Proceso de Refinación del Cobre: Técnicas, Etapas y Aplicaciones Industriales

Introducción a la Refinación del Cobre

La refinación (al igual que en aplicaciones no metalúrgicas) es una etapa que consiste básicamente en la purificación de un material impuro; en este caso, un metal. Este procedimiento se distingue de otros procesos, como por ejemplo la fundición y la calcinación, en que estos dos últimos implican un cambio químico de la materia prima. En cambio, en la refinación, el material resultante es químicamente idéntico al original, solo que con un grado de pureza superior. Los métodos utilizados durante la refinación son diversos e incluyen técnicas tanto pirometalúrgicas como hidrometalúrgicas.

Refinación a Fuego (Acendrado)

Uno de los métodos más antiguos para la purificación de metales es el acendrado. Originalmente, el producto obtenido de la fundición era un cobre negro e impuro, el cual debía ser derretido en repetidas ocasiones para purificarlo, sometiéndolo alternadamente a ciclos de oxidación y reducción.

Durante una de las etapas de fundición, se añadía plomo al proceso. El oro y la plata se disuelven preferentemente en este medio, lo que permitía obtener los mecanismos necesarios para recuperar dichos metales preciosos. Con el fin de producir un cobre más puro y apto para la fabricación de placas o recipientes de cocina, se implementaron procesos de fundición más eficientes utilizando carbón de leña como combustible. La aplicación constante y repetitiva de estas técnicas de acendrado permitió alcanzar niveles de hasta un 99.25% de pureza en el cobre.

Descripción del Proceso Moderno

La refinación a fuego, aplicada por ejemplo al cobre blíster, puede clasificarse en dos modalidades: parcial o total.

Refinación Parcial y Producción de Ánodos

En la refinación parcial, se procede de la siguiente manera:

• Eliminación de azufre: Se realiza mediante una oxidación controlada para generar dióxido de azufre (SO₂).
• Eliminación de oxígeno: Se logra mediante la reducción a través de la inyección de un agente reductor gaseoso, generando dióxido de carbono (CO₂).

El producto resultante es un cobre que se moldea en forma de ánodos, los cuales son enviados a una refinería electrolítica para obtener, finalmente, un cátodo de cobre de alta pureza.

Cobre RAF (Refinado a Fuego)

Cuando el metal se comercializa directamente como cobre RAF (Refinado a Fuego) sin pasar por la etapa electrolítica, es imperativo incorporar una fase adicional denominada acomplejamiento. En esta etapa, las impurezas críticas como el arsénico, el antimonio y el bismuto son escorificadas mediante el uso de carbonatos y eliminadas del metal. Este proceso de acomplejamiento se lleva a cabo estratégicamente después de la oxidación del azufre y antes de la etapa de reducción.

Referencia: Proceso de refinación del cobre