El cobre

El cobre se encuentra en yacimientos naturales por todo el mundo. En esta página se explican los procesos de producción desde los yacimientos hasta el producto final, que es el metal comercial más puro que existe y que se utiliza en un gran número de aplicaciones esenciales para la vida moderna.

Minerales de cobre

Los minerales de cobre se encuentran por toda la corteza terrestre. Se dan tanto en rocas ígneas como sedimentarias. Los 10 km exteriores de la corteza terrestre contienen 33 g de cobre por cada tonelada de roca pero en algunos lugares, la actividad volcánica depositó, hace millones de años, cobre fundido en localizaciones concretas. Es en dichas áreas donde se explotan los yacimientos ya que contienen suficiente cobre para que la explotación sea rentable. Además del cobre aprovechable, hay muchos minerales sobrantes (la ganga), que se tienen que retirar.

Minería del cobre

Este apartado pretende ofrecer una perspectiva general desde la extracción del cobre de la mena hasta su transformación en un metal puro.

Minería
La mena se extrae del suelo tanto en minas a cielo abierto como subterráneas:

  • A cielo abierto: el 90% de la mena se extrae mediante este método. Las menas cercanas a la superficie se pueden extraer tras la eliminación de las capas superficiales.
  • Subterráneas: se excava un pozo vertical en la tierra hasta una profundidad adecuada y se realizan túneles horizontales para extraer la mena.

Mena
Una mena es una roca que contiene la cantidad suficiente de metal para que su extracción merezca la pena.

Molienda

La mena se tritura y luego se muele hasta convertirla en polvo.

Concentración
La mena se enriquece mediante un proceso llamado flotación por espuma. El material sobrante (la ganga) se hunde en el fondo y se descarta.

Tostación
En esta fase comienzan las reacciones químicas. La mena pulverizada y enriquecida se calienta con aire a temperaturas de 500ºC a 700ºC para eliminar parte del azufre y secar la mena, obteniéndose una mezcla sólida llamada calcina.

Fundición con fundentes
La calcina sólida se calienta a 1200ºC y se funde. Algunas impurezas forman una escoria que flota en la superficie y se retira fácilmente. El líquido restante es una mezcla de sulfuros de cobre y de hierro llamada mata.

Conversión de la mata

Se aplica aire a la mata líquida para formar el cobre blister (o ampollado), que se llama así debido a que este proceso produce unas burbujas de gas en la superficie del cobre.

Moldeo de ánodos
El cobre blíster es moldeado en ánodos para la electrolisis.

Refino electrolítico
Mediante la electrolisis, se obtiene cobre con una pureza del 99,99%.

Las etapas descritas anteriormente muestran la transformación de una roca que contiene un 0,2% de cobre en un cátodo de cobre con una pureza del 99,99%.

Lixiviación

La lixiviación constituye una alternativa a la producción tradicional del cobre. Primero, la mena se trata con ácido sulfúrico diluido. Éste se vierte lentamente en la superficie de las pilas de mineral, en un proceso que dura varios meses, disolviendo el cobre contenido hasta formar una solución de sulfato de cobre. Después, el cobre se recupera mediante electrolisis. Este proceso se conoce como SX-EW (extracción por solvente y electro-obtención).

Las ventajas de este procedimiento son las siguientes:

  • Se emplea mucha menos energía que en la extracción tradicional.
  • No se emiten gases residuales.
  • Baja inversión de capital.
  • Factibilidad económica a pequeña escala.

Se puede usar en menas con tan sólo un 0,1% de cobre, razón por la cual la extracción por lixiviación está ganando importancia. Se calcula que en 2011, este proceso (SX-EW) ha supuesto el 17% de la producción total de cobre refinado.

Mena de cobre

copper ore rock in hand closeup

Una mena es una roca que contiene la cantidad suficiente de mineral aprovechable para que su extracción merezca la pena. En el caso del cobre, su extracción resulta rentable cuando hay alrededor de 2 kg de cobre por 1.000 kg de mena (0,2%). Los minerales de cobre se encuentran en más de un centenar de variedades, aunque solo unas pocas se han explotado para obtener cobre a gran escala. Las menas más abundantes son la calcopirita y la bornita, que contienen tanto sulfuros de cobre como de hierro. Estas suponen alrededor del 80% de las menas conocidas en el mundo.

Reciclaje

Otra fuente importante de cobre se encuentra en la chatarra reciclada (cobre secundario), un ejemplo que demuestra la naturaleza sostenible del cobre. En 2011, más del 40% del total de cobre usado en Europa procedía del reciclaje.
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