Evaluación de estrategias para la recuperación de tierras raras (REE) y fósforo (P) mediante procesos hidrometalúrgicos.: tranque de relaves el buitre, región de Atacama, Chile

Abstract

Los relaves consisten en depósitos de material sólido finamente molido que resulta como desecho de los procesos de concentración de minerales en la minería. Actualmente, Chile cuenta con 795 depósitos, de los cuales el 22,13% están abandonados, generando riesgos ambientales (SERNAGEOMIN, 2023). No obstante, algunos relaves pueden contener cantidades significativas de recursos minerales no explotados, siendo una fuente potencial de materias primas críticas (CRMs). En este contexto, la revalorización de relaves puede transformarse en una oportunidad económica y, al mismo tiempo, contribuir a la mitigación de impactos ambientales. Este estudio aborda la recuperación de fósforo (P) y tierras raras (REEs) a partir de relaves, elementos críticos para el suministro global (Comisión Europea, 2017). El caso de estudio corresponde al tranque El Buitre, al cual se le aplicaron procesos de concentración y lixiviación. Para esto se desarrolló un plan de trabajo donde, inicialmente, se realizaron ensayos de concentración de apatito (fase portadora de P/REE más probable) mediante separación gravimétrica, magnética y con líquidos densos, con el fin de obtener un concentrado de apatito. Sin embargo, los resultados mostraron una baja eficiencia de los procesos de concentración debido, principalmente, a la granulometría fina del material y la paragénesis Mg-Ap. Se logró una recuperación final de 47 mg de concentrado de apatito con una pureza ~60%. Estas dificultades resaltan la necesidad de explorar tecnologías alternativas adecuadas para la granulometría observada en este tipo de relaves. Posteriormente, se realizaron pruebas de lixiviación al relave sin concentrar para evaluar la disolución de P y tierras raras (usando al lantano (La) como trazador), utilizando HCl y H_2 SO_4, bajo distintas concentraciones de ácido y relaciones S/L. El HCl resultó ser más eficiente, logrando una recuperación de fósforo de ~97% en condiciones de baja densidad de pulpa y alta concentración de ácido, mientras que el H_2 SO_4 alcanzó un ~89%. La lixiviación de lantano fue baja (~15%) y no mostró una tendencia clara con respecto a las variables evaluadas. Esto sugiere que el lantano podría estar en otras fases, como aluminosilicatos o microinclusiones de monacita, que no fueron disueltas bajo las condiciones empleadas. El estudio concluye que, aunque se lograron altas recuperaciones de fósforo, la baja extracción de lantano plantea la necesidad de modificar las condiciones de lixiviación o explorar técnicas adicionales para disolver fases minerales más resistentes. Los resultados aportan información valiosa para el diseño de procesos más eficientes en la recuperación de fósforo y REEs a partir de relaves mineros, con el potencial de mejorar la sostenibilidad en la industria minera.