Los depósitos de mineral de níquel laterítico son cortezas superficiales erosionadas formadas en rocas ultramáficas . Representan el 73% de los recursos de níquel del mundo continental y serán en el futuro la fuente dominante para la extracción de níquel. [1]
Minerales lateríticos de níquel formados por una intensa erosión tropical de rocas ultramáficas ricas en olivino, como dunita, peridotita y komatiita y sus derivados serpentinizados, la serpentinita , que se compone principalmente de serpentina de silicato de magnesio y contiene aprox. 0,3% níquel. Este contenido inicial de níquel se enriquece fuertemente durante la lateritización . Hay que distinguir dos tipos de mineral laterítico de níquel: los de limonita y los de silicato. [2]
Las lateritas de tipo limonita (u tipo óxido) están altamente enriquecidas en hierro debido a una lixiviación muy fuerte de magnesio y sílice. Se componen principalmente de goethita y contienen entre 1 y 2% de níquel incorporado en goethita. La ausencia de la zona de limonita en los depósitos minerales se debe a la erosión.
La fuerte erosión de las rocas ultramáficas en la superficie de la Tierra en condiciones húmedas hace que se formen recursos de níquel dentro de las lateritas de níquel. Las lateritas se forman por la descomposición de minerales que luego se lixivian al agua subterránea, los minerales sobrantes se unen para formar el nuevo mineral conocido como lateritas. El níquel se convierte en un mineral de calidad utilizable al fusionarse con los minerales estables recién formados. [3]
Mineral de níquel tipo silicato (o tipo saprolita) formado debajo de la zona de limonita. Generalmente contiene entre 1,5% y 2,5% de níquel y se compone en gran parte de serpentina empobrecida en Mg a la que se incorpora níquel. En las bolsas y fisuras de la roca serpentinita, la garnierita verde puede estar presente en pequeñas cantidades, pero con un alto contenido de níquel, en su mayoría del 20 al 40%. Está unido a minerales filosilicatos recién formados . Todo el níquel en la zona de silicato se lixivia hacia abajo (concentración absoluta de níquel) desde la zona de goethita suprayacente.
Los depósitos típicos de mineral de laterita de níquel son depósitos de muy gran tonelaje y baja ley ubicados cerca de la superficie. Por lo general, están en el rango de 20 millones de toneladas y más (siendo este un recurso contenido de 200.000 toneladas de níquel al 1%), y algunos ejemplos se acercan a los mil millones de toneladas de material. Por lo tanto, normalmente, los depósitos de mineral de laterita de níquel contienen muchos miles de millones de dólares de valor in situ del metal contenido . [ cita necesaria ]
Los depósitos de mineral de este tipo están restringidos al manto erosionado desarrollado sobre rocas ultramáficas. [4] Como tales, tienden a ser tabulares, planos y realmente grandes, cubriendo muchos kilómetros cuadrados de la superficie de la Tierra. Sin embargo, en cualquier momento dado, el área de un depósito que se está explotando para obtener mineral de níquel es mucho más pequeña, normalmente sólo unas pocas hectáreas. La mina típica de laterita de níquel a menudo opera como una mina a cielo abierto o como una mina a cielo abierto. [ cita necesaria ]
Las lateritas de níquel son un tipo muy importante de depósito de mineral de níquel. Están creciendo hasta convertirse en la fuente más importante de níquel metálico para la demanda mundial (actualmente superada por los depósitos de mineral de níquel sulfurado).
Las lateritas de níquel generalmente se extraen mediante métodos de minería a cielo abierto . El níquel se extrae del mineral mediante diversas rutas de proceso. Los procesos hidrometalúrgicos incluyen la lixiviación ácida a alta presión (HPAL) y la lixiviación en pilas , las cuales generalmente van seguidas de extracción con solventes y electroobtención ( SX-EW ) para la recuperación de níquel. Otra ruta hidrometalúrgica es el proceso Caron, que consiste en una tostación seguida de lixiviación con amoniaco y precipitación como carbonato de níquel. Además, el ferroníquel se produce mediante el proceso de horno eléctrico de horno rotatorio (proceso RKEF).
El procesamiento de lixiviación ácida a alta presión se emplea para dos tipos de minerales de laterita de níquel:
Las ventajas de las plantas HPAL son que no son tan selectivas en cuanto al tipo de minerales, leyes y naturaleza de la mineralización . La desventaja es la energía necesaria para calentar el material mineral y el ácido, y el desgaste que el ácido caliente provoca en la planta y el equipo. Los mayores costos de energía exigen leyes de mineral más altas.
El tratamiento de lixiviación en pilas de lateritas de níquel se aplica principalmente a tipos de minerales ricos en óxidos pobres en arcilla donde los contenidos de arcilla son lo suficientemente bajos como para permitir la percolación del ácido a través de la pila. Generalmente, esta ruta de producción es mucho más barata (hasta la mitad del costo de producción) debido a la falta de necesidad de calentar y presurizar el mineral y el ácido.
El mineral se muele, se aglomera y quizás se mezcla con roca pobre en arcilla para evitar la compactación de los materiales arcillosos y así mantener la permeabilidad . El mineral se apila sobre membranas plásticas impermeables y el ácido se filtra sobre el montón, generalmente durante 3 a 4 meses, etapa en la que del 60% al 70% del contenido de níquel-cobalto se libera en una solución ácida, que luego se neutraliza con piedra caliza y Se genera un producto intermedio de hidróxido de níquel-cobalto, que generalmente luego se envía a una fundición para su refinación.
La ventaja del tratamiento de lixiviación en pilas de minerales de laterita niquelífera es que la planta y la infraestructura minera son mucho más baratas (hasta un 25% del coste de una planta HPAL) y menos riesgosas desde el punto de vista tecnológico. Sin embargo, están algo limitados en cuanto a los tipos de minerales que pueden tratarse.
Un desarrollo reciente en la extracción de minerales de laterita de níquel es un grado particular de depósitos tropicales, tipificados por ejemplos en Acoje en Filipinas, desarrollados en secuencias ultramáficas de ofiolitas . Este mineral es tan rico en limonita (generalmente con una ley de 47 % a 59 % de hierro , de 0,8 a 1,5 % de níquel y trazas de cobalto ) que es esencialmente similar al mineral de hierro de baja ley . Como tal, ciertas fundiciones de acero en China han desarrollado un proceso para mezclar mineral de limonita de níquel con mineral de hierro convencional para producir productos alimenticios de acero inoxidable .
Actualmente se está demostrando otro nuevo método de extracción de níquel de minerales de laterita en una planta de prueba a escala piloto en las instalaciones de CSIRO en Perth, Australia. El proceso DNi utiliza ácido nítrico, en lugar de ácido sulfúrico, para extraer el níquel en unas pocas horas y luego el ácido nítrico se recicla. El proceso DNi tiene la principal ventaja de poder tratar minerales lateríticos de limonita y saprolita y se estima que tiene menos de la mitad de los costos de capital y operativos de los procesos HPAL o FerroNickel.