El proceso de extracción por solventes (SX) aplicado a operaciones cupríferas consta del traspaso del elemento de interés, el cual se encuentra disuelto en una fase acuosa ácida que proviene de la etapa de lixiviación, a otra fase líquida inmiscible con ella conocida como fase orgánica. Esta solución de lixiviación cargada de cobre, llamada PLS por sus siglas en inglés, contiene además impurezas y especies co-disueltas de Fe, Ni, Al, Mg, Mn, Zn, Cl, entre otros.
La separación selectiva del metal valioso contenido se consigue mediante el uso de hidroxioximas, las que por medio de mecanismos de intercambio iónico favorecen la formación de un complejo organometálico que se carga en la fase orgánica. Tal operación de extracción implica necesariamente una etapa de re-extracción del ion metálico desde la fase orgánica a una nueva fase acuosa de alta acidez. De esta última etapa se obtienen dos soluciones, una orgánica descargada que retorna al circuito de extracción para iniciar un nuevo ciclo y una fase acuosa conocida como electrolito rico, cargada con 40 a 50 g/L de Cu2+ apto para ser electrodepositado en la etapa de EW.
Por consiguiente, el proceso de extracción por solventes se define a modo general por un sistema heterogéneo, el cual se constituye por dos fases líquidas inmiscibles entre sí, en donde la eficiencia global del proceso quedará determinada por la transferencia de masa del metal que se requiera extraer.
Dada la naturaleza cíclica del proceso y la presencia de agentes degradantes como el manganeso es posible que el reactivo orgánico extractante se contamine y degrade químicamente, facilitando la formación de borras en los trenes de decantación. Estas emulsiones interfaciales estabilizadas se componen principalmente de solución orgánica y acuosa, material coloidal inorgánico, productos de degradación, aire, sólidos y posiblemente bacterias u hongos.
Algunos factores que inciden en la formación de borras en SX son:
- Incorporación de agentes tensoactivos al proceso.
- Ingreso de aire a equipos mezcladores-decantadores
- Cantidad de sólidos y material fino presente en la solución PLS y electrolito pobre.
- Presencia de elementos hidrolizables a las condiciones de acidez de la operación.
- Precipitación de complejos organometálicos insolubles en la fase orgánica.
- Continuidad de fases.
- Presencia de reactivos floculantes residuales usados para clarificar PLS.
Las borras actúan como un poderoso emulsificador, por lo que la acumulación de estas podría generar una disminución exponencial de las fuerzas de tensión interfacial, lo que implica el aumento de la probabilidad de coalescencia de fases y una cinética de extracción deficiente. Luego una menor transferencia neta de cobre y una baja en la recuperación de este.
Para recuperar el orgánico retenido, evitar bloqueos en el desplazamiento de las soluciones en el decantador y soslayar la contaminación del electrolito, las borras deben ser retiradas y tratadas periódicamente mediante técnicas que favorezcan la ruptura de la estabilidad mecánica en la emulsión. Algunos de los métodos más usados actualmente son el de centrifugación y filtración, pudiendo alcanzar una recuperación del orgánico contenido cercana al 90% en el primer caso.
Siendo la tasa típica de formación de borras de entre 0,12 a 0,30 L/m3 de PLS, con un contenido aproximado de 50 a 70% de fase orgánica, todo esto bajo condiciones normales de operación. Realizar tratamientos regenerativos al orgánico, la implementación de acciones de lavado dentro del decantador y la disminución de material sólido arrastrado desde la etapa de lixiviación podrían marcar la diferencia en términos operacionales y económicos, puesto que un sistema de monitoreo y tratamiento defectuoso conducirá inevitablemente a una discontinuidad en el proceso, menor eficiencia de recuperación y un descenso en la producción.
