Un equipo de investigación de la Universidad de Huelva (UHU) trabaja en un proyecto europeo para el aprovechamiento de escorias de cobre, un subproducto resultante de la producción de cobre, del que se pueden obtener metales de interés para la industria tecnológica, que servirían para la fabricación de teléfonos móviles y otros dispositivos digitales.
Por cada tonelada de cobre que se obtiene se generan otras dos de escorias. Este residuo representa un problema para las empresas mineras pero, sobre todo, para el medio ambiente, ya que contaminan el entorno con metales tóxicos, liberados por la acción de la lluvia. En el mejor de los casos, este material es empleado en la fabricación de carreteras, como una de las capas que componen el firme.
Por qué las escorias de cobre se pueden convertir en materia prima para fabricar móviles y otros dispositivos digitales
Sin embargo, las escorias de cobre son unas tierras de desecho son ricas en metales de interés tecnológico como el cobre, el cobalto, el manganeso o el níquel, incluso también tierras raras, con los que se fabrican teléfonos móviles y otros muchos dispositivos tecnológicos. El problema es cómo recuperarlos.
Un equipo de investigación de la UHU trabaja en el desarrollo de una metodología, con la que extraer de manera sencilla y barata estos metales tan cotizados actualmente, y reducir parte del problema ambiental que supone la acumulación de miles de millones de toneladas de tierras con metales pesados.
«Proponemos darle valor a esos metales que están abandonados, que tienen un uso en el sector tecnológico y que ahora se depositan en el terreno y generan un impacto ambiental», explica el investigador del Departamento de Ciencias de las Tierra de la UHU, Rafael Pérez López, que lidera la aportación onubense al proyecto europeo CuSlag2RM: Procesamiento Innovador de Escorias de Cobre para el Suministro de Materias Primas, financiado por la convocatoria ERA-MIN3 y que acaba de comenzar.
A qué estudios se someterá al subproducto resultante de la producción de cobre
En CuSlag2RM participan equipos de investigación de las alemanas Universidad de Minas y Tecnología de Freiberg y la empresa GEOS Ingenieurgesellschaft mbH, y la Universidad de Minas y Tecnología Saint Ivan Rilsky de Bulgaria. Entre todos van a analizar las escorias de cobre, mediante una caracterización mineralógica y geoquímica, que servirá para conocer las cantidades de metales contenidos en las escorias y la forma en la que se presentan en cada una de las regiones donde se desarrollan trabajos de este proyecto europeo.
Asimismo, en el marco del proyecto europeo se van a estudiar métodos para la extracción limpia y barata de los metales con interés para los fabricantes de dispositivos digitales. Se trata de una apuesta por un modelo de economía circular, con el que se la da una valor añadido a estos resultantes del proceso metalúrgico. Y además, la idea es llegar hasta el residuo cero, ya que el material que no tenga valor para las tecnológicas podrá seguir siendo empleado en la construcción de carreteras.
Antes de entrar en el proceso que saldrá como resultado de este proyecto europeo, una cuestión fundamental para los investigadores es conocer a fondo qué elementos contienen estas escorias. Esta pregunta no es baladí, ya que ni los propios investigadores tienen claro qué metales se esconden en las escorias, debido a que las características del terreno hace que las acumuladas en Huelva y Portugal, que son las que estudiará el equipo de la UHU, tengan una composición diferente a las que analizarán los equipos de Alemania y Bulgaria en sus respectivos países.
Cómo se generan las escorias de cobre
Las escorias se generan en el proceso de tostación y fundición del cobre que se realiza en grandes hornos, para liberarlo del azufre al que está adherido. En estas escorias, es decir, en los residuos resultantes de la quema, quedan elementos de cobre, que podrían aprovecharse; así como otros muchos metales, incluso también tierras raras, a los que se les puede dar una segunda vida y tendrían una salida comercial interesante, en vista de la demanda de estos materiales para el sector de la tecnología.
Las escorias pueden ser de plantas activas, pero también de minas ya abandonadas y que dejaron de funcionar hace décadas o siglos, a las que no se les está sacando ningún rendimiento; y no solamente eso, sino que suponen un problema desde el punto de vista ambiental, ya que la acción de lluvia hace que metales tóxicos se filtren en el terreno y generen un problema de contaminación en el entorno.
Un ejemplo de este tipo de escorias abandonadas se encuentra en las Minas de Santo Domingo, en Portugal, a pocos kilómetros con la frontera con la provincia de Huelva. Estas minas se explotaron ya en tiempos de los romanos y se mantuvieron en activo varios siglos después. Ahora, están abandonadas y sus escorias representan una oportunidad que el grupo de la UHU de este proyecto internacional quiere aprovechar.
Cómo se extraerán los metales de interés de los residuos del cobre
Para extraer los metales contenidos en las escorias, en el proyecto CuSlag2RM se van a estudiar y desarrollar métodos innovadores como la biolixiviación y la lixiviación química. Los equipos participantes en el proyecto harán un conjunto de ensayos para depurar al máximo un proceso que, aunque conocido, se puede mejorar todavía más.
Rafael Pérez explica que un proceso de lixiviación consiste en exponer el residuo sólido a un agente químico o biológico, que no es otra cosa que un líquido disolvente, «que haga que el metal pase de estar en el sólido a estar en la solución resultante de ese lavado,y una vez en ahí es más fácil recuperarlo».
En el caso de la lixiviación química se empleará ácido sulfúrico, ya que se trata de un elemento muy abundante y que se obtiene a un precio muy económico. Otra ventajas adicional de este ácido radica en que permite extraer fácilmente estos metales de interés para el proyecto. Pero no será el único ácido que se emplee, ya que en los ensayos también se trabajarán con ácidos orgánicos, ya que algunos de ellos «tienen afinidad por esos metales y permiten obtenerlos con cierta facilidad», explica Rafael Pérez.
Para los procesos de biolixiviación se van a emplear comunidades bacterianas u hongos, «porque estos agentes biológicos agilizan los procesos químicos, y la idea es emplearlos como catalizadores». En este caso, se recurrirá a comunidades de bacterias y hongos que ya hay en el mercado y que tienen un coste reducido.
Cuántos metales tecnológicos se esconden en estas tierras residuales
Rafael Pérez explica que el potencial de las escorias de cobre como fuente de metales varía en función de su lugar de origen, pero en todos ellos resulta interesante. En las minas de Santo Domingo, el caso que mejor conoce, se han encontrado concentraciones de metales de hasta tres gramos por kilo de escoria, en el caso del cobre; y diez de zinc. «En Santo Domingo hay 4,5 millones de toneladas acumuladas, así que la cantidad de metales contenidos en este entorno es enorme».
La rentabilidad de estos metales obtenidos de las depende de muchos factores. Todavía no se sabe si estarán al nivel de los metales obtenidos por métodos convencionales. Pero sí hay una cuestión evidente. «Este proceso es interesante porque estás obteniendo el metal de un residuo ya generado y además estás reduciendo el impacto ambiental», opina el investigador de la UHU.
Para clarificar de manera objetiva la rentabilidad del producto obtenido de las escorias, en del proyecto CuSlag2RM se realizará un análisis del ciclo de vida, en el que se tendrá en cuenta el origen del producto, los materiales para obtenerlo, el coste de los elementos empleados en todo el proceso, así como el beneficio ambiental logrado.
Una vez se tengan hechos esos estudios se podrá afirmar de manera categórica si realmente interesa dar una nueva vida a los metales contenidos en las millones de toneladas de escorias de cobre acumuladas en las regiones de España, Portugal, Alemania y Bulgaria que se estudiarán en este proyecto internacional.
Las expectativas son buenas y los participantes en esta iniciativa científica están convencidos de que los números cuadrarán y se podrá poner en valor la enorme cantidad de escorias mineras que hay depositadas en el mundo. La industria tecnológica los necesita; precisa una fuente estable de recursos, que pueda ser una alternativa a la extracción de metales nuevos, sometidos a tensiones de todo tipo que tienen su calado en el precio.
