Biolixiviación de residuos piríticos de la flotación de sulfuros polimetálicos

Abstract

Los bioprocesos en el campo de la minería presentan innumerables ventajas respecto a los métodos metalúrgicos convencionales. Actualmente, se aplican principalmente en el pretratamiento de minerales y concentrados de oro, así como en la producción de cobre a partir de sulfuros secundarios presentes en minerales de baja ley. La aplicación en otros ámbitos potenciales como el tratamiento de concentrados de sulfuros polimetálicos o la valorización de residuos mineros, requiere de un mayor nivel de esfuerzo en la adquisición del conocimiento necesario para la implementación de esta biotecnología. Hasta el momento, la generación del conocimiento en este campo se ha centrado en aspectos microbiológicos, habiéndose dedicado a la tecnología y el diseño de reactores no más del 2% de la producción científica. Sin embargo, las crecientes presiones de índole ambiental, legislativa y socioeconómica en el sector minero están impulsando un mayor reconocimiento de la necesidad de implementar tecnologías como la biolixiviación. Para abordar el conocimiento necesario para el diseño de reactores, es esencial comprender la química fundamental de las reacciones involucradas y las variables que afectan la cinética del proceso. Factores como la composición del medio de cultivo, la concentración de sólidos biolixiviables, la disponibilidad de oxígeno, el pH, el tamaño de partículas y el potencial de óxido–reducción influyen en la cinética y define lo límites de contorno para la optimización y para el diseño de reactores. Factores como la composición del medio de cultivo, la concentración de sólidos biolixiviables, la disponibilidad de oxígeno, el pH, el tamaño de partículas y el potencial de óxido–reducción influyen en la cinética y define los límites de contorno para la optimización y el diseño de reactores. Esta investigación incluye una exhaustiva revisión bibliográfica, la caracterización detallada de los materiales sólidos a tratar, ensayos de biolixiviación en matraces Erlenmeyer y en reactores de tipo tanque agitado de diferentes volúmenes, así como el estudio de las variables mencionadas anteriormente. Además, se han desarrollado metodologías novedosas para estimar separadamente las velocidades de los procesos de generación y consumo de Fe2+, los cuales tienen lugar simultáneamente en el proceso de biolixiviación, para llegar finalmente a postular un nuevo modelo para este proceso. También se proponen estequiometrías adecuadas para las distintas fases del proceso de biolixiviación y se comparan modelos comunes de las reacciones sólido-líquido, discutiendo su relación con la fenomenología de la biolixiviación. En esta tesis, la biolixiviación se presenta como una tecnología que no solo facilita la eliminación de materiales potencialmente contaminantes, como los residuos piríticos, sino que también aprovecha de manera integral los recursos presentes en ellos. Este enfoque no solo mejora la viabilidad económica del proceso al maximizar el valor de los recursos recuperados, sino que también promueve una gestión más responsable y sostenible de los recursos naturales.