Michel Lizana es encargado general de instrumentación (R) del la superintendencia de mantención de Codelco Chile División Salvador. Su unidad, presta servicios a Operaciones tanto de la fundición como a la refinería, que son los procesos que permiten separar el cobre de la escoria y otros minerales como fierro, azufre, sílice, además de plomo, antimonio, plata y oro.
Como especialista sabe el rol que cumple el agua en la minería y la enorme importancia de cuidarla y vigilar sus parámetros de cerca. Y es que cualquier cambio en la acidez, así como su contaminación, especialmente con sulfatos, significan un gran riesgo y enormes pérdidas económicas y operacionales.
“Se trata de dos procesos que operan de manera muy diferente. En la fundición se busca a través del calor, convertir el concentrado de cobre (33%) en ánodos de cobre (98% puro), generándose gases a muy altas temperaturas, especialmente ácido sulfúrico, el cual es necesario captar para evitar que contamine la atmósfera. En la electrorrefinación, en cambio, se usa un electrolito -ácido sulfídrico diluído- para purificar el cobre, dejando las impurezas en el agua. Ambos procesos utilizan intercambiadores de calor en base a agua y vapor, para enfriar o calentar respectivamente, los sistemas, y es muy importante que estos derivados de azufre no entren en contacto con estos sistemas pues la corrosión que provoca es tal que podrían incluso detener el proceso de producción de cobre”, explica el ingeniero en electrónica.
Por esto es que en ambos casos deben realizar mediciones constantes de la acidez del agua y de los minerales que ésta contiene. “Desde poco más de un año estamos utilizando equipos Hanna: controladores en línea y medidores de bolsillo para verificar el pH. Hemos tenido buenos resultados, estamos contentos, aunque las condiciones aquí son duras y los equipos bastante delicados, por lo que debemos cambiarlos en forma frecuente. Nuestros procesos son en ambientes muy contaminados, con vapores ácidos que corroen los instrumentos rápidamente”, comenta Lizana.
Proceso de Fundición de Cobre
La fundición es un proceso que mediante altas temperaturas, 1.200ºC, trasforma el concentrado de cobre (que contiene un 33% de este mineral) en cobre anódico (con un 98% de pureza). Esto se realiza a través de la fusión del concentrado en tres procesos fundamentales, la fusión hecha en el Convertidor Teniente, la conversión en los Convertidores Pierse Smith y luego su refinación a fuego en los Hornos de refino y moldeo.
Intercambiadores de Calor
Todo este proceso genera gases a muy altas temperaturas, principalmente SO2 y SO3, que es necesario captar para evitar la contaminación atmosférica y que además, permiten obtener como subproducto, el ácido sulfúrico. La captación se realiza a través de una campana que cubre la boca de los convertidores por donde salen los gases. Esta campana necesita ser refrigerada debido a las altas temperaturas a las que está expuesta para lo cual se utiliza un sistema de cañerías por donde pasa agua potable: “si por alguna razón esta agua se contamina con los gases que contienen óxidos de azufre, se obtiene una solución ácida que termina deteriorando todo el sistema de refrigeración, lo que eventualmente puede resultar en la paralización de la fusión para poder reparar estos daños”, puntualiza Lizana.
Para evitar esto cuentan con una planta de agua donde se verifica que la acidez no baje de pH 7 y que no esté contaminada con ácido sulfúrico. Ahí también se enfría el agua que va a las 4 campanas que se encuentran operando a través de intercambiadores de calor. Se trata de un proceso continuo, en el cual se mantiene el agua y sólo se agrega la cantidad perdida por evaporación. Aunque, en caso de contaminación con SO2 o SO3 debe eliminarse completamente y reponerse por agua limpia.
Electrorrefinación de Cobre
La refinería electrolítica toma estos ánodos y los transforma en cátodos de cobre en un proceso de electrorrefinación.
Se trata de un proceso químico a base de un electrolito al cual se le inyecta electricidad para hacer pasar las moléculas de cobre desde el ánodo hasta una placa catódica logrando con esto tener un cobre más puro y recuperando metales nobles como el oro y la plata.
Para esto es necesario calentar el electrolito lo que se hace con intercambiadores de calor, donde por un lado ingresa el electrolito a temperatura ambiente y separado por unas placas, entra vapor de agua (a altas temperaturas). Al final de este sistema de cañerías (similar a un serpentín), el intercambiador entrega por un lado electrolito más caliente y por otro condensado de vapor (agua). Igual que en el caso anterior, si estas placas se rompieran, el condensado se contaminaría con esta solución ácida, pero “el problema es que no sólo se daña el sistema de intercambiadores de calor, ya que este mismo condensado es reutilizado para alimentar con agua a las calderas que generan este mismo vapor (que se utiliza en la electrorrefinación), por lo que si el agua contaminada entra al sistema de cañerías de las calderas evidentemente éstas terminarían por romperse”, concluye el encargado general de instrumentación ( R) de la superintendencia de mantención de Codelco Salvador.
