Reducción de Emisiones Mineras

Arnulfo Oelker Behn
Gerente Técnico de Thermal Engineering
aoelker@thermal.cl

Los procesos hidrometalúrgicos Bioleach y CuproChlor presentan perfiles de emisiones muy distintos, derivados de su química operacional. Mientras el primero opera en medio sulfato con catálisis bacteriana, CuproChlor usa un sistema cloruro-sulfato con curado intenso que introduce emisiones halogenadas. Estas diferencias determinan el diseño, los consumos y los costos de los sistemas de abatimiento, considerados en este artículo.

Emisiones de Bioleach

• Aerosoles ácidos y bioaerosoles: La aireación forzada de las pilas (0,3-0,8 Nm³/h por m²) genera arrastre de microgotas de partículas líquidas suspendidas con ácido sulfúrico (H₂SO₄), hierro (Fe), cobre (Cu) y microorganismos viables. Aunque las bacterias acidófilas no son patógenas, su dispersión requiere monitoreo en zonas habitadas (situación poco habitual).

• Calor y vapor de agua: Las reacciones exotérmicas elevan la temperatura interna de la pila a 50-70 °C, generando una evaporación significativa (3-8% del agua de riego) y plumas visibles que afectan la calidad del aire local.

• Material particulado: Emisiones difusas desde chancado, aglomeración y manejo de mineral.

• Drenaje ácido de roca (DAR): Principal pasivo ambiental post-cierre, con generación de ácido y movilización de metales por décadas.

• Neblinas de H₂SO₄ y arsina (AsH₃): Emitidas en la nave de electroobtención (EW) por desprendimiento anódico de O₂ y reducción catódica de As/Sb del electrolito.

Emisiones de CuproChlor

• HCl gaseoso: Liberado durante el curado por la reacción CaCl₂+ H₂SO₄ --> CaSO₄ + 2HCl, y posteriormente desde la superficie de la pila durante el riego. Altamente corrosivo y volátil.

• Cloro gaseoso (Cl₂): Generado en el ánodo de EW por oxidación competitiva del Cl^-. Su control exige limitar el cloruro en electrolito a menos de 30-50 ppm. 

• Neblinas mixtas H₂SO₄/HCl: Más corrosivas y volátiles que las sulfúricas puras, atacan acero al carbono, hormigón y sistemas eléctricos.

• Bromo y yodo (Br₂, I₂): Cuando se usa agua de mar, los bromuros (~65 ppm) y yoduros se oxidan en EW liberando halógenos tóxicos.

• Salmueras de purga: Efluentes con alto cloruro de difícil disposición, que complican la neutralización.

Sistemas de abatimiento

Los sistemas para abatir emisiones usados habitualmente en procesos Biolech son:

• Separadores de gota o demisters de polipropileno y scrubbers húmedos dispuestos en zonas de aireación de las pilas, con esferas de polipropileno sobre celdas EW, que reducen la neblina ácida en más de un 90%.

• Dosificación de surfactantes tipo FC-1100 o Dowfroth en electrolito.

• Neutralización con cal y precipitación de metales para captar y tratar DAR.

• Cobertura de pilas en cierre con sistemas store-and-release y geomembranas HDPE.

• Sistemas de supresión de polvo en chancado y manejo (humectación, encapsulamiento).

Los consumos referenciales de reactivos en dichos sistemas, por tonelada de cátodo, son:

• Cal para neutralizar DAR y purgas: 8-18 kg

• Floculantes para tratar efluentes: 80-150 g

• Surfactantes EW (FC-1100, Dowfroth): 5-15 g

• Esferas de polipropileno (reposición): 0,3-0,6 kg

• Agua para scrubbers de aireación: 0,2-0,4 m³

• Supresores de polvo: 50-120 g

A continuación, se presentan los sistemas de abatimiento usuales en procesos CuproChlor:

• Scrubbers alcalinos con NaOH (10–20% p/p) específicos para captar Cl₂ y HCl, con eficiencias de remoción >95%, ya que los scrubbers convencionales para neblina sulfúrica son insuficientes.

• Ventilación forzada reforzada en naves EW (renovaciones de aire 6–10/h vs 3–4/h en sistema sulfato), con extractores de mayor capacidad y ductos en FRP con velo C.

• Demisters de doble etapa (coalescente + filtrante), en materiales resistentes a cloruro.

• Cobertura parcial de pilas durante curado para captación de HCl volátil, con ductos hacia scrubbers dedicados.

• Monitoreo continuo de Cl₂, HCl, AsH₃ y O₂ con sensores electroquímicos en zonas críticas.

• Sistemas de tratamiento de salmueras de purga (precipitación selectiva, evaporación, reinyección controlada).

Los consumos referenciales de reactivos en estos sistemas, por tonelada de cátodo, son:

• NaOH para scrubbers Cl₂/HCl: 4-8 kg

• Cal para neutralizar (mayor por cloruros): 18-35 kg

• Floculantes: 120-200 g

• Surfactantes EW resistentes a cloruro: 10-25 g

• Esferas de polipropileno (mayor reposición por degradación): 0,5-1,0 kg

• Agua desmineralizada para scrubbers alcalinos: 0,8–1,5 m³

• Reactivos para tratar salmueras: 2-5 kg

• Supresores de polvo: 50-120 g

OPEX y CAPEX

En la tabla 1 se presentan valores referenciales de los gastos operativos (OPEX) de los sistemas de abatimiento en los procesos hidrometalúrgicos mencionados, expresados en dólares por libra de cobre (USD/lb Cu) cátodo (base 2024–2025).


El OPEX de abatimiento en CuproChlor duplica al de Bioleach, básicamente por el mayor consumo de neutralizantes, la complejidad de tratar gases halogenados y los costos de mantenimiento asociados a materiales especiales.

En la tabla 2 se presentan valores referenciales de gastos de capital (CAPEX) para dichos procesos, considerando una planta integrada de LIX/SX/EW con capacidad para producir 50.000 tpa Cu cátodo.

El CAPEX de abatimiento en CuproChlor es 2,4 a 2,5 veces superior al de Bioleach, concentrándose el sobrecosto en scrubbers alcalinos especializados, materiales resistentes a cloruro y plantas de tratamiento de salmueras.

Conclusión

Los sistemas de abatimiento de Bioleach son tecnológicamente convencionales y de costo moderado. Su principal desafío es la gestión prolongada del DAR post-cierre.

CuproChlor demanda una inversión 2,4–2,5 veces mayor en CAPEX y OPEX 2 veces superior en abatimiento, justificada por la necesidad de controlar emisiones halogenadas (Cl₂, HCl) altamente reactivas y tóxicas.

La decisión tecnológica debe internalizar estos costos ambientales como parte integral del análisis económico del proyecto.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 200 (mayo-junio 2026), páginas 26 a 27.