Lixiviación Oxidativa Explicada: Guía de Albion Process™

Aspectos clave

• La lixiviación oxidativa descompone los minerales sulfurados mediante el uso de oxígeno, haciendo que el concentrado sulfurado lixiviado sea apto para procesos convencionales de extracción posteriores, permitiendo recuperar metales encapsulados como oro, cobre, níquel, cobalto y zinc.
• La mayoría de los minerales sulfurados no se lixivian a presión atmosférica. La molienda ultrafina hasta alcanzar un tamaño donde el 80 % de las partículas pasa entre 10 y 12 micrones genera tensiones en la red cristalina del mineral y evita la pasivación, permitiendo la lixiviación oxidativa atmosférica.
• Albion Process™ combina la molienda ultrafina mediante IsaMill™ con la inyección de oxígeno a velocidad supersónica en reactores de lixiviación atmosférica que operan cerca del punto de ebullición de la pulpa, sin necesidad de autoclaves de alta presión.
• Glencore Technology reporta recuperaciones de hasta un 97 % en concentrados auríferos refractarios y superiores al 99 % en concentrados de cobre calcopirítico.

La lixiviación oxidativa es la etapa que libera los metales contenidos dentro de los minerales sulfurados. Muchos yacimientos de oro, cobre, cobalto, zinc y níquel contienen su valor económico en minerales sulfurados como la pirita, arsenopirita, calcopirita y esfalerita. Estos minerales no se disuelven fácilmente y, en los minerales de oro refractarios, pueden impedir que el cianuro acceda al oro. La oxidación del concentrado sulfurado descompone estos minerales, permitiendo que el metal contenido sea recuperado mediante procesos convencionales, como la lixiviación con cianuro o la extracción por solventes y electroobtención.

Tradicionalmente, la oxidación se lleva a cabo mediante calor, presión o bacterias. Albion Process™ adopta un enfoque diferente: oxida concentrados finamente molidos a presión atmosférica. Este artículo explica qué es la lixiviación oxidativa, por qué el tamaño de molienda determina si puede llevarse a cabo a presión atmosférica, cómo funcionan la planta y la química del proceso, para qué metales es adecuada esta tecnología y cómo se desarrolla un proyecto. Los datos y ejemplos presentados provienen de publicaciones técnicas y operaciones industriales de Glencore Technology.

¿Qué es la lixiviación oxidativa?

La lixiviación oxidativa es un proceso hidrometalúrgico que utiliza oxígeno para descomponer minerales sulfurados, liberando los metales que contienen hacia una solución o hacia un residuo desde el cual pueden recuperarse. El sulfuro se oxida a azufre elemental o sulfato, y posteriormente el metal de interés se recupera mediante un proceso convencional aguas abajo.

En Albion Process™, la alimentación consiste en un concentrado de metales base o metales preciosos. El proceso puede aumentar las recuperaciones de zinc, cobre, molibdeno, cobalto, níquel, plomo, metales del grupo del platino y concentrados refractarios de plata y oro. En el caso de los metales preciosos, el residuo oxidado se envía a una lixiviación con cianuro. Para los metales base, el metal se recupera desde la solución mediante electroobtención directa o mediante extracción por solventes y electroobtención.

¿Por qué los minerales sulfurados no se lixivian a presión atmosférica?

La mayoría de los minerales sulfurados no pueden lixiviarse en condiciones atmosféricas normales por dos razones: la estructura cristalina intacta del mineral resiste la oxidación y los productos generados durante la lixiviación recubren la superficie del mineral e impiden que la reacción continúe. Este fenómeno se conoce como pasivación.

Los productos de lixiviación, como los óxidos de hierro y el azufre elemental, precipitan sobre la superficie mineral y bloquean el acceso de los reactivos. Por lo general, la pasivación es completa cuando esta capa alcanza un espesor de entre 2 y 3 micrones.

La molienda ultrafina resuelve ambos problemas. La molienda introduce un alto grado de deformación en la estructura cristalina de los minerales sulfurados y aumenta en varios órdenes de magnitud la cantidad de fracturas intergranulares y defectos cristalinos en comparación con minerales sin moler. Esto reduce la energía de activación necesaria para la oxidación y permite que la lixiviación ocurra a presión atmosférica.

Además, una molienda hasta una granulometría donde el 80 % de las partículas pasa entre 10 y 12 micrones evita la pasivación, ya que cada partícula se desintegra antes de que la capa precipitada alcance el espesor suficiente para detener la reacción.

¿Cómo funciona la lixiviación oxidativa atmosférica?

La lixiviación oxidativa atmosférica en Albion Process™ funciona en dos etapas: liberación mecánica en un IsaMill™ y posteriormente liberación química en una serie de reactores de lixiviación alimentados con oxígeno. La etapa de molienda ultrafina reduce el concentrado a una distribución granulométrica estrecha. El IsaMill™ utiliza medios de molienda inertes, genera superficies minerales limpias y puede operar en circuito abierto con altas densidades de pulpa, minimizando la cantidad de agua que ingresa a la etapa de lixiviación.

Posteriormente, la pulpa molida fluye a través de una serie de Albion Leach Reactors interconectados. El oxígeno se inyecta en la base de cada reactor a velocidad supersónica mediante las lanzas HyperSparge™ de Glencore Technology, maximizando la transferencia de masa de oxígeno. Cada reactor está equipado con impulsores hidrodinámicos (hydrofoil impellers) y una envolvente de acero aleado resistente a la corrosión.

La lixiviación es autotérmica. El calor liberado por la reacción de oxidación determina la temperatura de la pulpa, normalmente entre 90 y 98 °C, cercana al punto de ebullición. No se requieren sistemas internos de calentamiento ni enfriamiento, y el exceso de calor se elimina en forma de vapor de agua en los gases de proceso. Además, cada reactor puede aislarse mediante bypass, permitiendo retirar un reactor para mantenimiento sin detener la operación de lixiviación.

Fuentes: Glencore Technology, The Albion Process for Refractory Gold; páginas “How it Works” y “Flowsheet Options” de Albion Process™.

¿Cuál es la química de la lixiviación oxidativa?

En la etapa de lixiviación de Albion Process™, los minerales sulfurados se oxidan en dos etapas: primero a sulfato soluble y azufre elemental, y posteriormente el azufre elemental se oxida para formar ácido sulfúrico.

• Etapa 1: MS + H₂SO₄ + ½O₂ → MSO₄ + S⁰ + H₂O
• Etapa 2: S⁰ + H₂O + 3/2 O₂ → H₂SO₄

El pH de lixiviación es la principal variable de control del proceso. Determina qué proporción del azufre elemental se oxida durante la segunda etapa, desde unos pocos puntos porcentuales hasta una oxidación completa, utilizando valores de pH normalmente comprendidos entre 1 y 6. Las opciones de diagrama de flujo posteriores dependen del metal que se desea recuperar.

Fuente: página “Flowsheet Options” de Albion Process™ de Glencore Technology.

Para el oro refractario, operar a un pH cercano a la neutralidad ofrece ventajas prácticas. El ácido y el hierro liberados desde la pirita se neutralizan dentro de la propia etapa de lixiviación, por lo que no se requiere un circuito independiente de separación sólido-líquido ni de neutralización antes de la cianuración.

Además, no se genera azufre elemental, por lo que el residuo presenta un consumo de cianuro muy bajo en comparación con los circuitos de oxidación bacteriana o lixiviación a presión.

¿Qué factores afectan el desempeño de la lixiviación oxidativa?

Cinco factores determinan el desempeño de la lixiviación oxidativa: el tamaño de molienda, la transferencia de masa de oxígeno, el control del pH, la temperatura y la mineralogía de la alimentación.

• Tamaño de molienda. El concentrado debe ser lo suficientemente fino para evitar la pasivación. En Albion Process™, esto significa una granulometría donde el 80 % de las partículas pasa entre 10 y 12 micrones, con una distribución de tamaños estrecha.
• Transferencia de masa de oxígeno. La oxidación requiere que el oxígeno alcance la superficie del mineral. La inyección supersónica mediante HyperSparge™, diseñada conjuntamente con el sistema de agitación, proporciona altas tasas de transferencia de masa.
• Control del pH. El valor de pH determina el grado de oxidación del azufre y la química de las etapas posteriores del proceso.
• Temperatura. La lixiviación es autotérmica: el calor generado por la reacción de oxidación mantiene la pulpa cerca de su punto de ebullición, sin necesidad de calentamiento o enfriamiento externo.

• Mineralogía de la alimentación. Cada concentrado responde de manera diferente, por lo que todos los proyectos comienzan con pruebas sobre muestras representativas.

   

¿Qué metales pueden recuperarse mediante lixiviación oxidativa?

La lixiviación oxidativa atmosférica puede utilizarse para recuperar una amplia variedad de metales base y metales preciosos a partir de concentrados sulfurados. Las plantas que utilizan Albion Process™ han tratado concentrados de oro refractario, concentrados de cobre calcopirítico, concentrados de zinc y polvos de fundición de cobre.

La lista de instalaciones publicadas por Glencore Technology incluye plantas para concentrados auríferos refractarios en Las Lagunas (República Dominicana) y Ararat (Armenia), tratamiento de concentrados de cobre en Sable (Zambia), tratamiento de polvos de fundición en la fundición MIM (Australia) y plantas para concentrados de plomo-zinc en España, Alemania y McArthur River (Australia).

En el Proyecto Aurífero GPM en Armenia, el circuito existente de carbón en lixiviación (CIL) recuperaba únicamente entre un 20 % y un 30 % del oro contenido en el material sulfurado. Tras la incorporación de una planta Albion Process™ para oxidar el concentrado sulfurado, la recuperación del concentrado aumentó desde un 20 % hasta más de un 98 %, mientras que la recuperación global de la planta alcanzó el 88 %, superando el objetivo de diseño del 86 %.

¿Cómo se compara la lixiviación oxidativa atmosférica con la oxidación a presión?

La principal diferencia entre la lixiviación oxidativa atmosférica y la oxidación a presión (POX) es que la primera elimina la necesidad de utilizar autoclaves. Glencore Technology informa que Albion Process™ presenta costos de capital significativamente inferiores a los de las plantas POX y que, al operar a presión atmosférica, evita los riesgos asociados a la operación de autoclaves. La compañía también cita un estudio reciente que indica que los costos operativos continuos pueden ser aproximadamente un tercio menores.

La propia planta es más simple. Los Albion Leach Reactors son recipientes atmosféricos en lugar de recipientes a presión; no existe equipamiento complejo operando a alta presión y los reactores individuales pueden aislarse mediante bypass cuando sea necesario. Albion Process™ ha sido puesto en marcha y ha alcanzado capacidad de diseño y recuperaciones objetivo en tan solo seis semanas.

En 2026, Rox Resources seleccionó Albion Process™ para el proyecto Youanmi tras extensas pruebas metalúrgicas y la evaluación de múltiples rutas de proceso. La tecnología fue elegida como una alternativa más práctica y de menor CAPEX que la oxidación a presión, manteniendo el desempeño metalúrgico requerido por el proyecto.

¿Cómo se desarrolla una planta de lixiviación oxidativa?

Una planta Albion Process™ se desarrolla por etapas, desde pruebas de laboratorio hasta operación industrial a escala completa, sin necesidad de una etapa de planta piloto. Además, se ofrece una garantía de desempeño del proceso. Glencore Technology indica que este enfoque de desarrollo en tres etapas permite alcanzar la capacidad de diseño y los niveles de recuperación previstos.

La primera fase del desarrollo del proyecto consiste en un programa de pruebas destinado a confirmar que el material de alimentación responde adecuadamente al proceso y a recopilar la información necesaria para el diseño. Posteriormente, Glencore Technology puede proporcionar un estudio Clase 4 (+35 %) de costos de capital y operación. Como etapa inicial, la compañía ofrece una estimación preliminar de costos de capital y operación basada en modelos de escritorio, sin costo alguno, una vez que se dispone de la composición del concentrado y de la capacidad de tratamiento planificada. Glencore Technology suministra la planta bajo un contrato global de diseño y suministro de equipos, incluyendo la planta de molienda IsaMill™ y el circuito modular de lixiviación oxidativa.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre la lixiviación oxidativa y la lixiviación con cianuro?

La lixiviación oxidativa y la lixiviación con cianuro cumplen funciones distintas. La lixiviación oxidativa descompone los minerales sulfurados para exponer el oro encapsulado. Posteriormente, la lixiviación con cianuro disuelve ese oro expuesto. En el Albion Process™, el residuo oxidado procedente de un concentrado aurífero refractario se envía directamente a la etapa de cianuración, sin necesidad de una etapa independiente de neutralización entre ambos procesos.

¿La lixiviación oxidativa requiere un recipiente a presión?

No en el caso del Albion Process™. La molienda ultrafina aumenta la reactividad de los sulfuros hasta el punto de permitir su oxidación a presión atmosférica, por lo que la lixiviación se realiza en los Albion Leach Reactors atmosféricos en lugar de autoclaves. Los reactores operan a temperaturas cercanas al punto de ebullición de la pulpa y son calentados únicamente por el calor generado durante la propia reacción de oxidación.

¿Qué tamaño de molienda se requiere para la lixiviación oxidativa atmosférica?

En el Albion Process™, el concentrado se muele hasta una granulometría donde el 80 % pasa entre 10 y 12 micrones. Los productos de lixiviación pasivan una partícula de sulfuro cuando forman una capa de aproximadamente 2 a 3 micrones de espesor. A esta granulometría, cada partícula se desintegra antes de que dicha capa pueda formarse, permitiendo que la lixiviación continúe a presión atmosférica.

¿Puede diseñarse una planta de lixiviación oxidativa sin una planta piloto?

Sí. Una planta Albion Process™ se desarrolla en tres etapas, desde pruebas de laboratorio hasta operación industrial a escala completa, y Glencore Technology indica que no es necesaria una etapa de planta piloto. Se proporciona una garantía de desempeño del proceso. Las pruebas realizadas sobre muestras representativas del concentrado confirman la aptitud del material para el proceso y suministran los datos necesarios para el diseño de la planta industrial.

¿Cuánto cuesta una planta de lixiviación oxidativa?

El costo depende de la composición del concentrado y de la capacidad de tratamiento. Glencore Technology proporciona una estimación preliminar gratuita de costos de capital (CapEx) y operación (OpEx) una vez que dispone de dicha información. Tras la etapa de pruebas, también puede desarrollar un estudio Clase 4 (+35 %) de costos de capital y operación. La Calculadora Albion Process™ proporciona una estimación preliminar de CapEx y OpEx, junto con una lista de equipos de alto nivel.

Primeros pasos con la lixiviación oxidativa

La lixiviación oxidativa permite recuperar metales contenidos en concentrados sulfurados que los procesos convencionales no pueden tratar de manera económicamente viable. Las rutas tradicionales se basan en calor, presión o bacterias. La lixiviación oxidativa atmosférica utiliza un principio diferente: moler el concentrado hasta una granulometría suficientemente fina para que los sulfuros puedan oxidarse en reactores atmosféricos simples.

Los principios fundamentales son consistentes en todas las plantas descritas anteriormente. El tamaño de molienda determina si la lixiviación puede llevarse a cabo, ya que una granulometría donde el 80 % del material pasa entre 10 y 12 micrones evita la pasivación. La transferencia de masa de oxígeno y el control del pH determinan la velocidad y el grado de oxidación de los sulfuros, así como la química de las etapas posteriores. Además, al operar sin autoclaves, la planta es más simple y rápida de instalar, y cada reactor puede aislarse para mantenimiento sin interrumpir la operación.

Este mismo enfoque puede aplicarse al oro, cobre, zinc y otros metales base, ajustando las condiciones de lixiviación según las características de cada concentrado. En GPM, Armenia, la tecnología permitió aumentar la recuperación del concentrado sulfurado desde un 20 % hasta más de un 98 %.

Cada concentrado es diferente, por lo que el punto de partida siempre debe ser un programa de pruebas metalúrgicas. Para evaluar la aplicación de la lixiviación oxidativa en su concentrado, utilice la Calculadora Albion Process™, consulte cómo funciona Albion Process™ o contacte al equipo de Albion Process™ para obtener una estimación preliminar gratuita de costos basada en la composición y capacidad de tratamiento de su concentrado.

Referencias técnicas

• Glencore Technology. The Albion Process for Refractory Gold.
• Glencore Technology. Introduction to the Albion Process.
• Glencore Technology. Albion Process™ Installation List.
• TOMS Institute. Technology for Processing of Refractory Gold-Containing Concentrates (IMPC 2016).