Monografias | Biotratamiento de minerales: Alternativa para el desarrollo nacional

INTRODUCCION

En los últimos años la industria minera ha visto decrecer sus ingresos y aumentar sus costos de producción, lo que ha llevado a una crisis que se refleja en el cierre de plantas y en el despido masivo del personal.

Existen muchas alternativas para que la metalurgia extractiva recupere los valores metálicos presentes en los minerales, todas ellas útiles cuando se tratan minerales de alta ley, pero que generalmente fracasan cuando son minerales refractarios o marginales.

Los avances tecnológicos en la flotación, tostación, lixiviación convencional de minerales permiten vislumbrar una esperanza de resurgimiento minero, pero los costos que significa la modernización de plantas, maquinarias, hacen remota la aplicación de esta tecnología. La búsqueda de alternativas nos conduce al empleo de sistemas biológicos en la extracción y recuperación de metales, sobre todo los contenidos en los sulfuros. Esta tecnología se conoce como LlXIVIACION BACTERIANA, o también como BIOLlXIVIACION o BIOOXIDACION de minerales.

La lixiviación bacteriana involucra el empleo de bacterias (principalmente Thiobacillus ferrooxidans) en la disolución de valores metálicos presentes en los minerales. Se caracteriza por su casi nula contaminación ambiental y bajo costo de operación; permite el tratamiento de minerales que no pueden ser tratados por vía convencional.

TECNOLOGIA DEL FUTURO

En los países donde la minería ha alcanzado su máxima expresión en avances tecnológicos, el biotratamiento de minerales merece una atención preferencial por los resultados excelentes que están obteniéndose. Con seguridad se puede aseverar que estamos ante una tecnología del futuro.

PROCESOS DE LlXIVIACION DE MINERALES

Las bacterias del grupo del Thiobacillus oxidan compuestos inorgánicos, principalmente de Fe y S. La oxidación de los sulfuros de Fe y por lo tanto de la disolución o liberación de los valores metálicos contenidos en ellos, se puede llevar a cabo según:

a) Vía Directa: Puede existir un ataque directo de la bacteria sobre el mineral, sin la producción previa de sulfato férrico:

MS+ 2 O₂   →  MS0₄       (1)

Donde M representa el metal bivalente.

b) Vía Indirecta: Por acción bacterial el Fe (II) es oxidado a Fe (III), produciendo sulfato férrico, que es capaz de disolver una amplia variedad de minerales sulfurados.

FeS₂ + 3.5 O₂ + H₂O → FeSO₂ + H₂SO₄         (2)

El FeSO₄ formado luego es oxidado a Fe₂(SO₄) ₃ por acción bacterial:

2 FeS0₄ + 1/2 O₂ + H₂S0₄ → Fe₂(S0₄) ₃ + H₂O     (3)

Durante el proceso también se forma azufre elemental (Sº) que es convertido en ácido sulfúrico:

2 Sº + 3O₂ + 2 H₂O  →  2 H₂SO₄      (4)

OXIDACION DE SULFUROS DE COBRE

Los minerales de cobre más ampliamente distribuidos son calcopirita (CuFeS₂); chalcocita (Cu₂S); novelita (CuSO) y bornita (Cu₅FeS₄). La chalcopirita es el sulfuro de cobre más difícil de oxidar. Bajo la influencia de Thiobacillus ferrooxidans, la velocidad de oxidación de la calcopirita se incrementó de 6 a 12 veces:

2 CuFeS₂ + 8.5 O₂ + H₂SO₄ →  2 CuSO₄ + Fe₂(S0₄) ₃  +  H₂O     (5)

El fierro férrico formado en su momento interactúa con la chalcopirita.

Los minerales secundarios de sulfuros de cobre (Cu₂S; CuS; Cu₅FeS₄) son más fácilmente oxidados bajo el impacto de las bacterias.

OXIDACION DE SULFUROS DE ORO Y PLATA

Los metales preciosos especialmente el oro, están incrustados como partículas microscópicas en los sulfuros, principalmente pirita y arsenopirita.  En este caso, la lixiviación bacterial se utiliza para romper esta matriz sulfurada y de esta manera se libera el oro y la plata, los mismos que pueden ser recuperados por cianuración convencional. El proceso es esencialmente un pretratamiento antes que una disolución directa del metal. Por ejemplo, las recuperaciones de oro han llegado hasta 95% - 98 %.

OXIDACION DE OTROS SULFUROS

Zinc.- Los sulfuros de zinc pueden ser oxidados por Thiobacillus ferrooxidans. La marmatita .fue oxidada en forma más rápida que la esfalerita. El proceso de oxidación puede ser expresado:

ZnS + 2 O₂ -+ ZnS0₄     (6)

La velocidad de oxidación de sulfuros de Zn se incrementa de 4 a 5 veces en pruebas con bacterias comparada con aquellas sin bacterias.

Níquel.- Es oxidado de sulfuros y menas por vía biológica de 2 a 10 veces más rápido que el proceso químico. La velocidad de extracción de de concentrados puede llegar a 200 g/l.h. En 66 hrs. 73 - 97 % del níquel fue extraído de un mineral de baja ley conteniendo 0.2 % de Ni.

Plomo.- Thiobacillus ferrooxidans oxida sulfuro de plomo (PbS), formándose PbS0₄, el cual es insoluble en medio ácido. Este hecho puede ser empleado para la separación selectiva de un número de elementos de plomo. .

Arsénico.- El arsénico puede ser lixiviado por Thiobacillus ferrooxidans a partir de As₂S₃ y de arsenopirita. La oxidación bacterial de sulfuros de arsénico es 2 veces más rápida que el proceso convencional. Esto permite evitar el problema de contaminación ambiental generado por tostación. En ciertas pruebas se puede obtener 80 - 90 % de extracción de As a partir de concentrados estanníferos y auríferos.

OXIDACION DE SULFUROS DE ELEMENTOS RAROS

Muchos metales de este grupo pueden ser liberados como consecuencia de la oxidación de los sulfuros que los contienen bajo condiciones favorables de lixiviación. Por ejemplo, galio y cadmio puede ser lixiviado de la esfalerita (principal portador de estos elementos) de 2 y 5-8 veces respectivamente, comparado con los controles estériles. En la oxidación bacterial de cobalita, el cobalto fue extraído en 75 veces más comparado con el control. También se lixivió del 68 - 78 % de Co a partir de un concentrado de níquel.

Muchos elementos más pueden ser liberados por vía biológica, pero aún hay mucho por hacer. Debido a la naturaleza polimetálica de la minería peruana, el tratamiento biológico se convierte en la mejor alternativa para la industria minera del país. Queda en manos de los empresarios mineros, los técnicos metalurgistas y en las universidades, etc., la realización de las inversiones y estudios respectivos. De los resultados obtenidos se logrará el resurgimiento de la minería peruana, puntal del desarrollo nacional.

REFERENCIAS

1. Hutchins. S.R; et. al.; 1986; Ann. Rev. Microbiol. 40, 311-336.

2. Brierley, CL, 1978; CRC Crlt. Rev. Microbiol. 6, 207

3. Anom. 1987. EMJ 188 (6), 67

4. Karavaico, G.F.; 1985; “Microbial Processes for the Leaching of Metals from Ores”. A.E. Torma (edit) UNEP.

5. Olson, G.J. and R.M. Kelly. 1986. Bioleach. Progress, 2(1): 1-15.

6. Brierley, J.A.; Journal of Metals. January 1990, 28-30.

7. Mwaba. C. C.; 1991; Mining Magazine; 165(3): 160

Autor:

Biólogo José Guerrero Rojas

eosjgue@yahoo.com / esojgue@hotmail.com

Publicado en MUNDO MINERO, Año XI, Nº 131, Mayo 1992

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