra a un numeroso equipo de personas de todos los departamentos de CLC, ya que hay muchos aspectos críticos que requieren un trabajo cuidadoso y detallado para minimizar riesgos y estar preparados frente a posibles eventualidades. Actualmente se ha terminado la experimentación en planta piloto y la empresa está tratando de reunir la información técnica y de proceso necesaria para el diseño de la nueva refinería industrial polimetalúrgica, de la cual se está realizando un estudio viabilidad definitivo del Proyecto PMR. Los resultados de la experimentación en la planta piloto han sido muy favorables, mientras que la investigación sobre la viabilidad técnica y económica de la refinería polimetálica continúan. La continuidad de este proyecto de ampliación, que ha absorbido ya una inversión de más de seis millones en una planta piloto y la construcción de una rampa subterránea, es la clave de futuro fundamental que quedó en el aire tras venirse abajo al menos 14 millones de metros cúbicos de rocas y balsas mineras. Se dispone a asumir un fuerte recorte de su producción de cátodos de este metal tras el gran derrumbe sufrido el pasado 23 de enero. En los dos años que tenía previsto seguir trabajando en la corta minera, 2019 y 2020, la planta hidrometalúrgica anexa al yacimiento fabricará 45.000 toneladas anuales, desde las 70.800 con que cerró el pasado año. [25] y [29] 81 7. MI EXPERIENCIA EN CLC En Cobre Las Cruces, se vienen desarrollando distintos proyectos que se ajustan a la definición marcada por la ley española como de Investigación y Desarrollo (I+D) y/o innovación Tecnológica (i). Esto se debe principalmente a que el Complejo Minero de Cobre Las Cruces y su planta hidrometalúrgica cuentan con una tecnología completamente novedosa a nivel europeo, por tanto, la mayoría de las mejoras realizadas en el proceso productivo o soluciones propuestas a dificultades encontradas en el mismo son resultado de un trabajo previo de investigación y presenta, generalmente, carácter innovador, además de a las políticas de mejora continua e innovación desarrolladas, con las que siempre se busca la optimización del mismo. Esta situación supone una oportunidad de incrementar el beneficio de la empresa pudiéndose acoger a ventajas como las deducciones fiscales por el desarrollo de este tipo de proyectos. Las deducciones fiscales son uno de los instrumentos utilizados por la Administración General del Estado para fomentar la I+D+i empresarial, vía reducción de impuestos. Su destinatario son los sujetos pasivos de dicho impuesto. En el caso que nos ocupa, Cobre Las Cruces S.A. El sistema español de deducciones fiscales por I+D+i es de los más favorables del mundo, pudiendo alcanzar hasta un 42 % de los gastos directos. Frente a otros incentivos, las deducciones fiscales presentan las siguientes ventajas: - Efectos económicos equiparables a los de la subvención, pero no tributan. - Compatible con otras formas de ayuda. - La aplicación es libre y general. - Es proporcional a la inversión. - Cabe su utilización en ejercicios posteriores (hasta 18 años). - No se requiere éxito en el proyecto para su aplicación (aunque si es necesario generar conocimiento). Para conseguir beneficiarse de estas deducciones es necesario certificar el carácter innovador de los proyectos, mediante la presentación de documentación técnica y económica que justifiquen la novedad aportada y los gastos asociados. !82 Mi trabajo en CLC, ha sido elaborar la documentación técnica y económica, al principio de la mano de mi jefe y tras el derrumbe de la corta, mi departamento fue parcialmente disuelto, mi jefe fue traslado de la noche a la mañana al departamento de mantenimiento cancelándose así la mayoría de los proyectos que se llevaban a cabo, ya que la empresa priorizo sus trabajos en la recuperación de la mina tras el derrumbe. Y por tanto quedándome yo “ al mando” de aquellos proyectos que no fueron cancelados y con el que finalmente recaudamos casi medio millón de euros. En el año anterior a mi entrada a CLC, se había trabajado en un total de 13 proyectos, de los cuales, 5 consiguieron la calificación de innovación tecnológica y 1 de Investigación y Desarrollo. Esto supuso un beneficio total de: 583.409 euros. Gracias a ley española como de Investigación y Desarrollo (I+D) y/o innovación Tecnológica (i) ha sido posible desarrollar los estudios de nuestro proyecto PMR. Os dejo a continuación algunas fotos de mi experiencia en CLC. Os muestro a continuación algunas imágenes de mi experiencia en CLC: Imagen 21: Con mis compañeros bajo los 8 reactores de lixiviación en cascada. 83 Imagen 22 Con mis compañeros subida en una máquina excavadora dentro de la corta. Imagen 23: Imagen dentro de la corta. !84 Imagen 24: Con mis compañeros paseando por la planta. Imagen 25: Bajando de la máquina excavadora. 85 GLOSARIO DE TÉRMINOS MINEROS. ✔ Acceso: Cualquier labor minera que sirve de comunicación entre interior y superficie ✔ Apertura mínima, trabajo anual: Perforación para cumplir el requisito de una cantidad prescrita de trabajo a ser completado anualmente en una pertenencia minera no titulada para retener la licencia. ✔ Avance: Longitud de túnel realizada por unidad de tiempo ✔ Barreno: Agujero relleno de pólvora u otra materia explosiva en el frente de un deposito mineral ✔ Bonanza: Zona de yacimiento de más riqueza de lo normal ✔ Cantera: trabajo a cielo abierto o superficial, o excavación para la extracción de piedra de construcción, mineral, carbón, grava o minerales. ✔ Celda: compartimento de una celda de flotación. ✔ Cobre Nativo: Cobre metálico en pepitas suficientemente pequeñas para cogerlas de la masa de la roca y ponerlas en el horno sin preparación mecánica. ✔ Concentrado: Producto limpio recuperado por floración de espumas o por otros métodos de separación mineral. ✔ Criadero: Conjunto de terreno que se cree suficientemente mineralizado como para ser de importancia bajo el punto de vista económico. ✔ Cuerpo mineralizado o depósito mineral (ore body): Se refiere a la mezcla de mena y ganga y puede encontrase a profundidad o en la superficie. ✔ Derecho minero: Un derecho a entrar y ocupar una determinada porción de terreno con fines de explotación para obtener menas minerales que pueden hallarse depositadas en el mismo. !86 ✔ Descubrimiento: El hallazgo de un yacimiento de mineral valioso. ✔ Economía minera: El estudio y aplicación de los procesos empleados en la administración y financiación relacionados con el descubrimiento, explotación y comercialización de minerales. ✔ Estación de aforo: Punto de una galería de ventilación en el que se mide periódicamente el volumen de aire que circula. ✔ Estéril: Aquella roca que no contiene mineral aprovechable y forma parte del criadero. ✔ Explotación: La extracción de menas, gas, petróleo y minerales de la tierra, hallados por exploración y su utilización. ✔ Explotación minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual se extrae un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio económico (puede ser desde agua, hasta diamantes) y se lleva a cabo mediante pozos (caso del agua o del petróleo, entre otros), en minas (subterráneas o a cielo abierto), o en canteras. ✔ Explotación por galerías: Laboreo de vetas o capas de poca profundidad por galerías o pozos abiertos desde la superficie. ✔ Exploración: La búsqueda de depósitos rentables, de minerales, petróleo, gas, carbón etc. Por servicios geológicos, prospección geofísica, sondeos y pozos de ensayo, o frentes, galerías o túneles superficiales o subterráneos. ✔ Frentes beneficiables: Los frentes en los que la masa de mineral puede beneficiarse provechosamente, siendo el factor limitador el contenido del metal del todo uno según resulta de los ensayos. ✔ Ganga: Comprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés minero en el momento de la explotación (cuarzo, calcita, etc.). (parte no aprovechable de una mena). Minerales considerados como ganga en determinados momentos se han transformado en menas al conocerse alguna aplicación nueva para los mismos. ✔ Ley: Es la concentración de cada metal de mena en una muestra de roca, usualmente expresada en porcentaje en peso. Proporción de peso de una sustancia útil en un mineral cualquiera. ✔ Ley límite o de corte (cut-off): Es la ley más baja (en términos económicos) con la cual puede explotarse un yacimiento mineral, es decir la concentración mínima que debe 87 tener un elemento en un yacimiento para ser explotable. Por ejemplo, si la ley promedio de un yacimiento es 1.2% Cu la ley de corte puede ser 0.5%. ✔ Ley media: Es la concentración que presenta el elemento químico de interés minero en el yacimiento. Se expresa en tantos por ciento (%), gramos por tonelada (g/t) partes por millón (ppm) u onzas por tonelada (oz/t). ✔ Estéril: Término minero que se refiere roca que no contiene mena explotable, las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades muy por debajo de la ley de corte. No suele corresponder con la ganga ya que esta se refiere a los minerales acompañantes de la mena. ✔ Factor de concentración: Es el grado de enriquecimiento que tiene que presentar un elemento con respecto a su concentración normal para que resulte explotable. ✔ Mineral: Parte aprovechable de una mena. Cuerpo sólido que puede aparecer de formas muy diversas en la naturaleza ya sea aislado o como componente fundamental de las rocas, y que lo hace económicamente explotable. ✔ Mineral comercial: Mineral cuyos contenidos poseen un valor económico comercializable en los mercados con base en el cual se justifica la explotación. ✔ Mineral explotable o beneficiable: Mineral que puede extraerse bajo las condiciones económicas y tecnológicas actuales. ✔ Minerales asociados: Aquellos que en el momento de la explotación pueden o no, tener un valor comercial. ✔ Mineral aluvial, minería en aluviones: La explotación de depósitos aluviales por dragado, extracción hidráulica o abertura de galerías. ✔ Metalogenia: El término se ha utilizado en geología económica para designar el conjunto de conocimientos que estudian a los yacimientos minerales. ✔ Pendiente: Ángulo que forma el plano medio de un yacimiento con la horizontal. El yacimiento se considera de poca pendiente o tumbado si no se supera los 25 grados sexagesimales y de fuerte pendiente si supera los 50 grados. ✔ Perforación de reconocimiento: Perforación de barrenos para localizar, identificar y reconocer una masa de mineral. !88 ✔ Pórfidos de cobre: Son yacimientos formados por circulación de fluidos hidrotermales ligados a la última etapa de intrusión de ocks subvolcánicos de composición tonalítica, granodiorítica,monzogranítica oandesitica de naturaleza calco-alcalina. ✔ Permiso de investigación y concesión de explotación: Documento que concede la licencia nacional o estatal a una entidad física o jurídica para explorar o explorar minerales de determinadas propiedades. ✔ Recurso: Cantidad total de mineral existente en la zona, incluyendo el que no podrá ser explotado por su baja concentración o ley. ✔ Reservas: Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un gran número de factores (ley media, ley de corte) y de las condiciones técnicas, medioambientales y del mercado existentes en el momento de llevar a cabo la explotación. Comprenden las Reservas Medidas (calculada con datos concretos), Reservas indicadas (calculadas a partir de la proyección de las anteriores sobre el terreno considerado como productivo y en función de diversos indicadores geológicos) y, Reservas inferidas (basadas en el conocimiento del contexto geológico general). ✔ Roca de caja: Roca que rodea a un depósito y no se encuentra mineralizada. ✔ Subproductos (by-products): Suelen ser minerales de interés económico, pero que no son el objeto principal de la explotación, por ejemplo, el manganeso contenido en los pórfidos cupríferos. ✔ Recobrado: Material de valor, resultante de una recuperación. ✔ Reserva de mineral: El tonelaje total y el valor promedio del mineral comprobado, más el tonelaje y el valor totales de minería probable. ✔ Reservas potenciales: Clase de mineral cuya existencia es de una posibilidad razonable, basada en las relaciones geológicas-mineralógicas y en la importancia de masas de minerales ya descubiertas. ✔ Riqueza media: El resultado de las pesadas de los ensayos obtenido de varias muestras multiplicando la riqueza de cada muestra por el ancho o espesor del frente de mineral en que se ha tomado y dividiendo la suma de dichos productos por el ancho total de la sección recta de la masa de muestreo. ✔ Sondeo: Agujero taladrado en la tierra para obtener información sobre las reservas o sobre las rocas debajo de la superficie. 89