La producción de zinc es una actividad económica importante en todo el mundo y en Bolivia es una industria metalúrgica relevante que se compone de producción primaria y secundaria. El zinc es ampliamente utilizado en diversos sectores, especialmente en la fabricación de productos galvanizados. La producción de zinc puede llevarse a cabo mediante hidrometalurgia o pirometalurgia, siendo la hidrometalurgia el proceso más utilizado debido a su alta calidad y bajo coste energético. La producción de zinc también puede tener un impacto ambiental significativo si no se maneja adecuadamente. Una planta refinadora de zinc es una instalación industrial que se utiliza para procesar concentrados de zinc y producir zinc de alta pureza mediante un proceso hidrometalúrgico. El proceso de refinación del zinc comienza con la recepción del concentrado de zinc en la planta refinadora y el primer paso es la eliminación de los contaminantes del concentrado mediante un proceso de flotación. Luego, el concentrado de zinc se somete a un proceso de lixiviación en el que se disuelve el zinc contenido en el sulfuro de zinc.
La minería y el procesamiento de zinc han recorrido un largo camino desde los días en que se descubrió que la esfalerita podía convertirse en bronce. La tecnología moderna ha transformado la forma en que extraemos y procesamos los materiales de las minas. Los equipos de minería duraderos y compactos para trabajo pesado han permitido un aumento en la rentabilidad y la eficiencia en la actividad minera. Esto ha llevado a la reducción del desperdicio y el uso de sustancias químicas peligrosas en la industria minera.
El zinc es un material versátil que se utiliza en numerosas áreas de nuestras vidas. Desde los recubrimientos anticorrosivos para acero, bronce y otros metales hasta la producción de materiales compuestos, el zinc sigue siendo un material esencial. Además, se utiliza en la producción de bronce, cosméticos, fármacos, micronutrientes para seres humanos, plantas y animales, así como en propiedades de semiconductor.
La mina de zinc más grande del mundo está situada en Alaska, aunque hay minas de zinc en más de 50 países en todo el mundo. Los principales productores de zinc son Canadá, Australia, China, Perú y Estados Unidos. Sin embargo, algunas minas de zinc en Canadá, Australia, Irlanda y Namibia se cerrarán en la próxima década debido al agotamiento del mineral. Los depósitos de mineral de zinc se encuentran alojados en sedimentos, material volcánico, intrusiones y en el Valle del Mississippi.
El proceso de extracción de zinc es principalmente subterráneo, con más del 80% del zinc extraído bajo la superficie terrestre. Una vez extraído, el concentrado se calcina a una temperatura de 950 °C, causando la oxidación del zinc, sulfuro y hierro. Luego, el zinc y el hierro se reducen a polvo y se lixivian con ácido sulfúrico diluido, posteriormente se neutraliza la solución y se extraen los contaminantes mediante filtración. En el taller de fundición, el zinc se procesa para que tome su forma final.
En conclusión, la minería y el procesamiento de zinc han evolucionado significativamente en las últimas décadas. Los avances tecnológicos han permitido la creación de equipos más duraderos y compactos para trabajo pesado, lo que ha aumentado la rentabilidad y la eficiencia en la actividad minera. El zinc es un material esencial en muchas áreas de nuestras vidas y se encuentra en todo el mundo. Con el continuo agotamiento de los depósitos de zinc, es importante desarrollar tecnologías innovadoras y sostenibles para asegurar la disponibilidad continua de este material esencial.
Proceso de diseño y construcción
La construcción de una planta de zinc es un proceso complejo que requiere de una planificación minuciosa, una inversión significativa y la experiencia de profesionales capacitados. El zinc es un elemento metálico ampliamente utilizado en la fabricación de diversos productos, desde baterías hasta materiales de construcción, por lo que la demanda de este metal es alta. En este artículo, exploraremos los pasos clave involucrados en la construcción de una planta de zinc.
“Evaluación del sitio y diseño de la planta Antes de construir una planta de zinc, se debe evaluar el sitio para determinar si es adecuado para el proceso de producción. El sitio debe estar ubicado cerca de una fuente confiable de mineral de zinc y tener acceso a una infraestructura adecuada, como carreteras, ferrocarriles y puertos marítimos. Después de la evaluación del sitio, se diseña la planta, incluyendo el diseño de los edificios, equipos, sistemas de seguridad y otros aspectos importantes” señaló señaló Eugenio Mendoza, presidente ejecutivo de Comibol.
En primer lugar, es importante mencionar que la cantidad de cemento y fierro de construcción necesarios para la construcción de una planta de zinc varía en función del tamaño y las especificaciones del proyecto.
Admitió Mendoza que se licitará en el país empresa constructoras, también se hizo un cálculo del material que entraría en la parte de constructiva de la planta de Zinc.
En cuanto a la cantidad de cemento necesaria para la construcción de una planta de zinc, se estima que se requieren aproximadamente 1,5 toneladas de cemento por cada 10 metros cuadrados de construcción. En otras palabras, para una planta de zinc de 1.000 metros cuadrados, se necesitarían alrededor de 150 toneladas de cemento. En cuanto al fierro de construcción, se estima que se necesitan aproximadamente 10 kilos de fierro por cada metro cuadrado de construcción. Por lo tanto, para una planta de zinc de 1.000 metros cuadrados, se necesitarían alrededor de 10 toneladas de fierro de construcción.
En cuanto al número de trabajadores requeridos para la construcción de una planta de zinc, esto también varía según el tamaño y las especificaciones del proyecto. Se estima que para una planta de zinc de tamaño mediano, se necesitarían alrededor de 100 trabajadores para llevar a cabo la obra bruta. Esto incluiría trabajadores especializados en diferentes áreas, como la construcción de estructuras de acero y la instalación de sistemas eléctricos y de tuberías.
Extracción del Zinc
El zinc es un metal ampliamente utilizado en diversos sectores, incluyendo la construcción, el transporte, los bienes de consumo y los electrodomésticos, la ingeniería y la fabricación intermedia. Uno de los principales usos del zinc es en la fabricación de productos galvanizados, donde se utiliza para proteger otros metales, como el acero, de la corrosión. Este proceso tiene un impacto ambiental menor que otras formas de protección contra la corrosión, y el zinc utilizado en la fabricación de estos productos puede ser recuperado y reutilizado sin pérdida de calidad.
La producción de zinc puede llevarse a cabo a través de dos procesos: hidrometalurgia y pirometalurgia. El proceso más utilizado es la hidrometalurgia debido a su alta calidad y bajo coste energético. Este proceso utiliza sulfato de zinc para la extracción de metal, y se lleva a cabo a través de una serie de etapas que incluyen la lixiviación, la purificación y la electrólisis.
“Por otro lado, la pirometalurgia se utiliza cuando los minerales que se extraen son pobres en zinc. En este proceso, se calientan los minerales a altas temperaturas para extraer el zinc. Además, existen otros procesos desarrollados por ingenierías bolivianos que utilizan sulfatos para extraer el zinc en minerales con escaso contenido en este metal”, señaló Mendoza.
Si bien la producción de zinc es una actividad económica importante, también puede tener un impacto ambiental significativo. La producción de zinc puede generar emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes, como el dióxido de azufre y el óxido de nitrógeno. Además, los residuos y los efluentes pueden contener metales pesados y otros contaminantes que pueden tener un impacto negativo en el medio ambiente y la salud humana si no se manejan adecuadamente.
Proceso de refinación
Una planta refinadora de zinc es una instalación industrial que se utiliza para procesar concentrados de zinc y producir zinc de alta pureza mediante un proceso hidrometalúrgico. El proceso hidrometalúrgico utiliza soluciones acuosas para disolver y separar los diferentes componentes del concentrado de zinc, lo que permite obtener un producto final de alta pureza.
“El proceso de refinación del zinc comienza con la recepción del concentrado de zinc en la planta refinadora. El concentrado de zinc es un material de alta densidad que contiene una gran cantidad de zinc y otros metales, como el plomo y el cadmio, que se encuentran en forma de sulfuros” Advirtió Mendoza.
El primer paso del proceso de refinación del zinc es la eliminación de los contaminantes del concentrado. El concentrado se mezcla con agua y se somete a un proceso de flotación para separar los sulfuros de zinc de los contaminantes, como el plomo y el cadmio. Los sulfuros de zinc flotan y se recogen, mientras que los contaminantes se hunden y se eliminan.
Una vez eliminados los contaminantes, el concentrado de zinc se somete a un proceso de lixiviación en el que se disuelve el zinc contenido en el sulfuro de zinc. La lixiviación se lleva a cabo en grandes tanques que contienen soluciones acuosas de ácido sulfúrico y cloruro de sodio. El ácido sulfúrico disuelve el zinc del sulfuro de zinc, y el cloruro de sodio ayuda a mantener el pH de la solución.
La solución resultante se somete a un proceso de purificación para eliminar impurezas como el hierro y el cobre, que pueden afectar la calidad del producto final. La purificación se lleva a cabo mediante la adición de compuestos químicos que reaccionan con las impurezas y las hacen precipitar fuera de la solución.
Una vez purificada la solución, se somete a un proceso de electrólisis en el que se deposita el zinc puro en cátodos de acero inoxidable. El proceso de electrólisis consiste en la aplicación de una corriente eléctrica a la solución que hace que los iones de zinc se depositen en los cátodos de acero inoxidable. El zinc depositado en los cátodos se recolecta y se funde en lingotes de zinc puro.
Esta planta refinadora de zinc utiliza un proceso hidrometalúrgico para procesar concentrados de zinc y producir zinc de alta pureza. El proceso incluye la eliminación de contaminantes, la lixiviación del sulfuro de zinc, la purificación de la solución y la electrólisis para depositar el zinc puro en cátodos de acero inoxidable. La refinación del zinc es un proceso importante para la producción de productos de zinc de alta calidad que se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones industriales y de consumo.
Industrialización
El Gobierno boliviano ha anunciado recientemente que ha concluido la ingeniería básica para la construcción de una planta de procesamiento de zinc, con una inversión de US$350 millones en el departamento de Potosí. Según una autoridad, la minera estatal Comibol se encargará del proyecto.
El ministro de Minería y Metalurgia, Ramiro Villavicencio, informó en una conferencia que la planta se financiaría con la emisión de bonos, aunque no proporcionó más detalles al respecto. La instalación, que se ubicará en 30 hectáreas de terreno, procesará alrededor de 150,000 toneladas al año de concentrados de zinc y se prevé que utilizará 2,500 litros por segundo de agua.
El lugar de ubicación de la planta se decidirá entre Karachipamba o Caiza, y dependerá de que se garantice el suministro de energía necesario. “Potosí va a tener una planta refinadora de zinc de alta tecnología”, afirmó el ministro. “Hemos adoptado para Potosí los procesos de tostación, lixiviación y electrólisis”.
Las empresas proveedoras de concentrados serán San Vicente, San Cristóbal, Porco y cooperativas mineras. Villavicencio también señaló que Potosí, en el suroeste del país, produce el 90% de los concentrados de zinc de Bolivia.
Además, se construirá otra refinadora de zinc en el departamento de Oruro, con una inversión también de US$350 millones, que será financiada con un crédito otorgado por China.
Este proyecto es una muestra más del interés del gobierno boliviano en impulsar el sector minero del país, aprovechando sus recursos naturales para fomentar el desarrollo económico y social. Sin embargo, es importante que se lleven a cabo todas las medidas necesarias para garantizar que la construcción y operación de estas plantas se realice de manera responsable y sostenible, cuidando el medio ambiente y protegiendo los derechos de las comunidades locales.
Financiación del proyecto
La Corporación Minera de Bolivia (Comibol) empeso los procesos de licitación Hidrometalúrgico Comibol, que tiene como objetivo recuperar todos los metales de alto valor comercial de los concentrados de zinc mediante un proceso hidrometalúrgico. Según Mendoza, todas las condiciones técnicas, económicas, comerciales y medioambientales están dadas para llevar a cabo este proyecto, y se ha remitido al Ministerio de Minería y Metalurgia para su aprobación final.
El proyecto establece que la Empresa Minera Colquiri será el abastecedor de concentrados de zinc para el tratamiento en la nueva planta hidrometalúrgica, ya que su producción se ajusta al tamaño de la fábrica, con una capacidad máxima de 150 toneladas métricas día (TM/día). La inversión total proyectada es de 53 millones de dólares, y se espera que la utilidad neta anual sea de 32 millones de dólares, con una recuperación de la inversión en dos años. Además, el proyecto prevé la implementación de la infraestructura, el montaje de la maquinaria y las pruebas iniciales en un período de 10 meses.
El proceso hidrometalúrgico se basa en la disolución de los concentrados de zinc con amoníaco y ácido sulfúrico, que son sometidos a presión de oxígeno para precipitar todos los elementos disueltos en un líquido concentrado, del cual se recuperan todos los minerales estratégicos que componen el zinc. El resultado final es el óxido de zinc y otros metales de alta demanda en la industria, como la fabricación de llantas y catalizadores.
Este tipo de proceso hidrometalúrgico ya se emplea en varios países del mundo, y Bolivia cuenta con suficiente experiencia en esta técnica, siendo Corocoro una referencia, donde se producen láminas de cobre de alta pureza. Sin embargo, en Sudamérica y Bolivia en particular, este proceso hidrometalúrgico es pionero en cuanto a la recuperación de metales a partir de concentrados de zinc, y será la estatal Comibol quien lo implementará.
El Proyecto Hidrometalúrgico Comibol es una gran oportunidad para Bolivia de impulsar su economía y aprovechar al máximo sus recursos minerales. Además, al recuperar todos los metales de alto valor comercial de los concentrados de zinc, se contribuirá a la sostenibilidad ambiental y al desarrollo sostenible de la industria minera en Bolivia.
Como evoluciono la Producción de Zinc en Bolivia
En 1801, el químico y metalúrgico belga Jean-Jacques Dony descubrió una forma más eficiente de producir zinc a partir de minerales de zinc. Su proceso, conocido como el “proceso belga”, fue utilizado en la mina Cala ubicada en la región de Lieja en Bélgica y permitió la producción a gran escala de zinc de alta calidad y fue adoptado por la mayoría de las fundiciones de zinc en Europa. La mina operó hasta 1963 y dio origen al nombre de la calamina con la que se han construido los techos de miles de casas en todo el mundo.
El zinc es un metal dúctil y maleable de color gris azulado, es un buen conductor de electricidad y calor, es relativamente resistente a la corrosión y forma una capa protectora de óxido en su superficie cuando se expone al aire, es un elemento esencial en la dieta humana y se encuentra en muchos alimentos, incluyendo carnes, mariscos, legumbres y nueces.
El zinc tiene muchos usos en la industria y en la vida cotidiana, se utiliza en la producción de galvanizado, que es un proceso que protege al acero de la corrosión, en la fabricación de baterías y dispositivos electrónicos, en la producción de aleaciones de metales, como el latón y el bronce, es un componente importante de los fertilizantes y se utiliza para mejorar el crecimiento de las plantas. El consumo mundial de zinc ha ido en aumento en los últimos años, Según el Servicio Geológico de los Estados Unidos, el consumo mundial de zinc en 2020 fue de aproximadamente 14,2 millones de toneladas métricas. Los mayores consumidores de zinc son China, Estados Unidos, India y Corea del Sur.
La cotización del zinc ha experimentado importantes fluctuaciones en los últimos veinte años, pero en general ha seguido una tendencia al alza en términos nominales. En el año 2003, el precio promedio del zinc en la Bolsa de Metales de Londres (LME, por sus siglas en inglés) fue de alrededor de 0,37 dólares por libra. En los siguientes años, el precio del zinc experimentó una tendencia al alza, alcanzando un máximo histórico de 2,08 dólares por libra a fines de 2006. Sin embargo, el valor real del zinc puede verse afectado por factores como la inflación y las fluctuaciones de las monedas en los mercados internacionales.
A partir de 2007, el precio del zinc comenzó a experimentar una tendencia a la baja, que se prolongó hasta 2009, cuando el precio promedio fue de alrededor de 0,75 dólares por libra. Desde entonces, el precio del zinc ha experimentado una tendencia alcista, con algunas fluctuaciones.
En los últimos cinco años, el precio del zinc ha mostrado una tendencia al alza constante; sin embargo, en los últimos meses, el precio ha experimentado cierta volatilidad debido a las incertidumbres económicas y geopolíticas en todo el mundo.