Flujograma de obtención de Níquel En el diagrama se describe el proceso típico de obtención del metal, mediante la explotación del mineral silicatado Garnierita (Ni,Mg)6(OH8/Si4O10 ) la cual tiene de un 3,3%-15,1% de Níquel. En la imagen X.X un diagrama de flujo de ERAMET (Nueva Caledonia, Francia).
Extracción del mineral a Cielo abierto Se trabaja bajo el sistema de operación open pit, mediante el cual no se utiliza ningún método de explotación, sino que el mineral es extraído y removido con el uso de palas excavadoras y camiones para su traslado hasta la planta de procesamiento. Todo comienza con la perforación de la roca, esta se carga en camiones con palas eléctricas e hidráulicas y cargadores frontales.
Almacenado y Transporte Se debe evitar el almacenamiento de los minerales de níquel de los ácidos fuertes como el sulfúrico o el ácido nítrico, ya que pueden ocurrir reacciones violentas. Se recomienda que este punto se realice en pilas, formadas por una correa transportadora, para ser llevado a las operaciones de reducción de tamaño y alimentar los hornos. El objetivo fundamental de las pilas es garantizar la correcta homogenización del mineral para la alimentación de la planta de procesamiento.
Reducción de tamaño y cribado El proceso de chancado primario se lleva a cabo con el uso de trituradoras de mandíbula, donde el mineral es reducido desde 1200 mm de diámetro hasta 300 mm, luego se realiza una separación granulométrica mediante una criba vibratoria de 450 mm de abertura, el pasante de este se transporta sobre una correa alimentando a una chancadora de doble rodillo, donde el mineral es reducido hasta obtener un tamaño de
partícula menor a 60 mm, todo esto se realiza en húmedo, por el alto porcentaje de humedad de la tierra.
Secado Después de ser triturado y cribado el silicato de niquel sufre un secado preliminar, ya que èste se encuentra demasiado hidratado producto de las temporadas de lluvia, en la cual el mineral absorbe agua, haciendo indispensable es ta operación. Se realiza en hornos de tambor rotatorio de 10-27 metros de longitud, 2,5 metros de ancho y 4 metros de diámetro con cargas de partida de 600 kilogramos. En un día de operación se tratan alrededor de 2400 kg de mineral. El material tostado sale con un 15-18% de humedad, 1% de azufre debido a tostación de las sales calizas, piritas, entre otras.
Chancado Terciario Después de ser secado, se repite el procedimiento de triturado en chancadoras de rodillo y se hace pasar por una criba fina, las partidas son de 500 kg, hasta obtener un tamaño de partícula que no superan los 15 mm.
Concentración de Níquel Para la obtención de níquel puro, se debe realizar una concentración en mata, lo que quiere decir que se tiene que añadir azufre no presente para volverlo a eliminar en otro proceso más tarde, siendo esta una desventaja, con la salvedad que toda la escoria de los productos del níquel poseen un valor comercial. El mineral finamente molido se moldea en briquetas en una prensa de aglomerados con yeso y un poco de espato flúor, también con aglomerantes y polvo de carbón.
Reducción y Fundición Estas operaciones se llevan a cabo en hornos de cuba, el yeso añadido se reduce produciendo sulfuro de calcio que se transforma con los silicatos de los metales pesados y sus óxidos, dando como resultado la escorificación de la cal y de sus sulfuros. Cabe mencionar que la escoria se fundirá con dificultad por el alto contenido de óxido de Magnesio (MgO); es por esto que se añade Fluoruro de Calcio (CaF2), para que la escoria se haga más liquida y más pobre en Níquel. Para la Fundición se usan hornos de camisa de agua, ya que tienen un mejor efecto reductor con una altura considerable y tienen una capacidad de trabajo de 150 toneladas por día. La adición de coque ronda el 40%. Al finalizar esta operación la mata contiene de 30-40% de Níquel y de un 40-50% de Hierro, el resto es azufre, como resultado de la operación óxido de níquel.
Insuflación El trabajo de concentración de Níquel por tostación y fusión está siendo destituido paulatinamente por la insuflación en convertidores con revestimiento básico. La mata fina obtenida por este método contiene de 76-79% de Níquel, 0,1-0,2% de Hierro. La escoria que presente un alto porcentaje del metal recircula a la fundición.
Tostación La tostación sulfurante se realiza hasta que el contenido elemental baje del 0,01% de azufre. Se realiza en hornos de reverbero a una temperatura superior a los 885ºC, que es el punto en el cual se disocia el NiS04. En esta etapa se obtiene Níquel bruto y escoria.
Refinado El níquel bruto contiene impurezas que lo hacen inapropiado para su elaboración posterior. Por refundición con entrada de aire es oxidada favoreciendo al óxido de níquel disuelto, la mayor parte de las impurezas como azufre, arsénico, silicio, zinc y hierro ya fueron eliminadas. Como desoxidante se añade magnesio o aluminio. Para el refinado se utilizan hornos eléctricos con revestimiento básico de tipo Héroult o Helberger y cubas Hybinette se utilizan como cátodo, finas chapas de níquel electrolítico depositadas en baños especiales sobre chapas de aluminio al terminar la refinación electrolítica.
Contaminación e Impacto Ambiental A continuación se detallan algunos de los principales problemas ambientales de la producción de níquel; la extracción se realiza a cielo abierto, esto repercute en la emisión de polvo a la atmosfera; la capa superficial natural se daña de manera irreversible dejando un paisaje inerte, es por esto que las empresas productoras recubren con tierra vegetal todo el terreno. Además, acarrea problemas para la salud humana, ya que los gases, polvos en suspensión, ruidos y vibraciones de la maquinaria pueden afectar temporal o parcialmente a los habitantes próximos a la mina, enfermándolos de las vías respiratorias o del sistema nervioso central. Para reducir el impacto ambiental, las escorias metalúrgicas del proceso se reutilizan para la formación de hormigones, materiales cerámicos, fertilizantes para la agricultura y como elemento para restaurar suelos dañados.
Control de Calidad del Producto La norma ASTM A494/A494M establece los requerimientos químicos para la comercialización de níquel.
