EL COBRE.

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Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes (tuberías ranuradas) que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material.

De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre denominadas PLS que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas. Estas soluciones de sulfato de cobre limpias son llevadas a planta de extracción por solvente.

- Purificación y Concentración:

Para extraer el cobre de la solución PLS, ésta se mezcla con una solución de parafina y resina orgánica. La resina de esta solución captura los iones de cobre en forma selectiva. De esta reacción se obtiene por un lado un complejo resina-cobre y por otro una solución empobrecida en cobre que se denomina refino, la que se reutiliza en el proceso de lixiviación y se recupera en las soluciones que se obtienen del proceso.

El compuesto de resina-cobre es tratado en forma independiente con una solución electrolito rica en ácido, el que provoca la descarga del cobre desde la resina hacia el electrolito (solución), mejorando la concentración del cobre en esta solución.

- Electroobtención (electrolisis):

La solución electrolítica que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre (Cu SO4) es llevada a las celdas de electroobtención que son estanques rectangulares, que tienen dispuestas en su interior y sumergidas en solución, unas placas metálicas de aproximadamente 1 m2 cada una.

Estas placas corresponden alternadamente a un ánodo y un cátodo. Los ánodos son placas de plomo que hacen las veces de polo positivo, ya que por éstos se introduce la corriente eléctrica, en tanto que los cátodos son placas de acero inoxidable, que corresponde al polo negativo, por donde sale la corriente.

Todas las placas están conectadas de manera de conformar un circuito por el que se hace circular una corriente eléctrica continua de muy baja intensidad, la que entra por los ánodos y sale por los cátodos.

El cobre en solución (catión, de carga positiva +2: Cu+2) es atraído por el polo negativo representado por los cátodos, por lo que migra hacia éstos pegándose partícula por partícula en su superficie en forma metálica (carga cero).

Una vez transcurridos seis a siete días en este proceso de electroobtención, se produce la cosecha de cátodos. En este tiempo se ha depositado cobre con una pureza de 99,99% en ambas caras del cátodo con un espesor de 3 a 4 cm, lo que proporciona un peso total de 70 a 80 kg por cátodo.

Cada celda de electroobtención contiene 60 cátodos y la cosecha se efectúa de a de 20 cátodos por maniobra. Los cátodos son lavados con agua caliente para remover posibles impurezas de su superficie y luego son llevados a la máquina despegadora, donde en forma totalmente mecanizada se despegan las hojas de ambos lados, dejando limpio el cátodo permanente que se reintegra al ciclo del proceso de electroobtención.

Los cátodos de cobre son apilados y embalados mediante zunchos metálicos para su transporte final al puerto de embarque, mediante camiones o ferrocarril. Previamente, se efectúa un muestreo sistemático de algunos cátodos para determinar su contenido de cobre, que debe ser de 99,99%, e impurezas (menos de 0,01%, principalmente azufre).

Si el mineral de cobre se encuentra de manera sulfurado, el proceso de extracción es el siguiente:

- Molienda y Flotación:

Cuando el mineral de cobre se presenta de forma sulfurada, se continúa el trabajo de molienda, empleando molinos cilíndricos, hasta obtener un grano sumamente fino, a este se le agrega agua y otros reactivos que permiten la flotación del cobre, esta mezcla lechosa se le denomina pulpa.

La pulpa es llevada a celdas de flotación, grandes tanque donde se inyecta aire permitiendo por un proceso físico químico que el mineral de cobre se adhiera a las burbujas de aire separándose de los demás componentes de la roca; este proceso es generado debido a que el cobre reacciona de manera hidrofobia adhiriéndose a las burbujas de aire que salen fuera del tanque. El resultado de este proceso es cobre con una pureza del 30% de cobre.

- Fundición

El concretado de cobre es secado, para luego ser llevado a los hornos de fundición, con un 8% de humedad como máximo, en el cual es llevado a una temperatura 1,200°C que permite la fundición del material separando la mezcla en fases por la densidad de cada material; asentándose el cobre en la parte inferior de la mezcla .

El resultado de este proceso es cobre con una pureza del 99.7%, el cual es modelado en láminas que funcionaras como ánodos para ser llevados al proceso de purificación final.

- Electroobtención (electrolisis):

De manera similar con el proceso para cobre oxidado, las placas de ánodos de cobre son introducidas en la posa de electroobtención donde se hace circular una corriente eléctrica continua de muy baja intensidad, la que entra por los ánodos y sale por los cátodos.

Mediante este proceso, el cobre de los cátodos es atraído por el de los ánodos, por lo que migra hacia este pegándose partícula por partícula en la superficie en forma magnética.

Una vez terminado el proceso de electroobtención, se produce la cosecha de cátodos. En este tiempo se ha depositado cobre con una pureza de 99,99% en ambas caras del cátodo.

TRATAMIENTO TÉRMICO.

El cobre y sus aleaciones permiten determinados tratamientos térmicos para fines muy determinados siendo los más usuales los de recocido, refinado y temple.

El cobre duro recocido se presenta muy bien para operaciones en frío como son: doblado, estampado y embutido. El recocido se produce calentando el cobre o el latón a una temperatura adecuada en un horno eléctrico de atmósfera controlada, y luego se deja enfriar al aire.

El refinado es un proceso controlado de oxidación seguida de una reducción. El objetivo de la oxidación es eliminar las impurezas contenidas en el cobre, volatilizándolas o reduciéndolas a escorias. A continuación la reducción es mejorar la ductilidad y la maleabilidad del material.

Los tratamientos térmicos que se realizan a los latones son principalmente recocidos de homogeneización, recristalización y estabilización.