Adición de residuos de placas de circuito impreso a horno de conversión de cobre en Chile: Efectos sobre el proceso y el producto a escala de laboratorio

Abstract

Chile es, además de una potencia mundial en minería, uno de los productores de cobre anódico y catódico más grandes del mundo. Sin embargo, en los últimos años se ha enfrentado a diversos problemas, tales como mayores restricciones ambientales, poca disponibilidad de agua y aumento del precio de la energía, que han comprometido su competitividad a nivel global. Por otro lado, el país tampoco sigue la tendencia global con respecto al cobre obtenido de fuentes secundarias: mientras que a nivel global este representa un 30% de la demanda total, en Chile no se produce tratamiento de fuentes secundarias. Así, esta investigación busca determinar el potencial técnico del tratamiento de chatarra de placas de circuito impreso, mediante su adición a horno de conversión de cobre, para así aumentar el valor del negocio por medio de la recuperación de los elementos valiosos que contiene. Se caracterizó una muestra de chatarra de placas de circuito impreso provista por Fundación Chilenter. Se encontró que un 17.94% de la muestra correspondía a metal, y que posee un 15% de cobre, además de aproximadamente 250 ppm de plata, 58 ppm de oro y 27 ppm de paladio, por lo que posee un atractivo económico por los elementos valiosos que contiene. Luego se realizaron cuatro pruebas de equilibrio termodinámico, utilizando metal blanco y escoria de conversión obtenidas de la industria, a las cuales se le agregó distintas cantidades de metal proveniente de la muestra de placas de circuito impreso. Se realizó un caso base y pruebas con adición de 5 %, 10% y 15% de la alimentación como metal de la chatarra. Durante las pruebas en las que se agregó chatarra se formó una tercera fase, un botón metálico, producto de sedimentación en conjunto con una saturación de cobre de parte de la mata. Dado que en el proceso industrial sólo se sangra la escoria del horno, se consideró el producto de la prueba como la suma de la mata de cobre y del botón metálico. Los principales hallazgos fueron que el cobre añadido en la chatarra no se une a la mata, pero queda en el reactor como parte del producto; que la escoria disminuyó su contenido de cobre a medida que se aumentó el dopaje de chatarra, provocado por una disminución en su contenido de magnetita; que de los metales preciosos, la plata se concentra en la mata de cobre, mientras que el oro no cambia su ley, que la concentración de paladio en la mata fue extremadamente baja y que para el platino no se contó con suficientes datos como para seguir adelante con los estudios; y que de las impurezas, el arsénico siguió a la mata, el antimonio se quedó en la escoria y en el botón y que el plomo se concentró en la escoria. Se concluye que la adición de chatarra puede tener efectos positivos sobre una operación, aunque se necesita estudiar otros aspectos. Se sugiere que esta investigación continúe para nuevas fuentes de chatarra de placas de circuito impreso, así como considerando pretratamiento y estudio de polvos y gases, además de redefinir la cantidad de chatarra añadida.