“Operaciones involucradas en el tratamiento de escorias

“Operaciones involucradas en el tratamiento de escorias metalúrgicas para obtener nuevos
productos de mayor valor agregado”
Anualmente se producen grandes volúmenes de escoria metalúrgica debido al proceso de refinería
de cobre, siendo el destino final de estos desechos una situación que involucra gran número de
problemas, tanto económicos como ecológicos, que hoy estamos a tiempo de resolver.
Actualmente, pese al aumento de la tasa de reutilización de escoria de cobre, la gran mayoría de la
producción anual se dispone en botaderos o reservas, contaminando y destruyendo hectáreas
completas de terreno de manera irreversible. Los residuos de escoria de cobre, aunque son
tratados a través de procesos como la flotación para la recuperación del contenido metálico, aun
retienen metales pesados con propiedades peligrosas, representando un potente riesgo
ambiental. En Chile, las fundiciones de cobre están produciendo gran cantidad de escorias
metalúrgicas, material que se dispone en vertederos y que sigue acumulándose en la actualidad.
Uno de los problemas centrales con el depósito en vertederos no es sólo el área que se utiliza para
la deposición y los problemas ambientales asociados, sino que también el alto costo involucrado
en su eliminación y transporte masivo.
Recurriendo a estudios-caso profundos en C2S (Silicato dicálcico 2CaO + SiO2) de desintegración
conducida de la escoria y la lixiviación de cromo, se demuestra que las propiedades funcionales de
la escoria enfriada pueden mejorar de manera significativa por las pequeñas o grandes adiciones
de agentes a escala en la escoria a altas temperaturas y/o variaciones en la trayectoria de
enfriamiento, incluso sin interferir con el proceso metalúrgico de producción. La tecnología para
poner en práctica las medidas de procesamiento en fases calientes en un entorno industrial está
disponible actualmente por lo que no se requieren soluciones tecnológicas innovadoras. Más bien,
los avances en la fase de transformación escoria caliente parecen depender principalmente de
desentrañar aún más las relaciones entre los procesos, estructura y propiedades de esta. Se
requiere este conocimiento para identificar los parámetros críticos del proceso de control de
calidad. Por otra parte, se podría incluso permitir alterar conscientemente las composiciones de la
escoria y los caminos de refrigeración para adaptar la escoria a una determinada aplicación. Las
opciones comunes de gestión de la escoria de cobre están en reciclado, recuperación de metal, la
producción de productos de valor agregado tales como herramientas abrasivas, gránulos para
techos, herramientas de corte, abrasivos, tejas y vidrio, construcción de carreteras-base, balasto
de ferrocarril y pavimentos de asfalto. Una de las grandes aplicaciones potenciales para la
reutilización de la escoria de cobre está en producción de cemento y concreto. Muchos
investigadores han indagado el uso de escoria de cobre en la producción de cemento y hormigón
como materias primas para clínker, sustitutivo de cemento con agregados gruesos y finos. Existen
estudios que reportan el uso potencial de los residuos de flotación de escoria de cobre (Flotation
wastes of copper slags, FWCS) como fuente de hierro en la producción de clínker de cemento
Portland. Por otro lado, las FWCS son una materia prima adecuada como fuente de hierro ya que
contienen sobre 59 % de Fe2O3 principalmente en la forma de fayalita (Fe2SiO4) y magnetita
(Fe3O4), por los que puede ser utilizada también en la producción de ferroaleaciones de silicio en
la fabricación de acero. Las FWCS pueden ser fácilmente utilizadas como materia prima del
cemento debido a su disponibilidad en grandes cantidades a bajo costo, con los beneficios
adicionales y significativos para la gestión de residuos/prácticas medioambientales, además de la
reducción de los costos en producción y procesamiento del cemento. La escoria de cobre contiene
muchos metales útiles en forma de óxidos, que pueden ser recuperados y reciclados por un
proceso de reducción directa a temperaturas altas. Las pruebas a escala de laboratorio muestran
que por reducción directa de estos óxidos a alta temperatura (sugerida) se pueden obtener dos
productos: una aleación de Fe-Cu-C con contenido de metales preciosos (similar a las de alto
horno) y una escoria inerte con bajo contenido de metal. La aleación de Fe-Cu-C puede ser
utilizada para la producción de metal y la escoria inerte para la producción de cemento. El proceso
de reducción directa a temperaturas altas sugerido para el tratamiento de escorias de cobre es
comercialmente viable y respetuoso del medio ambiente sin ningún tipo de residuos sólidos o
líquidos.
Por lo tanto, el foco de la política de medio ambiente, en este contexto, debe ser la minimización
de residuos metalúrgicos, fomentando la investigación y desarrollo de nuevos procesos y
productos asociados, para así reducir los recursos ambientales perdidos y los terrenos afectados. A
la ingeniería le correspondería, por otro lado, continuar planteando soluciones a estos
requerimientos ecológicos y minimizar los costos de transporte y maquinaria para la deposición,
además de incrementar el beneficio social creando nuevos procesos, como los aquí discutidos, que
permitan producir bienes con mayor valor agregado a partir de este material que hoy sigue siendo
considerado como basura.