Nueva tecnología para el tratamiento de polvos de fundición

Las tecnologías limpias para la industria del cobre se han consolidado como un área potente de trabajo en el departamento de Ingeniería Metalúrgica. En esta línea se sitúa el proyecto Innova Tecnología para eliminar elementos volátiles desde polvos metalúrgicos y controlar/estabilizar elementos contaminantes, que llevarán a cabo investigadores de la unidad académica, con el concurso de las fundiciones Chagres (Anglo American) y Altonorte (Xstrata), y las empresas Superazufre y Paul Wurth de Chile.

Subproductos del tratamiento de concentrados de cobre, los polvos metalúrgicos representan un problema en todas las fundiciones del mundo. Estos polvos son recirculados en los procesos de fusión y, con ellos, elementos menores contaminantes como el antimonio, bismuto y arsénico (compuesto particularmente sensible en Chile) que afectan el desempeño ambiental de las fundiciones y la calidad del producto final.

Cada fundición ha buscado soluciones particulares para este problema, en su mayoría sobre la base de procesos hidrometalúrgicos (lixiviación ácida para recuperar el cobre contenido en ellos) que, en general son caros, complejos de operar y de eficiencia relativa.

Bajo la coordinación de los académicos Roberto Parra e Igor Wilkomirsky, este proyecto busca ofrecer al mercado una tecnología genérica, estandarizada, aplicable a cualquier fundición; de bajos costos de inversión y operación, alta intensidad energética y ambientalmente sustentable.

La propuesta se basa en estudios previos de laboratorio, que han entregado resultados alentadores para conceptuar una tecnología para el tratamiento integral de los polvos de fundición en un reactor de lecho estático para volatilizar sus compuestos mediante la combinación de un agente sulfidizante, temperatura y presión.

Se plantea instalar el reactor en línea con el proceso de fundición, de manera que los polvos sean retirados y tratados de manera continua. El diseño considera dos etapas: una de sulfidización -idealmente con azufre elemental- y otra de tostación, ambos para separar el cobre (que es devuelto a fundición) de los elementos menores. Éstos, concentrados en una corriente gaseosa, serán sometidos a nuevos tratamientos para su neutralización y estabilización. Entre las opciones de neutralización se analizarán la formación de AS2S3 vítreo altamente concentrado en bloques y de compuestos de hierro y calcio.

El proceso propuesto, que se visualiza como una alternativa técnica y comercialmente viable, contribuirá a disminuir las emisiones de arsénico a la atmósfera, mejorando la calidad del producto al retirar cantidades significativas de elementos menores.

El proyecto incluye todas las etapas de un nuevo proceso tecnológico: validación a nivel de laboratorio, modelación matemática y modelo técnico económico de la aplicación de la tecnología, diseño y construcción de reactores prototipo, y la validación de los diseños con el pilotaje en alguna fundición nacional, finalizando con la transferencia tecnológica en la forma de un nuevo equipo y proceso.