Este documento describe la aplicación actual de métodos hidrometalúrgicos para la extracción de cobre en México, particularmente en Cananea, Sonora. Actualmente se lixivian minerales de bajo grado en terreros, obteniendo una recuperación del 40-50% del cobre. También se describen estudios para mejorar la eficiencia de la lixiviación en terreros y el desarrollo de nuevos procesos hidrometalúrgicos para la extracción de cobre.

1. A 1 t T1)fT r '1T liTir1 r
1 1LLi1'LkJIVJL i t1.LU iJL,L Jj)I,L Li , iAl tA.J.
Conferencia Academia de Ingeniería
por eiSr. Ing. Luis de la Peña_Pcrth,
México,_D. F., julio de 1977.
INTRODUCCION. México es un país con una larga y fuerte ti -adición minera, lo
que le ha permitido ser importante productor de plata, piorno, cobre, zinc, niercu-
o, antimonio, :íiuurita, azufre y otros muchos metales y minerales.
México produce actualmente unas 80,000 toneladas anuales de cobre, que casi en su
totalidad se funden y refinan en el país, po.r los procesos tradicionales de reverbero-
convertidor y electrólisis. Por sus condiciones geológicas y por los depósitos ya co
nocidos, México será capaz, en un futuro próximo, de incrementar substancialmen-
te esta producción do cobre.
Aún cuando en la actualidad, los métodos hidrometalíirgicos para la extracción del
cobre, de minerales y concentrados de este metal, sólo tienen una aplicación 1inita
da en el país ; se considera que, potencialmente, existe en México un gran campo de
aplicación para estos métodos.
El presente trabajo, tiene por objeto exponer un panorama general de la aplicación
actual de métodos hidrornetalúrgicos para la obtención de cobre en México y (le los
tra bajos de investigación que se están realizando, para hicrementar el uso de dichos
procesos en el futuro.
APL1ICAC1ON ACIIJAL.
Operaciones de Lixivhición de Terrenos en Cananea, Sonora. - En este distrito, se

2. 2
producen actualmente, por medio de grandes tajos abiertos, unas 25,000 toneladas
diarias de mineral de más de 0.457. de Cu ( 0.7570 en promedio ), que son concen-
tradas por flotación y unas 30,000 a 35,000 tons. diarias, de minerales con ley de
0.15 a 0.4570 de Cu ( en promedio 0.30%), que son colocadas en terreros especia-
les, para ser lixiviadas. El cobre en estos minerales, se presenta casi totalmen-
te ( más del 90970 ), en forma de chalcosita y covelita y el resto corno malaquita.
Los terreros para lixiviación, se depositan en zonas previamente seleccionadas,
en las que el terreno natural, sea lo más impermeable posible y en las cuales, la
topografía permita la concentración y recolección de las soluciones.
Una vez preparado el terrero, se hace llegar hasta él la solución de lixiviación -
( proveniente de lixiviaciones anteriores ), por medio de tuberías de asbesto-ce
mento y tubos delgados de plástico, perforados para lograruria distribución lo más
homogénea posible. Se bombea solución al terrero, hasta que éste queda práctica-
mente saturado y empieza a percolar la solución rica, a las presas de a.lmacena -
miento localizadas al pié de él (
entre 15 y 30 días ).
Se suspende después el bomlo
- de solución estéril y se envía a la planta de cementación, toda la solución rica que se
recoge en las presas localizadas al pié del terrero. (
período normal de 20 a 30 días ).
Este ciclo de saturación con solución estéril y recolección y tratamiento de solución
rica, se repite, hasta que la solución rica obtenida del terrero, baja su contenido de
cobre a menos de 1.0 gramo/litro o hasta que el contenido de sulfato férrico de dicha
solución, hace incosteable su tratamiento en la plant:a de cementación.
En términos generales y de acuerdo con la práctica actual, la lixiviación económica
de un terrero dura de 3 a 4 años (
18 a 24 ciclos )
y se obtiene con ella, una recupe-
ración promedio del 40 al 507. del cobre conten id.o en el mineral.

3. 3
Las soluciones ricas obtenidas de Jos terreros, junto con el agua que se bombea
de las antiguas explotaciones mineras subterráneas, es tratada en una planta de -
cementación constituída por dos líneas de celdas. El cemento de cobre, se obtie-
nc por medio de un lavado hidru1ico de alta presión y se concentra, hasta un con-
tenido promedio de 757. de Cu, en una pequeiia planta de flotación.
Este cemento de cobre, se funde junto con los concentrados de la planta principal
de flotación, en hornos de reverbero o se molden con lechada de cemento, en blo -
cjues de 3 a 5 tons. y se funde directamente en los convertidores como "carga -
Fría". ( 1 )
Un resumen de los principales datos de las operaciones mensuales, de lixiviación
de terreros en Cananea, es el siguiente:
Mineral de lixiviación producido 875,000 tons.
Ley promedio 0.28% d1e Cu
Volumen total de solución rica 537,500 m'
Flujo promedio a la planta de cementación 207 Ltos. /seg.
Cu en la solución rica 2. 67 grms/Lto.
Cu en solución agotada 0. 37 grms/lto.
Extracción promedio 86 %
Producción total ( Cu puro contenido en el cemento) 1,230 tons/mes.
Consumo de chatarra de fierro 3,420 tons/Ines.
Relación Fe a Cu 2.78 : 1.00
Fe férrico en solución rica 2.() a 8.0 grms/Lto.
Fe total (ferroso) en solución agotada 8.0 a 12.0 grms/Lto.
En relación con la lixiviación en terreros, se han realizado en Cananea varios es-
tudios importantes, entre los cuales ; se considera conveniente mencionar los si-
guientes:
A) Estudio a escala de laboratorio y de terrero piloto ( de unas 50,000 tons),
de los factores que afectan la lixiviación de lOS minerales de cobre . ( 2 ).
Las principales conclusiones alcanzadas en dicho estudio, fueron las siguientes:

4. 1.- Las pruebas ra1iz.ah.s en frascos con agitación, columnas d.c labora-
tarjo y terrero piloto con inyección de aire, obtienen resultados muy similares.
( Extracción dei 89, 92 y 85%, respectivamente ). La extracción del cobre en el
terrero piloto, sin inyección de aire, es notablemente menor ( 66.5%).
- Aún cuando se evitó, al formar los terreros, la segregación de mate-
riales finos, al terminar la lixiviación de ellos se encontró, alrededor de 10 mts.
debajo de su superficie, una capa de materia], arcilloso, que definitivamente inter
fiere con la lixiviación de la zona inferior del terrero. La extracción arriba de
esta capa, fué de 86. 2% para el terrero sin aireación y de 88. 5% para el terrero
aireado. Debajo de la capa arcillosa la xtracción fué de 42.17. y 76. 6%, respec-
tivamente.
- La velocidad de extracción del cobre, es inicialmente alta y declina con
el tiempo. El promedio de extracción durante todo el tiempo que duró la prueba -.
piloto, fué del orden de 3, 600 kgs. de cobre, por semana y por cada millón de to -
neladas. El contenido de cobre en la solución rica, fué inicialmente de 4 a 4.5 -
gramos por litro, descendiendo después, hasta 1. 5 gramos por litro.
- La cantidad de fierro férrico en la solución rica, fué inicialmente de 2
a 3 gramos por litro, aumentando después, en forma paulatina, hasta 8.5 gramos
por litro.
- La adición de bacterias o de nutrientes para bacterias, no tuvo ningún
efecto benéfico, ni en la extracción, ni en el ritmo de ella. Se considera que esto
se debe a que, tanto las soluciones empleadas, como los terreros en operación, es
tán ya saLuradas de bacterias y tienen, naturalmente, los elementos nutrientes ne-
cesarios.

5. 5
6. Resulta indudable que Ci mecanismo d(-, la lixiviación de los sulfuros (le
cobre, está basado en la generación del sulfato férrico, tanto por la acción de las -
bacterias, corno por la oxidación de las piritas contenidas en el mineral ( más del 6%).
B) Para estudiar lo que realmente pasa, durante la lixiviación de los 1erreros -
comerciales, se abrió en uno de ellos, despúes de tres años de operación, un tajo o
corte que permitió examinar una sección de hasta 55 rnts. de profundidad, que fue -
euidadsaniick1te cstudfcd y muostroada ( 3 ). Los principales resultados de este
estudio, según puede verse en el croquis adjunto, fueron los siguientes:
- Hasta una profundidad de más o menos 20 rnts. el terrero con excepción
de su parte frontal ( que no fue alcanzada por las soluciones ) está muy bien lixivia-
do. El promedio de todas las muestras tomadas en esta zona, resulta de 0.06% de
Cu ( sobre una ley, original de 0.32970 ), lo que permite calcular una extracción su-
perior al 80%. El material entre 20 y 35 rnts. de profundidad, dió un análisis pro-
medio de 0. 1570 o sea una extracción del orden del 507.. Entre los 35 y los 55 mts.
(profundidad máxima del corte ), la ley promedio de las muestras tornadas fue de
0.287o de Cu, o sea, una extracción de solo poco más del 10%.
- Numerosas muestras de la zona 30 a 55 Ints, analizaron más de 0.407.
y algunas capas, bien visibles y persistentes, hasta más de 0.75%, lo que prueba
totalj.nente, un enriquecimiento secundario, por redepósito del cobre lixiviado en -
las capas superiores.
- Generalmente, las capas más enriquecidas estaban formadas por mate
rial bien clasificado y de tamaño medio ( de 4" a 24" ). Estas capas, tienen una in
clinación aproxirmda de 30° o sea, son paralelas al frente del terrero.
En las capas enriquecidas, es notable la presencia de minerales secundarios de -

6. 6
cobre, particularmente chalcantita, covelita y chaicosita ( 3 ).
4. - El contenido cle.i fierro en todo el terrero es muy similar, pero en las
capas superiores, predominaban los óxidos y los si.ilfatos básicos y en las inferio
res los sulfuros ( pirita ).
S. - Entre los 20 y los 30 mts. de profundidad, era notable la presencia de
varias capas de material muy alterado y arcilloso.
6. - De acuerdo con los datos antes indicados, la extracción promedio en -
todo el terrero, fué del orden del 45 al 50%, lo que concuerda muy bien con lo es-
timado, según la producción de cobre realmente obtenida del terrero.
Por todo lo anterior, resulta evidente que la lixiviación de terreros, para el mine-
ral y en las condiciones de Cananea, es muy eficiente ( más del 7070 ), hasta espe-
sores del orden de 30 a 35 ints. Ispués de estos espesores, la lixiviación no 5010
es ineficiente, sino que se llega hasta la redepositnción del cobre disuelto en las -
capas superiores.
La inyección de aire, por medio de tuberías previamente colocadas, puede solucio-
nar parcialmente este problema. Otra solución, que no se ha aplicado por factores
económicos, es la de remover todas las capas superiores ( 20 a 25 mts. de mate-
rial ) y relixiviar las inferiores.
C) Para mejorar los resultados económicos y de operación, el cemento de cobre
obtenido de las soluciones de lixiviación, se concentra por flotación y se forman, -
con este concentrado y cemento portland de fragiiado rápido, grandes bloques ( de 3
a 5 tons. de peso), que se tratan directamente en los convertidores, como si fue-
ran "carga fría" ( 1 ).

7. 7
Se considera que, para la operación de lixiviación de Cananea, sería sumamente
conveniente y favorable la instalación de una planta de extracción por solventes y
electrorecuperación, ya que, actualmente, la mayoría de los problemas y del cos
to del cobre producido se deben al uso d grandes cantidades de chatarra dc fic-
rro ( botes de hojalata, bien limpios ) de la cual, se consume un promedio de 115
a 120 tons. diarias.
Ya se han realizado tocos los estudios y proyectos necesarios pa.ra esta planta de
EXS y E. W., que se piensa construir, con un costo del orden de 12 millones de
dólares, en un futuro próximo.
INVESTIGACION Y DESARROLLO.
Tomando en consideración el amplio campo de aplicación, que en México, pueden
tener los métodos hi.drornetalúrgicos para ].a recuperación u obtención de cobre,
desde 1968, se inició en los laboratorios de la Comisión de Fomento Minero, en
la Cd. de México, un programa de investigación y desarrollo de procesos, rela-
cionados con dicho metal. Dentro de este programa, se han desarrollado varios
procesos nuevos, entre los cuales, los más avanzados y de mayor interés, son -
los siguientes:
Proceso para obtener cobre metálico, de alta pureza, a partir de solu-
ciones amoniacales y anhídrido sulfuroso. (4 ) y ( 5 ).
Proceso para obtener cobre metálico, por reducción en húmedo, con
anhídrido sulfuroso ( 6 ).
Proceso para transformar o convertir, diversos minerales de cobre,

8. (especialmente chalcopírita y bornita ) a sulfuro cuproso, ( CuS) fácilmente con
centrable y tratable. ( 7 ).
D) Proceso para el tratamiento de minerales arcillosos de cobre. ( Minerales
del distrito minero de Santa Rosalía, en la Baja California. ) ( 8 ).
Producción del Metal Contenido en Soluciones Amoniacales de Cobre. - La producción
de cobre metálico, a partir de soluciones de dicho metal, se puede realizar por tres
métodos generales:
Reducción con otros metales como el fierro y el aluminio.
- Reducción electrolítica, usando ánodos insolubles y cátodos de cobre.
- Reducción con gases. La reduci6n con hidrógeno, ha sido empleada co-
mercialmente, en algunas operaciones de escala limitada, principalmente en los E.
U. A. y en Canadá. La reducción con anhídrido sulflroso, ha sido bastante estudia-
da, peroio ha llegado a ser aplicada, en forma comercial, hasta la fecha.
Casi todo el cobre producido hasta la fecha, a partir de soluciones de lixiviación, se
ha obtenido por precipitación con fierro metálico ( chatarra ) o por medio de electro-
depositación.
La extracción por solventes permite la concentración y la purificación de soluciones
pobres y/o impuras y favorece así el uso de la electrodepositación. El reciente aumen
to en el costo de capital requerido para las instalaciones de extracción por solventes
y electrodepositación y el alto costo de la energía eléctrica, pueden hacer atractivos
procesos que reduzcan estos inconvenientes.
Tomando en cuenta lo anterior, se inició un amplio programa de estudio, sobre la -
1
reducción de soluciones de cobre, con anhídrido sulfuroso que dió por resultado el

9. 9
desarrollo de un nuevo proceso, aplicable a soiucioiies amoniacales dc cbrc.
En estas soluciones, el cobre se encuentra generalmente en forma de una sulfote-
tra-amina (Cu(NH 3)4SO4 ), que al reaccionar con ácido sulfuroso, (H 2S03), produ
ce, con alta eficiencia, un precipitado formado principalmente por sulfito cuproso
amoniacal ( Cu NH4S03 ó 2CuSO (NH4) 2S03 ), que puede ser fácilmente separado
por filtración y sulfato de amonio, que queda en solución. Esta reacción, corres-
pondo a la suiontc ccuaciún:
2 Cu(NH3) 4SO4 ± 3H2S03 2CuN1-14S03 + 3(NH4) 2SO4 .
Posteriormente, el sulfito cuproso amoniacal obtenido, se descompone al ser calen
tado en una suspensión acuosa, a temperaturas superiores a 1300 C. El mecanismo
de esta descomposición indudablemente está basado en el disproporcionamiento de
sales cuprosas y la reducción simultánea de las sales cúpricas formadas. Este mc
canismo es sumamente complejo, pero en tórminos generales, considerarnos que
puede representarse por las siguientes ecuaciones principales:
2Cu NI-14S03 ± CuSO4 Cu3(S03)2 + (Ni-14)2 SO4
Cu3(S03)2 + Temp
3CuSO3 + Temp
Cu2SO3 + Temp
O sea que al final resulta:
Cu°- + 2 CuS03
, Cu SO, ± CuSO4 + SO
20 2
Cu°- ± CuSO3
2Cu NI-14 S03 ± Teinp. > 2Cu°- + (NH4) 2 SO4 + SO2
Los resultados de trabajos de laboratorio y a escala piloto, de este proceso, han si-
do expuestos con detalle en varios trabajos presentados en diversas reuniones. ( 9 ),
(10), (11 )y ( 12).
En resumen, puede llegarsc al respecto, a ia.s siguientes conclusiones generales:
o
1. - La combinación de la lixiviación con amoniaco y oxígeno y la recupera-

10. 10
ción del cobre mediante la precipitación de sulfitos amoniacales y su descomposi-
ción por temperatura, resuJa un proceso ideal, para el tratamiento de algunos con
centrados o productos cupríferos, ya que solo requiere equipo sencillo y de bajo -
costo, tiene un costo de operación reduci(Io, no consume grandes cantidades de ener
géticos y produce un metal, do la pureza suficiente, para ser empleado directamen-
te en la mayoría de las industrias.
- La cconom[a y ventajas del proceso, son especialmente notables en el
caso de existir un buen mercado, para el sulfato de amonio que se produce.
- Las principales ventajas de este proceso, en comparación con otros pro
cesos similares, son las siguientes:
Se obtienen muy altas recuperaciones, tanto en el paso de precinitación
( más del 9857.), como en el de la descomposición térmica del sultito ( más del 997 0 )
lo que (vita la necesidad o existencia, de grandes cargas circulantes o dobles trata-
mientos.
La precipitación del sulfito, se puede realizar con SO2 diluído ( hasta me-
nos del 1070 ) o gases de tostación, a presiones atmosféricas, temperaturas muy mo
deradas y en soluciones ligeramente ácidas. (pH. 4 a 5).
La descomposición térmica de los sulfitos, se efectúa en condiciones de
presión y temperatura moderadas ( 100 p. s.i. y 150 °-C ), y no se generan en ella, so
luciones muy ácidas, por lo que, la autoclave en la que se realiza, no re( -fuiere mate
riales costosos, o especificaciones difíciles de obtener y cumplir.
Todas las operaciones, pueden ser realizadas en forma contínua y los equi
pos necesarios, instrumentarse y autornatizarse al máximo.
e) El cobre, se obtiene directamente, en forma de polvo de alta pureza, facil

11. 11
de manejar o de briquetear o fundir, para su mercado. El análisi s de numerosos
polvos producidos por este proceso y fundidos en el laboratorio, indica niveles de
impurezas, muy semejantes a las del promedio de los cátodos electrolíticos, pro-
ducidos en plantas modernas.
Obtención de Cobre Metálico, Partiendo de Concentrados de Dicho Metal, Por Reduc
ciénenEmmedoenSQ. ( 6),
Tomando en cuenta que, como ya se ha dicho antes, la lixiviación de algunos mine-
rales de cobre, en espocial el más abundante e importante de ellos o sea la chalco-
pirita, no es ni facil, ni económica, se han realizado numerosas investigaciones -
tendientes a convertir dichos minerales a productos iiás dóciles para su tratamiento.
Dentro de esta id(-a general, se investigó ampliamente la lixiviación, tanto en solucio
nes ácidas como en amoniacales, de concentrados de chalcopirita tostados.
El estudio, por rayos X, de numerosos resíduos de lixiviación de concentrados de
cobre tostados, nos ha llevado a la conclusión de que, la mayor parte del cobre no
lixiviable, se encuentra en elj.os, como el oxisulfato de cobre, llamado dolerofanita
( Cu2 (SO4 ) O), el cual se produce siempre al descomponer térmicamente, cualquier
sulfato cúprico y cuya formación, es por lo tanto imposible de evitar, durante la tos-
tación de cualquier concentrado de cobre.
Tratando de evitar, por problemas e inconvenientes que presenta la lixiviación de -
concentrados sulfurosos de cobre, previamente tostados, se desarrolló para ellos,
un nuevo proceso, consistente en su tratamiento, a la presión y temperatura adecua-
das, con una solución de ácido sulfuroso ( 112S03 ), que puede obtenerse, mediante la
absorci6n en agua del SO2 resultante de la tostación de los concentrados. De este -

12. 1
tratamiento, se obtienen des productos 1.)rincipales: una fase líquida y un residuo
sólido. Ambos productos contienen cobre: la fase líquida, en forma de sulfato y
el resíduo sólido, en forma metálica.
El cobre contenido en la solución, se puede recuperar por cualquiera de los méto-
dos usuales ( cementación, EXS y E. W., etc. ) y ci cobre metálico, contenido en
el residuo, es fácil de fundir, lixiviar y/o volver a concentrar por flotación y refi-
nar, por liléLocios iamiiién ya, conocidos, como la refinación a fuego, la electrolíti-
ca o por vía química. (Proceso SO 2 antes descrito ).
Las reacciones químicas básicas, del proceso desarrollado, se pueden representar
por la s siguientes ecuaciones:
CuSO4 ± 12 S03 + 112 0 Cu- + 2 1-12 SO4
Cu2 (SO4)0 + 2FI2S0H-H20 > 2 Cu'! + 3112SO4
CuO + 1-12S03 i-12SO4
C1120 + F12S03 2Cu + I-12SO4
Los óxidos de fierro presentes en los concentrados tostados y algunos otros compues
tos menores como los de calcio, sodio, etc., también participan en las reacciones
que se efectúan dentro de la autoclave. En forma muy simplificada, se considera -
que los óxidos de fierro, reaccionan con los ácidos sulfúrico y sulfuroso presentes,
en la siguiente forma:
Fe203 ± 31-12SO4 Fe2 ( SO4 )3 + 31-120
Fe2(S 04) 3+H2S 03+H20 2Fe SO4 + 2H2SO4
En resumen:
Fe203 ± H2S 04 + H2S03 , 2Fe SO4 + 2H20
CaO ± I-12SO4 Ca SO4 12

13. 13
n esta forma, los óxidos de fierro, calcio, etc., presentes en los tostados, consu
men parte del ácido sulfúrico generado (Jurante la reducción de los compuestos de
cobre y ayudan así a controlar la cantidad de este ácido, presente en la solución.
Aún cuando no se ha llegado, a la operación de este proceso, a escala piloto o co-
mercial, se considera que sus principales ventajas y desventajas, son las siguientes:
Ventaas:
La obtención, con alta eficiencia, ( teoricamente más del 99% ckl cobre )
de un producto metálico, muy fúcil de fundir o lixiviar.
La obtención, con alta eficiencia, de la mayor parte de los valores de oro
y plata, en productos de poco volumen y fáciles de tratar.
La recuperación, en su caso, dci plomo contenido en los concentrados.
De sven talas:
Cómo ya se ha indicado, para ser eficiente, el proceso requiere de tem-
pera.turas y presiones relativamente elevadas, ( 160 a 180C y 150 a 200 p. s. i. ) -
lo que implica equipos especiales y posiblemente costosos.
Se requiere de un tratamiento adicional, para la recuperación del cobre
contenido en la solución de la autoclave.
Las soluciones de la autoclave, están altamente cargadas de sulfato ferro-
so y ácido sulfórico, por lo que deberán ser tratadas en forma especial, para evitar
contaminación.
Para lograr alta eficiencia en la autoclave, se requieren soluciones muy
saturadas de S02
entre 100 y 110 gramos por litro ), que son difíciles de lograr.
Por todo lo anterior, se considera que este proceso es especialmente adaptable y
conveniente, para cantidades moderadas de concentrados de clialcopirita, con altos
contenidos de oro, plata y/o plomo, localizados en lugares aislados o muy lejanos

14. 14
de las fundiciones.
Proceso para Transformar o Convertir, DiversosMinerales de Cobre, especiaimen
te Chalcopirita y Bornita, a Sulfuro Cuproso ( 7 j.
Como ya se ha mencionado, existe en la actualidad gran interés por desarrollar -
procesos que transformen o conviertan, algunos minerales de cobre, refractarios
a los irocesos hidrometalúrgicos, corno la c.halcopirita, a especies o compuestos
más dóciles o on mayor contenido de cobre, como son, el cobre metálico y el sul
furo cuproso ( chalcosita ). ( 13 ).
En los laboratorios de la Universidad de Utah, se han realizado algunos estudios so-
bre lo que se ha llamado ttConversión Galvánica de la ChaicopiritatT. ( 14 ).
Esta conversión, está basada en la interacción de la chaicopirita, con metales como
el fierro y el cobre, en medios altamente ácidos. Las reacciones básicas, pueden
expresarse por medi.o de las siguientes ecuaciones:
2CuFeS2 + Fe + 3112+ > Cu2S + 3Fe2± + 3H2S
CnFeS2 + Cu + IJ2+ . Cu2S + Fe2+ ± H
2 S
En condiciones óptimas, se obtuvieron, en tiempos del orden de 120 minutos, trans-
formaciones de más del 95% de la chalcopirita presente, resultados que concuerdan
muy bien con los publicados en el estudio de la U. de Utah, antes citado.
Resulta evidente sin embargo, que un proceso basado en las condiciones anteriores,
tiene pocas posibilidades de resultar economicamente viable, ya qw requiere de can
tidades substanciales de cobre o fierro metálicos y finamente pulverizados y de áci-
do sulfúrico o clorhídrico. Por otra parte, se producen durante la reacción, grandes.
cantidades de ácido sulfídrico ( H2S ), gas sumamente tóxico, que es necesario con

15. 15
trolar y tratar en forma adecuada.
El estudio de algunas variantes de las reacciones de conversión antes citadas, mdi-
có que una reacción que puede ser atractiva, es la siguiente:
CuFeS2 + CuSO4 + 2Cu ____, 2CuS + FcSO4
Como puede verse, en esta reacción no es necesario el uso de ningún ácido y sólo -
queda Ci problema de generar, en forma económica, el sulfato y el cobre metálico
necesarios. A este respecto, cabe recordar las reacciones de reducción húmeda de
los compuestos de cobre existentes en un concentrado tostado, que ya fueron indica-
das antes, o sean, en su forma simplificada, las siguientes;
CuSO + 11r,S0,, + ILO
4 u ¿
CUa + 21-12SO4
Cu2(SO4 )O + 2H2S03 + 1-120 2Cu + 31]2SO4
CuO 1- Ii2)03
Fe203 ± +
Cu°- + F12SO4
2FeSO
4
+ 2112 0
/
Al combinar, en la práctica, estas reacciones, resulta que al hacer reaccionar a
temperaturas adecuadas ( más del 140? C ), una mezcla pre-establecida, de concen
trados de chalcopirita crudos y de los mismos concentradas tostados, con una solu-
ción de ácido sulfuroso, todo el cobre presente se transforma a chalcosita (Cu 2S ),
y una gran parte del fierro, a sulfato ferroso ( FeSO4 ) soluble. Lo anterior, se ve-
rifica de acuerdo con las siguientes reacciones simplificadas:
Chalcopi.rita: CuFeS2 + CuSO4 ± 2Cu°- 2CuS + FeSO4
Rornita: Cu5FcS4 + C1-lS01 + 2Cu°- , 4CuS + FeSO4
Covelita: CuS + Cu°- ? Cu2S
Pirita: FeS2 + CuSO4 + 3Cu°- 2CuS + FeSO4
De acuerdo con los fundamentos antes expuestos, se ha desarrollado un proceso, su-
mamente eficiente y que se considera económico, para la transformación de sulfuros

16. 16
de cobre y fierro, a sulfuro cuproso, -fácil de reconcentrar y de tratar posterior-
mente, que consiste esencialmente, en hacer reaccionar, a temperaturas iguales
o superiores a l4OaC, mezclas adecuadas de concentrados crudos y tostados, con
una solución de ácido sulfuroso, que puede ser obtenida con 105 gases de la tosta
ción.
En resumen, se considera que se ha desrroila(,Io Un proceso sumamente eficiente
y económico, para la transformación de diversos minerales sulfurosos de cobre y
fierro, a sulfuro cuproso facilmente concentrable y tratable posteriormente.
Este proceso, presenta en términos generales, las siguientes ventajas y desventa--
jas:
Ventajas:
Puede tratarse con él cualquier tipo de concentrado sulfuroso de cobre,
sin importar su composición mineralógica.
Da como producto final, un concentrado de muy alta ley de cobre ( más
del 657. en todos los casos ), que lleva consigo la mayor parte de los metales pre-
ciosos y que puede tratarse posteriormente, con grandes Tentajas, ya sea por mé-
todos pirometalúrgicos ya. conocidos o por métodos hidrometalúrgicos, especial-
mente por solución con amoniaco y oxígeno.
Teóricamente, no requiere de ningún reactivo, ya que el 11 2S03 necesa-
rio, puede generarse con amplitud con los gases de la porción de concentrados que
se someten a tostación. ( en los ejemplos indicados, se generan cuando menos 110
gramos de SO2 y sólo se necesitan 85 ).
Las condiciones de operación, especialmente la presión, son mucho me
nos severas que en el casa do la reducción en húmedo del cobre, lo que si.mplifi.ca
o

17. 17
notablemente las especiilcacioiies de las autoclaves requeridas y por lo tanto su -
costo, tanto de capital, como de operación,
e) Puede operarse satisfactoriamente, aún a TOlúmenes muy reducidos y en
lugares aislados, en los cuales, el simple ahorro en fletes a las ftindiciones, puede
hacer atractiva la operación.
Desventajas:
a) Se considera que la principal desventaja o inconveniente de este proceso,
es la generación de una solución ácida, cargada de sulfato ferroso que es necesario
tratar antes de desecharla. Sin embargo, es conveniente indicar que la cantidad de
sulfato ferroso generado en este proceso, es de sólo el 60% de la generada por el
proceso de reducción húmeda o por la "reacción galvánica" estudiada por la U. de
Utah.
Tratamiento de Minerales Arcillosos de Cobre, ( 8 )
El distrito minero de Santa Rosalía, también conocido como El Boleo, está localiza-
do en la península de Baja California y ha sido explotado en forma casi contínua des-
de el año de 1886. Los minerales cupríferos de este distrito, están formados por
capas de arcilla bentonítica, resultante del depósito y descomposición de tobas vol-
c5nicas, impregnadas en mayor o menor grado con minerales de cobre. Como par-
te importante del desarrollo de un nuevo proceso metalúrgico para estos minerales,
se reconoci.ó en ellos la existencia y la importancia de una arcilla cupromontrnorillo-
nítica, ya reconocida en otros lugares del mundo y llamada Medmontita. ( 15 ).
Durante todo el tiempo que se han explotado los minerales de Santa Rosalía, se ha -
investigado intensamente su tratamiento metalúrgico, ya que el único usado desde un
principio, o sea la fundición directa de los minerales, es muy costoso y hace anti-

18. 18
económica, la explotación de la mayor parte de los depósitos, cuya ley varía entre
1.5 y 3.070 de. cobre. Al respecto, se puede. indicar que, en la actualidad, sólo es
posible explotar y fundir econoniicamente en este distrito, minerales con ley supe-
rior a 4. 0% de cobre.
En el pasado, se han intentado o investigado casi toda clase de procesos de concen-
tración, o de lixiviación, para los minerales de santa Rosalía. El único intento que
tuvo &xito comercial, fiié la aplicación del proceso L. P. F. ( leacli, precipitaduil
and flotation ) a terrenos que tenían más de 30 años de extraídos y que por lo tanto,
estaban ya muy oxidados y alterados. Para el objeto, se instalé una planta que tra-
té más de 10 millones de toneladas de mine.ral, con ley promedio de 2.070 de Cu y
en la cual se obtenían recuperaciones del orden del 60 al 707() . El agotamiento de
los terrenos existentes y los malos resultados obtenidos al aplicar este proceso al
mineral recién minado ( recuperaciones de.1 orden dci 40%) dió por resultado la ter
minación de las operaciones de la planta L. P. F.
En nuevos estudios realizados a partir de 1974, con el objeto de encontrar un méto
do económico para beneficiar los minerales de cobre de Santa Rosalía, se puso én-
fasis especial, en la caracterización de dichos minerales. La identificación de gran
des cantidades de arcilla montrnorillonítica y el hecho de que en ningún caso era po-
sibie contabilizar todo el cobre existente en los minerales, por reconstrucciones o
cálculos de tipo mineralógico, hizo sospechar que, parte de dicho cobre, se encon-
traba formando parte de las moléculas de montmorillonita, en las cuales había subs
tituído átomos de aluminio.
Para probar esta teoría y considerando que las reacciones de intercambio catiónico,
son generalmente reversibles, se traté de liberar ci cobre contenido en la montmori-

19. 19
llonita, usando intcrcambiadcres cai6nicos, que no son solventes de los minerales
comunes de cobre. Con este objeto, se hicieron pruebas con sales como el suifa-
to y el cloruro de aluminio, el cloruro de magnesio y otras. De inmediato se obser
vó que el cloruro de aluminio, liberaba entre el 40 y el 50970 del cobre contenido en
el minera.l, lo que representaba una alta proporción del cobre no soluble por los -
reactivos comunes.
Una vez reconocido el problema, se pasó a buscar un reactivo que a la vez que fue-
ra económico, promoviera el intercambio catiónico, para liberar el cobre conteni-
do en la Medmontita ( c.upromontmorillonita ) y lixivi.ara eficientemente, el resto
de los minerales (le cobre presentes ( chalcosi.ta, covelita, carlonatos, cloruros,
etc. ). Después de numerosas experiencias, se encontró que los reactivos que me
jor llenaban estos requisitos, eran una combinación de ácido sulfúrico y sulfato fé-
ruco.
Estudiado el proceso, se determinaron, por medio de pruebas de laboratorio, las
siguientes constantes de operación:
Molienda ...............65 mallas
Dilución ..............12 : 1 ( en agua de ITiar )
Sulfato Férrico ...........14 gramos por litro
Acido sulfúrico ...........14 gramos por litro
Agitación .............30 a 60 minutos
Asentamiento ............2 horas
Dilución a la salida .........3 : 1
Con estas constantes, se han realizado numerosas pruebas a escala de laboratorio
y minipiloto, ( laboratorio contínuo ), encontrándose que para minerales frescos re
cientemente minados, con ley promedio del orden de 3.07. de Cu, se obtiene una re-
cuperación promedio de]. 86%, en soluciones cuya concentración en cobre, varía en-
tre 1.0 y 2.0 gramos por litro y que son adecuadas para ser tratadas en una planta
de extracción por solventes, con reactivos de.1 tipo de LIX-64N.

20. 20
Además, al efectuarse pruebas de tipo contínno y inanejarse las soluciones en cir-
cuitos cerrados, se encontró y comprobó el hecho de que, en la planta industrial,
no seiá necesaria la adición contínua de sulfato férrico, ya que este compuesto se
gencra dentro del mismo proceso, ya sea por la ieacción del ácido sulfúrico, sobro
los óxidos férricos existentes en el mineral ( más del 570 ) o por la oxidación del -
sulfato ferroso, por el bióxido de manganeso, también presente en los minerales
más do 30% ).
De acuerdo con todo lo anterior, se ha proyectado y diseñado una planta semiconier
cial ( 24 toas, por día ), que será instalada en Santa Rosalía en un futuro próximo y
que, en caso de éxito, dará la informaciói necesaria para la planta final, cuya capa
cidad podrá ser del orden de 500 a 2,000 toas, por día.
Corno puede verse por todo lo antes expuesto, los programas de investigación de -
métodos hidrornetalúrgicos relacionados con la extracción de cobre, realizados ca
México durante los últimos años, han dado por resultado el desarrollo de varios pro
cesos nuevos, que esperamos serán aplicados comercialmente en nuestro país y en
otros países del mundo, en un futuro cercano.