Evaluación cuantitativa del nivel de química verde que poseen procesos clásicos de la industria minera del cobre

Abstract

El objetivo de este reporte es determinar el rendimiento químico verde de procesos productivos de cobre catódico, en particular de las rutas convencionales de tratamiento de sulfuros y óxidos de cobre, realizando un benchmarking de los principales parámetros involucrados en cada proceso. Para llevar a cabo la evaluación se emplea una metodología de análisis de ciclo de vida (LCA) donde se miden impactos ambientales en la producción de cobre mediante el software DOZN 2.0 principalmente junto con indicadores adicionales. El alcance considerado va desde las etapas posteriores a la extracción del mineral hasta la obtención del cátodo de cobre, se emplea el supuesto base de una tonelada de cobre fino en el producto. El inventario requerido se obtiene mediante un benchmarking de los principales parámetros necesarios para realizar el balance de masa por operación unitaria que permite obtener los materiales de entrada y salida empleados. El benchmarking realizado se compone de 54 operaciones a través de los 5 procesos considerados en el procesamiento de sulfuros y 4 procesos en el procesamiento de óxidos, además de aportes de datos más actualizados provenientes de reportes. La ruta pirometalúrgica tiene un mejor rendimiento químico verde dado por un puntaje global de 4.3, menor al valor obtenido para la ruta alternativa que es de 32.5. Las operaciones de flotación y electro refinación son las que más influyen en la evaluación del procesamiento de sulfuros, abarcando el 54.8 y 38.7[%] del puntaje global, respectivamente. En la ruta hidrometalúrgica las operaciones que mayor impacto tienen en la evaluación son la electro obtención y la lixiviación, con una contribución de 47.9 y 42[%], respectivamente. Para los indicadores adicionales empleados se obtiene que el consumo de agua es mayor en la ruta pirometalúrgica con 70.6[m3] de agua comparado con 35.1[m3] requeridos en la ruta alternativa para producir una tonelada de cobre. El consumo de energía y emisiones de gases de efecto invernadero son mayores también en el procesamiento de sulfuros con valores de 24.9[GJ/t Cu] comparado con 14.7[GJ/t Cu] para el consumo energético unitario y de 2.29[t CO2eq] comparado con 1,57[t CO2eq] para el potencial de calentamiento global. La ruta pirometalúrgica presenta un mejor rendimiento químico verde basado en el software DOZN 2.0 pero presenta mayores consumos de agua, energia y emisiones de GEI. La ruta hidrometalúrgica presenta un mayor potencial de mejora del nivel de química verde en comparación a la ruta alternativa basado en el análisis de variación de los parámetros considerados.