**Minerales Sulfurados**

Los **minerales sulfurados** contienen azufre en forma de sulfuros, es decir, con valencia -2. Están exentos de oxígeno y presentan propiedades favorables a la flotación (**hidrófobos**) y desfavorables a la lixiviación directa (**hidrofílicos**). Por su comportamiento y afinidad, se incluyen los minerales que reemplazan al azufre, como el arsénico, antimonio, teluro o selenio.

Aplicación Directa para Minerales Sulfurados

• Mediante lixiviación in situ: Se lixivia en el sitio porque el mineral útil se encuentra a muchos kilómetros bajo la superficie terrestre.
• Lixiviación en botaderos: Para menas de baja ley, la inversión es mínima. Se necesita un terreno impermeable para no perder el mineral en el traslado a botadero. Se utilizan soluciones de percolación por gravedad. Se practica hoy en día en minerales que no han logrado la ley de Cu para entrar a la planta. El oxígeno del aire rompe las moléculas de sulfuros, es decir, oxida los sulfuros.
• Lixiviación en pilas o botadero (ej: Biolixiviación): Para menas de baja-media ley, su inversión es media. La permeabilidad de una pila no será efectiva si se utiliza con mucho fino, en este caso se realiza la operación de aglomeración (se unen las partículas finas para que aumente su tamaño, teniendo una buena permeabilidad en pila). Esto se realiza en un tambor rotatorio.

Aplicado a Concentrados Sulfurados Obtenidos

• Por flotación desde minerales.
• Por molienda de matas complejas enfriadas, lixiviación en caliente, en autoclave (es fácil lixiviar el concentrado de sulfuro, solo en unas horas se oxida y se lleva a extracción por solventes (SX) y electroobtención (EW) y no se descarga en fundición) o reactores agitados.

Comparación entre Sistemas de Lixiviación para Cobre

En botadero: Problemas principales en su aplicación; recuperación incompleta, repricipitación de Fe y Cu, canalizaciones, pérdida por evaporación y por infiltración, soluciones diluidas. En pilas (biolixiviación): Recuperación en función del tipo de mineralogía, requiere de grandes áreas, canalizaciones, repricipitados por pH, la evaporación puede ser alta. Por percolación: Bloqueo por finos/arcillas, mayor inversión inicial, manejo de materiales, necesidad de control permanente y continuo, el personal debe estar muy bien entrenado. Por agitación: La molienda es cara, lavado o filtrado en contracorriente, tranque de relave, inversión alta, suele requerir más agua, control sofisticado, proceso rápido.

Ejemplos de Aplicación

• Desde hace años en minas antiguas (sulfuros de baja ley, Chuquicamata y cráter de El Teniente).
• Aplicación de procesos de biolixiviación (Quebrada Blanca).
• Concentrados de flotación y a matas de molidas (por vía química: Coloso de Escondida; por vía bacteriana: BIOX en Sudáfrica).

Manejo del Azufre en la Lixiviación de Sulfuros

Lixiviación en ambiente reductor: H₂S es un medio ácido y S^-2 es un medio alcalino. Lixiviación en presencia de un agente oxidante: S si es en medio ácido y S que se oxida hasta SO₄^-2 si es en medio neutro o alcalino.

Lixiviación de Sulfuros en Ausencia de Oxidantes

• Sulfuros solubles en medio alcalino, también sobre 100ºC: ZnS y PbS con NaOH.
• Sulfuros solubles como complejos con sulfuros de sodio: As₂S₃, Sb₂S₃, Bi₂S₃, SnS, SnS₂ y HgS.
• Sulfuros solubles como complejo de cianuro (ej: sulfuros de cobre excepto la calcopirita).

Lixiviación de Sulfuros en Ambiente Oxidante

Agentes oxidantes comunes usados para lixiviar especies minerales sulfuradas: oxígeno, agua oxigenada, ion férrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico concentrado, gas cloro disuelto e hipoclorito de sodio. Criterios para la selección de un agente oxidante: necesidad o no de regeneración, eventual contaminación del producto, precio y disponibilidad, tipo de mecanismo de la reacción.

Uso de Oxígeno como Oxidante

No deja residuos, no requiere ser regenerado en el sistema, no contamina el producto, puede usarse en combinación (con agua, amoníaco, en ambiente alcalino y ácido diluido).

Uso de Oxígeno en Combinación con Amoníaco

El proceso está restringido solo a sulfuros simples de cobre, níquel y cobalto, que son los únicos capaces de formar complejos de aminas solubles. El hierro que se disuelve precipita y la pirita no es afectada. Todo el azufre es oxidado y se recupera como sulfato de amonio. Para proceder, requiere de temperaturas y presiones moderadas. Aplicaciones más relevantes: procesos SHERRITT-GORDON, ARBITER, ESCONDIDA.

Uso de Sales Férricas como Oxidante en Lixiviación

El ion férrico es un oxidante poderoso en ambiente ácido y puede usarse como sulfato férrico (Fe₂(SO₄)₃) y cloruro férrico (FeCl₃). Este oxidante ha encontrado aplicaciones tanto para concentrados como directamente aplicado sobre minerales sulfurados de baja ley y su mayor limitación es el reducido campo de estabilidad del ion férrico en el diagrama Eh-pH.

Uso de Sales Férricas como Oxidante

Desde minerales sulfurados de cobre en botaderos o in situ, se trata del mineral «run of mine» y, por lo tanto, sus rendimientos son variables por: el gran tamaño de algunos trozos de roca con mineral en su interior, la heterogeneidad y diseminación de las especies útiles, la presencia de arcilla, el efecto paragua de las rocas mayores, el consumo químico, la disminución del ácido, del ion férrico y del oxígeno disuelto.

Uso de Gas Cloro y de Hipoclorito como Oxidante

Este gas es un oxidante enérgico, a temperatura y presión ambiente del gas cloro, Cl₂ solubiliza los sulfuros.