Universidad Técnica Federico Santa Maria Sede Viña del Mar José Miguel Carrera
Mina Doña Inés de Collahuasi (Informe Química
Industrial 2)
Nombre: Noemí Colipí Ancapi Curso: 384 Profesor: Manuel Saavedra Fecha:23/04/09
Introducción El cobre es un elemento metálico de color rojo pardo, brillante, maleable y dúctil; más pesado que el níquel y más duro que el oro y la plata; símbolo químico, Cu; punto de fusión 1.083º C; densidad 8,94; muy buen conductor de la electricidad y el calor; presenta un alto grado de acritud (se vuelve quebradizo si es sometido a martilleo) y posee gran resistencia a la corrosión atmosférica. Provino de las profundidades de la Tierra hace millones de años, impulsado por los procesos geológicos que esculpieron nuestro planeta. Al llegar cerca de la superficie dio origen a diversos tipos de yacimientos. En su manifestación más evidente aparece en vetas con muy alto contenido de cobre, e incluso como cobre nativo o natural, una peculiaridad que permitió su descubrimiento por parte de sociedades primitivas cuando apenas se iniciaban en el conocimiento de los metales. Estos yacimientos son conocidos como 'vetiformes'. Pero estos depósitos de cobre en estado natural o de muy alta pureza abastecieron a la humanidad durante largo tiempo, y después de miles de años se agotaron. El cobre nativo, primer metal usado por el hombre, era conocido por algunas de las más antiguas civilizaciones de las que se tiene noticia y ha sido utilizado desde al menos hace 10.000 años - en lo que actualmente es el norte de Iraq se encontró un colgante datado hacia 8.700 a.C.- aunque el descubrimiento accidental del metal bien pudo producirse varios milenios antes. Hacia el 5.000 a.C ya se realizaba la fusión y refinamiento del cobre a partir de óxidos como malaquita y azurita. Se han recuperado monedas, armas y utensilios domésticos sumerios de cobre y bronce de 3.000 a.C., así como egipcios de la misma época, incluso tuberías de cobre. En la actualidad la mayor parte del cobre disponible aparece disperso en grandes áreas, mezclado con material mineralizado y con roca estéril. Estos son los yacimientos porfíricos, que sólo pudieron ser explotados cuando se desarrollaron las habilidades metalúrgicas necesarias para separar y recuperar el metal. Hay una gran cantidad de compuestos que contienen Cobre, que se clasifican en dos grupos: los minerales sulfurados y los minerales oxidados. El porcentaje de Cobre presente en estos minerales es conocido por los especialistas como 'ley de Cobre', y su valor es variable. En algunos yacimientos esa ley es de 1 a 1,8 por ciento, y con frecuencia resulta menor, así que la mayor parte del material explotado en las minas es desechado.
Propiedades La clave para entender el uso intensivo del cobre por parte de la humanidad está en sus propiedades básicas: es un metal manipulable en caliente y en frío, con gran resistencia a la corrosión, de un color atractivo, con una alta conductividad térmica y eléctrica, ideal para la
transmisión de comunicaciones, no es magnético y es completamente reciclable. Esas propiedades son transmitidas a las aleaciones que utilizan cobre. Las dos más importantes, conocidas desde la antigüedad, son el bronce, un material de gran dureza resulta de combinaciones con estaño, y el latón, de cobre con zinc, fácil de manipular y resistente a la corrosión.
Nacionalización El Estado de Chile, a través de la Corporación del Cobre, adquirió en 1967 el 51% de las acciones de la Braden Copper Co., en el marco de la «Chilenización del cobre» iniciada por el gobierno de Eduardo Freí Montalva. Al mismo tiempo, el mineral pasa a manos de la Sociedad Minera El Teniente S.A. El proceso concluyó en 1971, con la «Nacionalización del cobre», en el gobierno de Salvador Allende, donde el Estado adquiere la totalidad de las acciones de la Sociedad Minera.
Desarrollo de la mina Inés de Collahuasi La actividad comercial del distrito minero Collahuasi se inició en el año 1880, con la explotación de los sistemas de vetas de cobre-plata de alta ley, operación que se interrumpió el año 1930 a raíz de la crisis económica mundial. Las actividades en el área no se reiniciaron hasta 1978, año en el cual se identificaron los componentes claves del yacimiento Rosario. Posteriormente, en el año 1991, una combinación de estudios basados en imágenes satelitales, levantamientos aerofotogramétricos, terrestres y actividades de perforación de sondajes dieron como resultado el descubrimiento del yacimiento Ujina. Los estudios de factibilidad de impacto ambiental del Proyecto Collahuasi fueron aprobadas en 1995. A fines de 1996, habiéndose suscrito los acuerdos relativos al financiamiento y comercialización, se dio inicio a la etapa de desarrollo y construcción El cobre es el metal más antiguo y de mayor presencia en la historia de la civilización. Ha sido compañero constante en la evolución tecnológica de la humanidad, determinado silenciosamente la dirección de nuestro destino. Por ello, el cobre se conoce como el metal de la civilización.
Promoción del Uso del Cobre
El desarrollo económico y social de Chile ha estado siempre ligado a la actividad minera y a partir del siglo XX, principalmente a la del cobre. Defender su uso y fomentar la demanda de cobre en nuevas aplicaciones, constituyen actividades esenciales para asegurar que la industria del cobre siga aportando a la riqueza y bienestar de todos los chilenos. Collahuasi es miembro activo del ICA (International Copper Association), institución que agrupa a los principales productores de cobre y cuyo mandato es, precisamente, el fomento de la demanda de este metal. Al año 2002, Collahuasi ha efectuado aportes por US$ 3.5 millones al ICA.
Visión de la compañía La visión de Collahuasi es continuar siendo uno de los productores de cobre líderes en el mundo. Vista por sus accionistas como una Compañía consistentemente rentable y con un gran potencial de crecimiento. Percibida por sus clientes como un proveedor confiable, que cuenta con productos y procesos de calidad acreditada y comprometida con la promoción del uso del cobre. Reconocida por sus trabajadores y sus familias como una fuente laboral estable que ofrece oportunidades de desarrollo profesional. Destacada por contar con una operación segura, eficiente y responsable con el medio ambiente sobre la base de un cohesionado trabajo en equipo de trabajadores, contratistas y proveedores. Contribuyendo en forma responsable al desarrollo y crecimiento de la Primera Región del país. Collahuasi desarrolla sus actividades sobre la base de políticas y prácticas que contribuyen al bienestar de la sociedad, su economía y medio ambiente, tomando en consideración las necesidades de sus accionistas, trabajadores, clientes, entidades gubernamentales y de los miembros de las comunidades donde lleva a cabo sus operaciones. La Compañía se compromete a gestionar su negocio en forma rentable y eficiente, al mismo tiempo que, de manera responsable, atiende los objetivos de calidad ambiental y desarrollo social que le conciernen.
Producción A lo largo del año 2006, las operaciones mineras se desarrollaron simultáneamente en los yacimientos de Rosario, Ujina y Huinquintipa. En total se removieron 172 millones de toneladas, de las cuales 118 millones de toneladas correspondieron a material estéril. El mineral beneficiado en la planta concentradora alcanzó 41,7 millones de toneladas, con una ley promedio de 1,08%. El volumen procesado en la planta de lixiviación ascendió a 6,4 millones de toneladas. La producción de cobre en concentrado alcanzó las 380 mil toneladas métricas, excediendo de esta forma en un 3,8% el nivel registrado el año anterior. Para obtener estos resultados la Compañía debió enfrentar el impacto de una menor ley del mineral, una nueva falla en el motor que acciona el molino SAG # 3, y superar una serie de dificultades operacionales que, en la primera mitad del año, impactaron en forma negativa la capacidad de tratamiento del sistema de correas y chancado de las instalaciones de Rosario. En el mes de junio se materializaron una serie de iniciativas destinadas a modificar los subsistemas de bajo rendimiento, a reemplazar elementos mecánicos de control de procesos y a solucionar restricciones operacionales de algunos circuitos. Gracias a estas iniciativas, el tratamiento de mineral aumentó en un 25% respecto del registrado durante los primeros seis meses del año. Ello permitió que, en definitiva, el mineral total procesado se incrementara en un 3,1% en relación al año 2005 y superar en un 5% su capacidad de diseño. Adicionalmente, se lograron avances significativos en los proyectos orientados a optimizar las tasas de recuperación de mineral y la utilización de agua fresca en la planta de flotación. La producción de la planta de lixiviación fue de 59.817 toneladas de cátodos de cobre, un nivel ligeramente inferior al logrado el año 2005. Esto se explica, principalmente, por la caída natural de la ley del mineral y por problemas operacionales en el proceso de apilamiento ocasionados por las condiciones climáticas del invierno altiplánico, las cuales fueron en particular severas el año 2006. En dicho periodo se avanzó en forma exitosa en identificar y resolver varios cuellos de botella, especialmente en las áreas de chancado y apilamiento. Gracias a estas iniciativas, el mineral beneficiado supera actualmente en 11% los niveles registrados en años recientes. En su primer año de operación, y luego de la exitosa puesta en marcha a fines de 2005, la planta de molibdeno registró una producción de 3.362 toneladas de molibdeno contenido en concentrado
Ubicación
Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi SCM está ubicada a 4.400 metros de altura sobre el nivel del mar, en la zona altiplánica de la Primera Región de Tarapacá, en el extremo norte de Chile. Collahuasi es una empresa minera productora de cobre fino en cátodos y contenido en concentrado, que en 2006 produjo 440.018 toneladas de ese metal. Área Cordillera Los yacimientos de Collahuasi están ubicados en la Primera Región de Tarapacá, en el norte de Chile, en la comuna de Pica a 185 kilómetros al sureste de la ciudad de Iquique, en la zona altiplánica chilena a una altitud promedio de 4.400 metros sobre el nivel del mar. Área Puerto La planta de filtrado y las instalaciones portuarias donde se embarca el concentrado de cobre se encuentran en Punta Patache, a 60 kilómetros al sur de Iquique
Explotación: La explotación se realiza a rajo abierto, a razón de 360 mil toneladas diarias de material, de ellas 60 mil corresponden a minerales sulfurados y 15 mil a minerales oxidados. Los estériles y mineral de baja ley representan en promedio el 80% del mineral removido.
Trabajo geológico de exploración: encontrando un yacimiento Los yacimientos
Los lugares donde se encuentran las minas de cobre, es decir, un yacimiento de cobre, dependen de los procesos geológicos que han ocurrido en ese lugar. De esta forma, los yacimientos de cobre se relacionan con la presencia de intrusivos, que son rocas ígneas y material magmático que se introdujo a gran temperatura y presión en la corteza terrestre. Estos intrusivos aportan los minerales que contienen a las rocas circundantes, y de acuerdo a las condiciones en que esto ocurre, se tienen dos tipos de material mineralizado: los súlfuros y los óxidos. La presencia de éstos en un yacimiento define dos zonas que tienen características diferentes: la zona de los sulfuros, y la zona de los óxidos, las que a su vez determinan la manera de explotar el mineral: la línea de los óxidos y la línea de los sulfuros.
Características de sulfuros y óxidos •
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La zona de sulfuros corresponde a la mineralización original del yacimiento, también llamada primaria. Los sulfuros contienen minerales formados por combinaciones de cobre, azufre y hierro los que otorgan a las rocas un aspecto metálico. La zona de óxidos se encuentra en la superficie del yacimiento o cerca de ella, y contiene óxidos de cobre, los que típicamente tienen un color verde o azul. Los minerales oxidados se han formado por acción del oxígeno y otros agentes que atacan las rocas mineralizadas que se encuentran en la superficie.
En la búsqueda de un nuevo yacimiento
La búsqueda y definición de nuevos yacimientos son realizadas por un equipo de profesionales, encabezado por geólogos. Éstas consideran las siguientes etapas: • • •
Exploración básica Exploración intermedia Exploración avanzada
1. Primera etapa: Exploración básica
En esta primera etapa, se efectúa un reconocimiento general de un área extensa (decenas a cientos de kilómetros) con el fin de identificar algunas características favorables que puedan indicar la presencia de un yacimiento. ¿Quién la realiza? ¿Cómo se lleva a cabo la exploración básica?
El geólogo o la geóloga, estudia diferentes antecedentes y aplica técnicas específicas (mapas geológicos, imágenes de satélite, geofísica, etc.) para seleccionar las áreas donde desarrollar la exploración básica. Una vez identificada el área, el equipo se dirige a terreno para registrar las características de las rocas (color, textura, estructura, presencia de minerales indicativos) y su ubicación, y para recoger muestras que permitirán determinar el contenido de los elementos interesantes en una explotación, tales como cobre, oro, hierro, molibdeno, etc. Esta información es relevante para tomar la decisión de seguir adelante con la exploración o descartar el área y comenzarla en otra.
2. Segunda etapa: Exploración intermedia
El objetivo de esta etapa es confirmar la existencia de mineralización de cobre en profundidad, de acuerdo con la información recogida en la etapa anterior. Una vez localizada el área de interés se realizan, con mayor detalle, trabajos geofísicos tales como magnetometría, gravimetría, resistividad, etc. y trabajos geoquímicas como la obtención y análisis químicos de muestras de superficie. Junto con estos análisis se interpretan las características que interesan en diferentes mapas, lo que permite aumentar la precisión y reducir el radio de búsqueda del mineral. La información recolectada permite diseñar la perforación de algunos sondajes exploratorios, para extraer muestras de distintas profundidades y determinar la posible continuación de la mineralización bajo la superficie. El resultado del trabajo de la etapa de exploración intermedia es la identificación de un posible yacimiento, ubicado en un área más o menos definida, de dimensiones aproximadas entre 500 metros y 5 Km. por lado. 3. Tercera etapa: Exploración avanzada En esta etapa, se determina con mayor precisión la forma y extensión del yacimiento y la calidad del mineral encontrado, es decir, la ley de
mineral que corresponde al contenido del o de los elementos de interés. Las determinaciones de forma y ley de mineral se realizan mediante la perforación de más sondajes, distribuidos en una malla regular (cada 200 o 400 m, por ejemplo), los que atraviesan el mineral (zonas de óxidos y de sulfuros). Mediante los sondajes, se pueden reconocer características del yacimiento tales como la ley de cobre y de otros elementos, los tipos de mineral, alteración, estructuras, densidad, dureza, fracturamiento, etc. Los resultados de las características del yacimiento, el tipo de mineral y la ley constituyen la primera información fundamental para el diseño de una futura explotación, ya que permiten estimar el comportamiento geotécnico y geometalúrgico, y el posible rendimiento económico del mineral. La información obtenida permite hacer una estimación de los recursos de mineral contenidos en el cuerpo mineralizado, en miles o millones de toneladas con una ley que normalmente fluctúa entre 0,2% y 3% en peso de cobre total contenido. Esta información es analizada por los ingenieros de minas, quienes mediante metodologías especializadas determinan el sistema de explotación, realizan un diseño preliminar de la mina e instalaciones de planta y calculan las expectativas económicas y la vida útil de la futura operación. La decisión de llevar adelante el proyecto de explotación es tomada considerando las características del yacimiento, el diseño de la operación y las proyecciones a futuro del mercado internacional del cobre (demanda y precio). De demostrarse que se trata de un negocio con una atractiva rentabilidad, se continúa con las etapas siguientes, correspondientes a la ingeniería. Los yacimientos de cobre, cuya explotación es económicamente atractiva, son en general de gran tamaño, del orden de los cientos de millones de toneladas y tienen leyes promedio entre 0,4 y 1,0 % de cobre total
Extracción a rajo abierto: del macizo rocoso a la roca mineralizada El proceso general de extracción
El objetivo de este proceso es extraer la porción mineralizada con cobre y otros elementos desde el macizo rocoso de la mina (que puede ser a rajo abierto, subterránea o la combinación de ambas) y enviarla a la planta, en forma eficiente y segura, para ser sometida al proceso de obtención del cobre y otros elementos.
Para ello debe fragmentarse la roca, de manera que pueda ser removida de su posición original, o in situ, y luego cargarla y transportarla para suproceso o depósito fuera de la mina como material suelto a una granulometría manejable. En la operación de una mina, intervienen varios equipos de trabajo, cuyas acciones deben ser coordinadas para lograr una alta eficiencia y seguridad en la faena. •
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Geología: entrega la información de las características físicas, químicas y mineralógicas del material a extraer. Planificación: elabora el plan minero, considerando todas las variables (geología, operación, mantención, costos, plazos, etc.) que intervienen en él. Operaciones: realiza el movimiento de material en la mina (perforación, tronadura, carguío y transporte). Mantención: debe velar por la disponibilidad electromecánica de todos los equipos (perforadoras, palas, camiones, equipos auxiliares). Administración: proporciona el apoyo en manejo de recursos humanos, adquisiciones, contratos, etc. Además, participan estamentos asesores en materias de seguridad, medio ambiente y calidad, para lograr el cumplimiento de las normas y orientaciones correspondientes a un trabajo seguro, limpio y de calidad.
¿Cómo se diseña la extracción?
El resultado de los diversos estudios de ingeniería permite determinar la relación óptima entre la capacidad de extracción y beneficio de mineral, la que se expresa en miles de toneladas de cobre fino a producir en un año. De acuerdo con la capacidad de operación establecida, se determina la mejor secuencia para extraer el mineral, compatibilizando las características de la operación con los resultados económicos esperados para un largo período (en general, sobre los 10 años). Esta secuencia se conoce como plan minero y el período en el cual se alcanza el agotamiento total de los recursos es la vida útil de la mina. El plan minero entrega, además, las bases para asegurar que la operación sea eficiente y confiable en todas sus operaciones. Para esto, se define la porción del yacimiento que se explotará (denominada mineral en lenguaje minero) de acuerdo con la ley de corte, que es una relación entre la ley (contenido de cobre) y lo que cuesta procesar este mineral, lo que depende de las características metalúrgicas. De esta forma, se asegura un beneficio económico.
El material existente bajo la ley de corte es considerado estéril si no contiene cobre, o mineral de baja ley si tiene algo de cobre que podría ser recuperado a través de otro procedimiento. La extracción del material se realiza siguiendo una secuencia de las siguientes fases: Perforación. Tronadura. Carguío. Transporte.
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El producto principal de este proceso es la entrega de mineral para ser procesado en la planta de beneficio. Extracción de mineral a rajo abierto
Este tipo de extracción se utiliza cuando los yacimientos presentan una forma regular y están ubicados en la superficie o cerca de ésta, de manera que el material estéril que lo cubre pueda ser retirado a un costo tal que pueda ser absorbido por la explotación de la porción mineralizada. Este sistema de extracción permite utilizar equipos de grandes dimensiones, ya que el espacio no está restringido como en el caso de las minas subterráneas, aunque su operación puede estar limitada por el clima, como es el caso de las minas ubicadas en la alta cordillera o la zona central del país. El rajo se va construyendo en avances sucesivos, lateralmente y en profundidad. A medida que se va profundizando en la mina, se requiere ir ensanchándola para mantener la estabilidad de sus paredes. De este modo, se genera una especie de anfiteatro escalonado con caminos inclinados especialmente diseñados para el tránsito de los equipos, cuya forma es dinámica ya que va cambiando a medida que progresa la explotación. La estabilidad de los taludes de una mina es particularmente crítica, ya que de eso depende la seguridad de la operación siendo, además, parte importante de la rentabilidad del negocio. Para ello, se establecen los siguientes parámetros geométricos: •
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Banco: cada banco corresponde a uno de los horizontes mediante los cuales se extrae el mineral. El banco se va cortando por el horizonte inferior, es decir hacia abajo, generando una superficie escalonada o pared del rajo. El espesor de estos horizontes es la altura de banco, la que generalmente mide de 13 a 18 m. Berma: es la franja de la cara horizontal de un banco, como un borde, que se deja especialmente para detener los derrames de
material que se puedan producir al interior del rajo. Su ancho varía entre 8 y 12 m.
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Angulo de talud: el talud o pared de la mina es el plano inclinado que se forma por la sucesión de las caras verticales de los bancos y las bermas respectivas. Este plano presenta una inclinación de 45° a 58° con respecto a la horizontal, dependiendo de la calidad geotécnica (dureza, fracturamiento, alteración, presencia de agua) de las rocas que conforman el talud. Rampa: es el camino en pendiente que permite el tránsito de equipos desde la superficie a los diferentes bancos en extracción. Tiene un ancho útil de 25 m, de manera de permitir la circulación segura de camiones de gran tonelaje en ambos sentidos.
Asimismo, se determinan los lugares donde se ubicarán los botaderos de material estéril, las instalaciones eléctricas, los puntos de suministro de petróleo y agua, las plantas de beneficio, los talleres y las dependencias administrativas, de manera que no sean afectadas por los avances del rajo en un tiempo considerable.
¿Cómo se realiza la extracción en el rajo abierto? La descripción de las fases del proceso es la siguiente: a) Perforación Las perforaciones en el banco deben realizarse a distancias regulares entre si, generalmente entre 8 y 12 m (malla de perforación), de manera que atraviesen toda la altura del banco para que, al introducirse los explosivos, la detonación permita fragmentar la roca. Para realizar las perforaciones, se utilizan grandes equipos eléctricos de perforación rotatoria, equipados con barrenos de carburo de tungsteno de 12 ¼ pulgadas de diámetro, los que permiten perforar un hoyo de 15 m de longitud en solo 20 minutos. b) Tronadura En cada hoyo cargado con explosivo, se introduce un detonante de encendido eléctrico, el que se detona mediante control remoto. Se establece una secuencia de detonaciones entre los distintos hoyos de una tronadura, de manera que la roca sea fragmentada en etapas partiendo de la cara expuesta del banco hacia adentro, con diferencias de tiempo de fracciones de segundo entre cada detonación. El producto obtenido es la roca mineralizada fragmentada de un tamaño suficientemente pequeño (en general menor que 1 m de diámetro) como para ser cargada y transportada por los equipos mineros y alimentar al chancador primario, en donde se inicia el proceso de reducción de tamaño en un sistema en línea hasta llegar a la planta de tratamiento. c) Carguío El material tronado es cargado en camiones de gran tonelaje mediante gigantescas palas eléctricas o cargadores frontales. Estos equipos llenan los camiones en una operación continuada desde que queda disponible el banco después de la tronadura. Las palas eléctricas tienen capacidad para cargar 70 o 100 toneladas de material de una vez, por lo que realizan tres movimientos o pases para cargar un camión. Los cargadores tienen menor capacidad y en minas de gran tamaño son utilizados sólo para trabajos especiales. Una pala necesita un frente de carguío mínimo de 65 m de ancho y carga camiones que se van colocando alternativamente a cada lado de ella. d) Transporte Para el transporte del material mineralizado y el material estéril, se utilizan camiones de gran tonelaje, por ejemplo 240 o 300 toneladas. Éstos transportan el material desde el frente de carguío a sus diferentes destinos: el mineral con ley al chancador primario, el
material estéril a botaderos y el mineral de baja ley a botaderos especiales. ¿Cómo se comunica la gente en la mina?
Existe un sistema de planificación dinámica (sistema de despacho) que dirige y controla los movimientos de los equipos de carguío y transporte en forma remota, con el objetivo de cumplir diariamente con el programa de extracción. Este sistema se basa en tecnología computacional, y efectúa la combinación de los diferentes frentes de carguío, el tipo de material y sus destinos, y los equipos asociados al movimiento de material (palas y camiones), todo lo cual obedece a una programación diaria que es manejada por los ingenieros a cargo de la mina. Este sistema permite obtener información al momento acerca de los equipos que: están trabajando. están detenidos por diferentes causas (esperando carguío o transporte, operador en colación, cargando combustible, etc.). están en mantención. • •
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También se obtiene la información de producción como por ejemplo: toneladas cargadas, tiempo de traslado, tiempos de espera, cantidad de combustible, velocidad, ubicación, etc. La información obtenida permite ir tomando decisiones durante el proceso, de manera de realizar un trabajo eficiente y seguro, logrando las metas propuestas y optimizando los recursos. Las instrucciones y comunicaciones directas entre los distintos operadores y profesionales en la mina, se efectúan mediante radios de comunicación portátiles o instaladas en los equipos , las que están sintonizadas en una frecuencia definida para cada área de trabajo. Datos interesantes La mina Collahuasi remueve diariamente 600.000 toneladas de material, lo que equivale a remover 1 ½ cerro Santa Lucía cada 24 horas. •
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En 85 años de actividad, la mina Collahuasi ha removido 1.2 billones de toneladas. Sin embargo, esto representa menos de 1/3 del total del volumen total del yacimiento. Un camión de extracción de gran tonelaje gasta en un día el combustible que un automóvil normal gastaría en 15 meses (2.250 litros). Un neumático de camión de extracción tiene un diámetro de casi 2 m, mayor que la altura promedio de un
hombre. •
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Las palas de carguío más grandes que se usan actualmente pesan entre 1.200 y 1.300 toneladas, por lo que se mueven sobre orugas y tienen un balde (donde podría caber un automóvil completo) que permite cargar 100 toneladas de una vez. Si se pusieran en línea los cátodos que produce en Collahuasi en un año, se cubriría una distancia de 7.000 kilómetros, vale decir, desde el Canal de Panamá hasta Punta Arenas (Chile).
Procesos para minerales sulfurados:
Concentración: de la roca al mineral de cobre El objetivo del proceso de concentración es liberar y concentrar las partículas de cobre que se encuentran en forma de sulfuros en las rocas mineralizadas, de manera que pueda continuar a otras etapas del proceso productivo. Generalmente, este proceso se realiza en grandes instalaciones ubicadas en la superficie, formando lo que se conoce como planta, y que se ubican lo más cerca posible de la mina. El proceso de concentración se divide en las siguientes fases: 1) Chancado. 2) Molienda. 3) Flotación.
Etapa 1: Chancado El mineral proveniente de la mina presenta una granulometría variada, desde partículas de menos de 1 mm hasta fragmentos mayores que 1 m de diámetro, por lo que el objetivo del chancado es reducir el tamaño de los fragmentos mayores hasta obtener un tamaño uniforme máximo de ½ pulgada (1,27 cm.). Para lograr el tamaño deseado de ½ pulgada, en el proceso del chancado se utiliza la combinación de tres equipos en línea que van reduciendo el tamaño de los fragmentos en etapas, las que se conocen como etapa primaria, etapa secundaria y terciaria. En la etapa primaria, el chancador primario reduce el tamaño máximo de los fragmentos a 8 pulgadas de diámetro. En la etapa secundaria, el tamaño del material se reduce a 3 pulgadas.
En la etapa terciaria, el material mineralizado logra llegar finalmente a ½ pulgada. Los chancadores son equipos eléctricos de grandes dimensiones. En estos equipos, los elementos que trituran la roca mediante movimientos vibratorios están construidos de una aleación especial de acero de alta resistencia. Los chancadores son alimentados por la parte superior y descargan el mineral chancado por su parte inferior a través de una abertura graduada de acuerdo al diámetro requerido. Todo el manejo del mineral en la planta se realiza mediante correas transportadoras, desde la alimentación proveniente de la mina hasta la entrega del mineral chancado a la etapa siguiente. El chancador primario es el de mayor tamaño (54' x 74', es decir 16,5 m de ancho por 22,5 m de alto). En algunas plantas de operaciones, este chancador se ubica en el interior de la mina (cerca de donde se extrae el mineral) como es el caso de la División Andina.
Etapa 2: La Molienda Mediante la molienda, se continúa reduciendo el tamaño de las partículas que componen el mineral, para obtener una granulometría máxima de 180 micrones (0,18 mm), la que permite finalmente la liberación de la mayor parte de los minerales de cobre en forma de partículas individuales. ¿En qué consiste el proceso de molienda? El proceso de la molienda se realiza utilizando grandes equipos giratorios o molinos de forma cilíndrica, en dos formas diferentes: molienda convencional o molienda SAG. En esta etapa, al material mineralizado se le agregan agua en cantidades suficientes para formar un fluido lechoso y los reactivos necesarios para realizar el proceso siguiente que es la flotación. a) Molienda convencional La molienda convencional se realiza en dos etapas, utilizando molino de barras y molino de bolas, respectivamente, aunque en las plantas modernas sólo se utiliza el segundo. En ambos molinos el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda homogénea y eficiente. La pulpa obtenida en la molienda es llevada a la etapa siguiente que es la flotación. •
Molienda de barras: Este equipo tiene en su interior barras de acero de 3,5 pulgadas de diámetro que son los elementos de molienda. El molino gira con el material proveniente del chancador terciario, que llega continuamente por una correa transportadora. El material se va moliendo por la acción del movimiento de las barras que se encuentran libres y que caen sobre el mineral. El mineral
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molido continúa el proceso, pasando en línea al molino de bolas. Molienda de bolas: Este molino, cuyas dimensiones son 16 x 24 pies (es decir, 4,9 m de diámetro por 7,3 m de ancho), está ocupado en un 35% de su capacidad por bolas de acero de 3,5 pulgadas de diámetro, las cuales son los elementos de molienda. En un proceso de aproximadamente 20 minutos, el 80% del mineral es reducido a un tamaño máximo de 180 micrones.
b) Molienda SAG La instalación de un molino SAG constituye una innovación reciente en algunas plantas. Los molinos SAG (SemiAutóGenos) son equipos de mayores dimensiones (36 x 15 pies, es decir, 11,0 m de diámetro por 4,6 m de ancho) y más eficientes que los anteriores. Gracias a su gran capacidad y eficiencia, acortan el proceso de chancado y molienda. ¿En qué consiste la molienda SAG?
El mineral se recibe directamente desde el chancador primario (no del terciario como en la molienda convencional) con un tamaño cercano a 8 pulgadas (20 cm, aproximadamente) y se mezcla con agua y cal. Este material es reducido gracias a la acción del mismo material mineralizado presente en partículas de variados tamaños (de ahí su nombre de molienda semi autógena) y por la acción de numerosas bolas de acero, de 5 pulgadas de diámetro, que ocupan el 12% de su capacidad. Dados el tamaño y la forma del molino, estas bolas son lanzadas en caída libre cuando el molino gira, logrando un efecto conjunto de chancado y molienda más efectivo y con menor consumo de energía por lo que, al utilizar este equipo, no se requieren las etapas de chancado secundario ni terciario. La mayor parte del material molido en el SAG va directamente a la etapa siguiente, la flotación, es decir tiene la granulometría requerida bajo los 180 micrones, y una pequeña proporción debe ser enviado a un molino de bolas.
Etapa 3: La Flotación La flotación es un proceso físico-químico que permite la separación de los minerales sulfurados de cobre y otros elementos como el molibdeno, del resto de los minerales que componen la mayor parte de la roca original. La pulpa proveniente de la molienda, que tiene ya incorporados los reactivos necesarios para la flotación, se introduce en unos receptáculos como piscinas, llamados celdas de flotación. Desde el
fondo de las celdas, se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación para que el proceso sea intensivo. Los reactivos que se incorporan en la molienda tienen diferentes naturalezas y cumplen diferentes funciones:
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Reactivos espumantes: tienen como objetivo el producir burbujas resistentes. Reactivos colectores: tienen la misión de impregnar las partículas de sulfuros de cobre y de molibdeno para que se separen del agua (efecto hidrófobo) y se peguen en las burbujas. Reactivos depresantes: destinados a provocar el efecto inverso al de los reactivos colectores para evitar la recolección de otros minerales como la pirita, que es un sulfuro que no tiene cobre. Otros aditivos: como la cal sirven para estabilizar la acidez de la mezcla en un valor de pH determinado, proporcionando el ambiente adecuado para que ocurra todo el proceso de flotación.
Las burbujas arrastran consigo los minerales sulfurados hacia la superficie, donde rebasan por el borde de la celda hacia canaletas que las conducen hacia estanques especiales, desde donde esta pulpa es enviada a la siguiente etapa. El proceso es reiterado en varios ciclos, de manera que cada ciclo va produciendo un producto cada vez más concentrado. En uno de estos ciclos, se realiza un proceso especial de flotación para recuperar el molibdeno, cuyo concentrado alcanza una ley de 49% de molibdenita (MoS2). Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el concentrado, en el cual el contenido de cobre ha sido aumentado desde valores del orden del 1% (originales en la roca) a un valor de hasta 31% de cobre total. El concentrado final es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundición.
Fusión El objetivo de esta etapa es la formación de una fase de sulfuro líquido (eje o mata) conteniendo todo el cobre de la carga y una fase de materiales oxidados (escoria) la cual es desechada con un mínimo contenido de cobre. La temperatura de fusión es aproximadamente de 1200 0C. Para lograr esta temperatura se usan quemadores a petróleo y se inyecta aire durante el proceso. El eje o mata esta constituido por sulfuros de cobre y fierro, en cambio la escoria está constituida por todos los óxidos existentes incluyendo mínimos contenidos de cobre. Dentro del horno se produce la separación entre estos productos que se realiza por sus pesos (siendo la escoria más liviana), casi inmiscible. La descarga de
la escoria y mata se realiza por sitios diferentes y se denomina “sangrado”. La fusión se ha realizado convencionalmente en hornos de reverbero y la tendencia es su reemplazo por hornos más modernos. Los hornos eléctricos se utilizan en empresas donde la energía es económica. Existen otros procesos de fusión llamados “fusión flash”, que aprovecha para la fusión del concentrado la reacción exotérmica del concentrado de sulfuro de cobre en presencia de oxigeno, y proceso Convertidor Teniente Modificado, (CTM). -
Horno de Reverbero :son construido en base a ladrillos refractarios (normalmente de magnesita o cromo magnesita) con un arco fijo (sílice) o techo suspendido (magnesita). El horno es calentado por medio de descargas de carbón pulverizado, petróleo o gas natural para producir gases calientes que cubrirán toda la extensión del horno para fundir la carga.
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Horno Eléctrico : en el horno eléctrico, la fusión es similar a la que ocurre en los hornos de reverbero excepto que no se utiliza combustible externo. El calor necesario para la fusión es generado por la resistencia de la escoria al paso de un alto amperaje de corriente entre dos pesados electrodos de carbón inmersos en la escoria. Este horno utiliza eficientemente su energía eléctrica dado que muy poco calor es arrastrado por el pequeño volumen de gases de S02 producidos en la operación. Las ventajas de este horno son : una buena flexibilidad de temperatura y un eficiente control de las condiciones de oxidación, lo que implica bajas pérdidas de cobre en las escorias.
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Horno Flash : las ventajas del horno flash son : su escasa necesidad de combustible de hidrocarburos y la facilidad y eficiencia con que el S02 puede ser removido de la corriente de gases. Su única desventaja es la pérdida de cobre relativamente alta en la escoria y finos por escape de gases. Sin embargo, la mayor parte de éstos son recuperados por retratamiento.
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Convertidor Teniente Modificado (CTM) : el Convertidor Teniente Modificado, CTM, es un reactor en el cual se realiza la fusión de concentrados de cobre en un baño de mata aprovechando el calor generado por las reacciones exotérmicas de oxidación de azufre y de formación de escorias fayalíticas.
La mata o eje es una mezcla de sulfuros de cobre y fierro la que se mantiene fundida en estado líquido. Los concentrados son alimentados al reactor por medio de toberas y se inyecta al mismo aire enriquecido en oxigeno para provocar la oxidación del azufre y del fierro contenidos en la mata. El transporte de concentrado es por medios neumáticos lo que implica que estos deben estar secos, aunque el CTM también puede ser alimentado con concentrados húmedos, para lo cual debe estar habilitado con conductos especiales.
Dos son las principales reacciones químicas que aportan calor al proceso del CTM. La primera es la oxidación de azufre a anhídrido sulfuroso y la segunda la reacción de escorificación que se produce por oxidación del fierro y posterior combinación del oxido de fierro formado con sílice para formar fayalita. La reacción en el CTM se efectúa hasta oxidar completamente el fierro presente. Entonces se remueve la escoria por un extremo del convertidor y el eje formado por el otro. El eje o mata fundido es alimentado a un convertidor tipo Pierce Smith, donde se forma el cobre blister. El aire inyectado al CTM se encuentra enriquecido en oxígeno a un 32-34%. Esto origina la formación de gases ricos en anhídrido sulfuroso, con concentraciones del orden de un 21% los que una vez enfriados y diluidos con aire se utilizan en la fabricación de ácido sulfúrico. El convertidor Teniente Modificado es un importante aporte chileno a la tecnología de producción del cobre, que permite disminuir costos debido al menor consumo de combustible y reducir la contaminación por un efectivo tratamiento de los gases generados en el proceso, los que se utilizan en la producción de ácido sulfúrico.
Conversión La conversión de cobre consiste en la oxidación con oxigeno (aire) del eje o mata del proceso anterior, obteniéndose como producto cobre blister. El eje es vaciado en el convertidor, introduciéndose el aire durante el proceso por una línea de toberas instaladas a lo largo del manto. El proceso de conversión es autógeno, es decir, no requiere de quemadores para su funcionamiento, el calor es generado por la oxidación del fierro y los sulfuros. En este proceso se agrega fundente (sílice :5i02) para evitar la formación de la magnetita, que es perjudicial para el convertidor. La conversión es llevada a cabo en dos etapas: 2FeS +302 + 5i02 aire fundente
® 2FeOSiO2 fayalita
1-
2S02
Formación de cobre blister Cu2S + 02 ® 2Cu + S02 aire La formación del cobre no se materializa hasta que la mata contenga menos de 1% de Fe. En la práctica, el convertidor es cargado con la mata en varias etapas, cada una de ellas seguida de oxidación parcial y remoción de la escoria, produciéndose una acumulación de Cu2S en el convertidor con un soplado final para la formación de cobre. El producto de la conversión es el cobre blister conteniendo alrededor de 0.02 - 0.1% de azufre. La escoria del convertidor contiene 2 - 10% de cobre, el que es posteriormente recuperado (es cargado al horno de fusión).
Refinación a fuego En esta etapa las impurezas que aún contiene el cobre blister son eliminadas mediante la refinación a fuego, y el metal que resulta de esta operación se moldea en forma de ánodos que contienen un 99,5% de cobre. Electro refinación El cobre blister producido por los procesos ya mencionados es transformado en ánodos que posteriormente se refinan electro químicamente para la producción de cátodos de alta pureza (99,99% Cu), adecuados para la utilización eléctrica y otros usos. La electro refinación consiste en la disolución electroquímica de ánodos de cobre impuros y en la depositación de cobre puro en cátodos de cobre. El electrolito es una solución acuosa de ácido sulfúrico que contiene pequeñas cantidades de cloro. Muchas de las impurezas (metales como plata, oro, bismuto, plomo, platino y estaño) de los ánodos son insolubles en el electrolito y pasan a formar lo que se denominan barros anódicos. Las reacciones que ocurren en este proceso son CuO ® Cu+2 + 2e (anódica) cobre impuro Cu+2 + 2e ® CuO (catódica) cobre puro El cátodo de cobre refinado electrobtenido o electrorefinado es el “commodity” de cobre refinado que luego es transformado en productos semielaborados o finales de cobre, tales como alambrón, alambres, cables, tubos, laminados, etc.
Procesos para minerales oxidados En los yacimientos de cobre de minerales oxidados, el proceso de obtención de cobre se realiza en tres etapas que trabajan como una cadena productiva, totalmente sincronizadas:
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Lixiviación en pilas. Extracción por solvente. Electro obtención.
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Primer etapa: Lixiviación de óxidos
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La lixiviación de minerales oxidados de cobre se realiza normalmente con una solución de agua y ácido sulfúrico, la base de esta reacción es química, en la cual el ácido le entrega un hidrogeno al mineral, en
compensación, del cobre que el mineral le entrega a la solución ácida. Esta reacción se produce debido a que la reacción química es exotérmica, o sea, produce calor, en base a lo cual el mineral queda con una estabilidad mayor que la que tenia cuando estaba asociado el cobre, lo anterior es la base de las reacciones químicas normales y que se producen sin necesidad de forzar la reacción entre dos o más elementos. Para que exista la reacción química es necesario que la solución ácida ataque el mineral de cobre, la reacción se produce una vez que el ácido humecta el mineral y se produce la reacción química. La lixiviación ocurre en la o las caras expuestas de las partículas minerales, si el tiempo de lixiviación es muy corto, es muy posible que no se alcance a lixiviar todo el cobre, en cambio si el tiempo de lixiviación es muy largo como por ejemplo un año, es posible que la solución penetre por los intersticios del mineral o por la zona libre que deja la disolución de cobre en la roca y permita la lixiviación al interior de las partículas minerales. Una partícula redonda tiene el inconveniente que la solución se demora el mismo tiempo en lixiviar cualquier sea el camino elegido, en cambio en una partícula rectangular la lixiviación ocurre por el lado más delgado, permitiendo la extracción del cobre en un tiempo menor a lo que podría significar la lixiviación de una partícula redonda que tenga el volumen equivalente a la partícula rectangular. La cinética o el tiempo que demora la lixiviación de mineral oxidado es mucho menor al tiempo que demora la lixiviación de mineral sulfurado, lixiviación que de ocurrir, exige condiciones muy particulares de proceso. Cuprita soluble: Cu2O + H2SO4
→
CuSO4 + Cu + H2SO4
Tenorita soluble: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O →
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Lixiviación en pilas
¿Cómo se realiza el proceso?
a ) Chancado: el material extraído de la mina (generalmente a rajo abierto), que contiene minerales oxidados de cobre, es fragmentado mediante chancado primario y secundario (eventualmente terciario), con el objeto de obtener un material mineralizado de un tamaño máximo de 1,5 a ¾ pulgadas. Este tamaño es suficiente para dejar expuestos los minerales oxidados de cobre a la infiltración de la solución ácida. b) Formación de la pila: el material chancado es llevado mediante correas transportadoras hacia el lugar donde se formará la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico, conocido como proceso de
curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatación del cobre contenido en los minerales oxidados. En su destino, el mineral es descargado mediante un equipo esparcidor gigantesco, que lo va depositando ordenadamente formando un terraplén continuo de 6 a 8 m de altura: la pila de lixiviación. Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores que van cubriendo toda el área expuesta. 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. c) Sistema de riego: a través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje, y llevada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas. El riego de las pilas, es decir, la lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad de cobre lixiviable. El material restante o ripio es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto de cobre. De la lixiviación se obtienen soluciones de sulfato de cobre (CUSO4) con concentraciones de hasta 9 gramos por litro (gpl) 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. El mecanismo de la lixiviación puede incluir una solución física simple o la disolución facilitada por una reacción química. La velocidad de transporte de disolvente en la masa que se va a lixiviar o de la fracción soluble en el disolvente o la solución de extracción del material insoluble, o alguna combinación de esas velocidades, pueden ser importantes. Es posible que haya una resistencia membranosa. Asimismo, una reacción química puede afectar a la rapidez de la lixiviación.
Principales equipos en el proceso de lixiviación Bombas centrifugas:
Las bombas centrifugas son equipos que permiten impulsar las soluciones a alturas o distancias mayores. La bomba posee un motor que le permite girar a altas revoluciones por minuto, este giro es el que le permite impulsar las soluciones ya que un alaba al girar desplaza violentamente la solución por la acción centrifuga de las aspas. Las bombas usadas en la lixiviación tienen que ser a pruebas de soluciones corrosivas o ácidas, El material que se usa para fabricar estas bombas son: Acero inoxidable. Titanio. Plástico reforzados. Aleaciones especiales. • • • •
Cañerías HDPE: Este material es el usado principalmente para fabricar las cañerías que ocupa el proyecto. El material de fabricación es el polipropileno de alta densidad. Este tipo de cañería no se puede pegar con solventes o pegamentos, la única opción de unirlos o pegarlos es usar aire caliente con varillas del mismo material que va fundiendo y soldando este material. Las uniones externas normalmente van apernadas con flanges flotantes, lo que permite una gran flexibilidad de montaje y desmontaje. Las cañerías montadas arriba de las pilas son de diámetro menor a 8” de diámetro. Las cañerías que están instaladas en los perímetros de las pilas son de diámetro del orden de 20” y/o 500 m/m de diámetro.
Membranas Impermeables: Las membranas son telas o paños fabricados con plástico especiales que son instalados al fono de las pilas para recuperar las soluciones y para revestir las canaletas de recolección de soluciones. Su principal dato de diseño es el espesor de ella, ya que a mayor espesor, mayor seguridad es su calidad de impermeable. Dependiendo de su espesor es posible soldarla, y este espesor tiene u mínimo de 1 milímetro, membrana con espesores menores a 1.0m/m no tienen posibilidades ciertas de poder ser soladas con la seguridad que exige el proceso. Roturas de membranas implica perder las soluciones por filtración de los suelos, condición no deseada desde el punto de vista económico y ecológico. Aspersores:
Los aspersores son las regaderas que poseen las pilas en su parte superior y son los equipos que permiten dosificar las soluciones de lixiviación sobre las pilas. Los aspersores se codifican por un número que implica normalmente el caudal y el tamaño de las gotas. Gotas gruesas no se las lleva el viento y permite un gran caudal con el inconveniente que erosionan la parte superficial de la pila por la violencia que caen las gotas. Gotas pequeñas tienen el inconveniente de ser muy sensibles al transporte eólico del viento, además de aumentar la tasa de evaporación por efecto de la radiación solar. Reguladores de presión: Estos equipos están diseñados para compensar los diferentes niveles de presión que existen a lo largo y ancho de las pilas, estos equipos están ubicados entre la cañería de distribución y los aspersores. El principal objetivo de estos equipos es mantener una tasa de riego constante a la largo y ancho de la pila y así evitar descompensaciones de riego entre los diferentes sectores de las pilas. Goteros: Estos equipos, al igual que los aspersores, están destinados a regar las pilas en forma pareja a través de todas la pila. Este equipo va instalado dentro de una cañería de plástico y mediante un sistema de laberintos regula y dosifica la cantidad de solución que es alimentada a la pila en su parte superior. Estas mangueras que contienen los goteros pueden ir en la superficie o sumergido en las pilas y hay que considerar que entre dos cañerías tiradas una al lado de la otra existe una zona que no se humecta y por lo consiguiente no se lixivian las partículas minerales. Uno de los principales problemas que sufren los goteros es el taponamiento con partículas sólidas o las durezas de las soluciones acuosas precipitadas en sus laberintos tapando el gotero. Tubos de drenaje: Estos tubos son cañerías delgadas y perforadas que al estar ubicadas al fondo de las pilas permiten la calización de las soluciones fuera de las pilas de manera expedita y segura, evitando el transporte hidráulico de las partículas minerales por el alto caudal que sale de los bordes de las pilas. Estos tubos tienen que colocarse manualmente respetando las pendientes naturales que posee el piso para así permitir la evacuación de las soluciones.
Segunda etapa: extracción por solvente (SX) En esta etapa la solución que viene de las pilas de lixiviación, se libera de impurezas y se concentra su contenido de cobre, pasando de 9gpl a 45 gpl, mediante una extracción iónica. 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 (CU+2) 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 gasta llegar a 45 gpl. Esta es la solución que se lleva a la planta de electro obtención. El circuito de electroobtención: Cu+2 + 2RH →R 2Cu + 2H+
Tercera etapa: Electro obtención (EW) Esta etapa corresponde al desarrollo de un proceso electrometalúrgico mediante el cual se recupera el cobre disuelto en una solución concentrada de cobre. Mediante el proceso de electro obtención se recupera el cobre de una solución electrolito concentrado para producir cátodos de alta pureza de cobre (99, 99%) muy cotizados en el mercado. La solución electrolítica que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre (Cu SO4) es llevada a las celdas de electro obtención 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 electro obtención, 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 electro obtención 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 electro obtención. 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).
Mercado del molibdeno y la importancia en Collahuasi La producción de cobre de deja un importante subproducto, el molibdeno. Se trata de un elemento metálico utilizado como materia prima para aceros especiales y algunas otras aleaciones a las cuales aporta sus propiedades: resistencia a la temperatura y la corrosión, durabilidad y fortaleza. El molibdeno no existe en estado puro en la naturaleza, siempre aparece asociado a otros elementos, como por ejemplo los minerales sulfurados de los cuales también se obtiene cobre. En la tabla periódica de los elementos el molibdeno aparece identificado con el número 42 y el símbolo Mo. Se funde a una temperatura de 2.610 grados centígrados. Su nombre proviene del griego 'molybdos' que quiere decir 'parecidos al plomo', y hace referencia a su aspecto gris oscuro. Aunque se supone que en tiempos antiguos eran conocidas algunas de sus propiedades, este elemento fue identificado recién a fines del siglo XVIII.
Pasó un siglo antes que fueran conocidas las ventajas de su uso en aleaciones de acero. Durante la Primera Guerra Mundial, cuando la demanda de tungsteno casi agotó las existencias, este metal fue reemplazado con molibdeno y eso detonó su uso comercial. El molibdeno sirve primordialmente para la fabricación de aceros más resistentes, pero también es utilizado como componente de superaleaciones, de aleaciones con níquel, y en industrias como las de lubricantes, químicos y electrónica. Las mayores reservas de molibdeno están en Estados Unidos, con Chile en segundo lugar. Codelco y Collahuasi es una de las principales empresas productoras de este elemento metálico en el mundo, con unas 24.000 toneladas métricas cada año.
Conclusión Sin duda alguna la mina Inés de Collahuasi es uno de los potenciales mineros que hay en chile que han sabido producir a pesar de las adversidades que se le presentan en su situación geográfica, para lo
cual se ha transformado en una de las minas con mayor producción de cobre y molibdenita en el mundo siendo en estos momentos un rostro corporativo de la minería e el mundo
