Por Olivia Mejías, MSc y Javier Quevedo, Geólogos Investigadores en SMI-ICE-Chile

 

Chile es reconocido como el productor del 28,5% del cobre mundial, con alrededor del 5.7 millones de toneladas métricas[1], y del 22% del litio mundial, con cerca de 18 mil toneladas métricas[2]. Sin embargo, los depósitos minerales chilenos ofrecen mucho más, y la atención ha comenzado a enfocarse en otros metales y minerales alojados en recursos primarios (depósitos minerales) y secundarios (desechos mineros). Chile tiene una larga historia minera, siendo explotados principalmente cobre, hierro, oro y molibdeno. Esto ha significado que, y de acuerdo con la actualización del Catastro Nacional de Depósitos de Relaves del Sernageomin (Servicio Nacional de Geología y Minería de Chile) de agosto de 2020, indica que actualmente en Chile existen un total de 757 depósitos de relaves, de los cuales 112 están activos, 467 inactivos, 173 abandonados y 5 están en construcción. Ambos, la industria y la sociedad están conscientes de los potenciales riesgos que presentan los depósitos de relaves, y que éstos requieren una gestión y monitoreo continuo. Sin embargo, también son potenciales recursos para suplementar la demanda de metales críticos. Actualmente, el desafío en Chile es tener suficiente conocimiento y aplicarlo a la recuperación de metales críticos desde un punto de vista de minería sostenible.

¿Qué son los metales críticos?

Es de acuerdo general, que los metales críticos son formalmente entendidos como metales económicamente importantes pero que cuentan con un alto potencial de disrupción del abastecimiento, a menudo debido a que una o dos minas, o un país, domina el suministro. Cada región geográfica considera diferentes materias primas como críticas. Debido a ello, existen diferentes listas de metales críticos al comparar la Unión Europea, Estados Unidos, y Australia. Algunos de los metales críticos declarados por estos tres países incluyen al cobalto (Co), vanadio (V), galio (Ga), germanio (Ge), y Tierras Raras (REE). Igualmente, la lista de metales críticos cambia con el tiempo ya que nuevos procesos de producción o nuevas minas modifican la demanda y la situación del suministro.

Los metales críticos son componentes esenciales en la producción de tecnología verde, tales como electromovilidad, turbinas eólicas y paneles solares, todos requeridos para la transición global hacia bajas emisiones de carbono. La transición a energías limpias y la creciente disponibilidad de aparatos tecnológicos establece una intensiva demanda de los metales críticos, lo cual provee enormes oportunidades para las operaciones mineras (a pequeña y gran escala) de recursos primarios y secundarios. Consecuentemente, los metales críticos juegan un rol crucial para asegurar el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas, ya sea desde el logro de “energía limpia y asequible” a un “consumo y producción responsable”. De acuerdo con el informe de EY “Riesgos y Oportunidades de la Industria Minera” del 2021[3], -descarbonización y agenda ambiental- está en cuarto lugar del ranking desde el 2020, lo cual refleja el gran desafío de la industria minera de utilizar energías verdes e introducir regulaciones sobre gases de efecto invernadero en sus operaciones. Sin lugar a duda, este nuevo desafío debe ser abordado desde una perspectiva responsable, y continuando el compromiso con la sostenibilidad ambiental, social y de gobernanza. Eso dicho, y aún, cuando los metales críticos tienen una gran demanda mundial, siguen siendo poco estudiados desde un punto de vista geometalúrgico.

Un paso vital es entender los controles sobre la distribución de los metales críticos, en términos de su concentración y ocurrencia en minerales de mena y de ganga dentro de diferentes sistemas de mineralización, y, a su vez, si es que estos metales críticos pueden ser procesados y extraídos de manera económicamente rentable. El uso de técnicas microanalíticas avanzadas como EPMA, LA-ICP-MS, entre otras, y complementadas con técnicas de mineralogía avanzada, es imperativo. Si estas técnicas de vanguardia son aplicadas a la caracterización de los recursos secundarios (relaves, estériles, escorias) será un paso clave hacia la revalorización de estos, permitiendo aplicar los principios de la economía circular, y siendo un camino hacia el crecimiento económico alineado con el desarrollo sostenible.


Mapa de distribución de elementos en pirita, generado con LA-ICP-MS. Foto de Javier Quevedo, 2020

En la industria minera, la economía circular está relacionada principalmente con el potencial que existe en el reprocesamiento de relaves. Sin embargo, la recuperación de otros elementos y minerales (más allá de los metales críticos) puede requerir la consideración de un enfoque innovador holístico. Esto podría brindar productos secundarios para las empresas mineras, que puedan optar por impulsar los mercados locales al brindarle a un emprendedor regional la oportunidad de recibir y manejar material a partir de la explotación de relaves, siendo una opción viable para el desarrollo de los procesos económicos, organizacionales, tecnológicos, ambientales y sociales de esa comunidad.

El caso de Chile

Joaquín González, estudiante de geología de la Universidad de Chile, realizó su práctica profesional en SMI-ICE-Chile junto al equipo de investigación de geología, enfocado en metales críticos hospedados en diferentes minerales presentes en los depósitos minerales chilenos. A través de una revisión de literatura, Joaquín creó una base de datos (n= 585 valores en total) evaluando los siguientes metales críticos: Co, Ni, Ga, Te, Ti, V -considerando diferentes técnicas microanalíticas- en pirita, calcopirita, bornita, calcosina y magnetita presentes en depósitos IOA, IOCG[4], pórfidos de cobre, epitermales y estratoligados.

La pirita es el mineral que demuestra una concentración altamente enriquecida en cobalto, debido a un proceso de solución sólida por sustitución química. Por ejemplo, las piritas ricas en (Co) en depósitos IOA tienen hasta 40.000 ppm de Co, en depósitos IOCG hasta 25.000 ppm, en depósitos de pórfidos de cobre hasta 24.050 ppm, en depósitos epitermales hasta 3.000 ppm, y en depósitos estratoligados hasta 400 ppm. Por ende, en un país minero como es Chile, la oportunidad para evaluar la recuperación de metales críticos como subproductos tiene retornos prometedores.

Los investigadores en geología de SMI-ICE-Chile y el practicante en geología de la Universidad de Chile

Un equipo colaborativo

El área de investigación en geología y procesamiento de minerales en SMI-ICE-Chile ha obtenido experiencia valiosa sobre los metales críticos en años recientes. A través de estudios aplicados al cobalto presente en depósitos IOCG en proyectos realizados con grandes empresas mineras, tesis de investigación y prácticas profesionales, al igual que investigación realizada internamente. Estos proyectos han incluido análisis de datos exploratorios (EDA, por sus siglas en inglés) utilizando resultados de muestras que han sido sometidas a análisis geoquímicos, análisis mineralógicos (XRD, SEM, MLA-SEM), geoquímica mineral (LA-ICP-MS), y pruebas metalúrgicas (pruebas de molienda y flotación). Debido a la demanda, los metales críticos serán solicitados mundialmente en las próximas décadas, y es importante incentivar su entendimiento, conocimiento, y aplicabilidad de su recuperación metalúrgicas desde los depósitos primarios y secundarios chilenos, atrayendo nuevas oportunidades de commodities más allá del cobre. SMI-ICE-Chile en colaboración con SMI-UQ están evaluando proyectos enfocados en el potencial de la extracción de metales críticos como subproducto de minas existentes y nuevas.

   

Para más información, contacte a Olivia Mejías en o.mejias@smiicechile.cl y a Javier Quevedo en j.quevedo@smiicechile.cl

 

[1] https://www.statista.com/statistics/254845/copper-production-of-chile/

[2] https://www.statista.com/statistics/717594/chile-lithium-production/

[3] https://www.ey.com/en_gl/mining-metals/top-10-business-risks-and-opportunities-for-mining-and-metals-in-2021

[4] Depósitos minerales del tipo óxido de hierro ± apatita (IOA), y de hierro óxido-cobre-oro (IOCG), por sus siglas en inglés

 

Referencias

Quevedo, Javier (2020) “Concentración y distribución de cobalto en piritas del depósito IOCG La Estrella, Región de Atacama, Chile”. Degree thesis, Universidad Mayor, Santiago, Chile http://repositorio.umayor.cl/xmlui/handle/sibum/6875

Mejías, Olivia (2020) “Geochemical assessment of critical metals: A geometallurgical guideline for the evaluation of by-products of an IOCG type deposit, Chile”. Procemin-Geomet conference proceedings, Santiago, Chile http://www.gecaminpublications.com/procemin-geomet2020/