La extracción de cobre se refiere a los métodos utilizados para obtener cobre de sus minerales . La conversión de minerales de cobre consta de una serie de procesos físicos, químicos y electroquímicos. Los métodos han evolucionado y varían según el país según la fuente del mineral, las regulaciones ambientales locales y otros factores. [1]
El Antiguo Complejo de Cobre en América del Norte ha sido datado radiométricamente en 9500 a. C., es decir, alrededor de 7480 a. C., lo que lo convierte en uno de los ejemplos más antiguos conocidos de extracción de cobre en el mundo. [2] La evidencia más temprana del martillado en frío del cobre nativo proviene de la excavación en Çayönü Tepesi en el este de Anatolia , que data entre 7200 y 6600 a.C. [3] Entre los diversos objetos considerados votivos o amuletos, había uno que parecía un anzuelo y otro que parecía un punzón. Otro hallazgo, en la cueva Shanidar en Mergasur, Irak, contenía cuentas de cobre y se remonta al 8.700 a. C. [4]
Una de las minas de cobre más antiguas conocidas del mundo, a diferencia del uso de depósitos superficiales, se encuentra en el valle de Timna , Israel, y se ha utilizado desde el cuarto milenio a. C., y el uso de depósitos superficiales se produjo en el quinto y sexto milenio. [5] [6]
El sitio arqueológico de Pločnik en el sureste de Europa ( Serbia ) contiene la evidencia más antigua fechada con seguridad [ dudosa ] de producción de cobre a alta temperatura, del año 5.000 a.C. El hallazgo de junio de 2010 abarca otros 500 años más y data del quinto milenio a. C., lo que representa el registro anterior de fundición de cobre en Rudna Glava ( Serbia ). [7]
Hasta la segunda mitad del siglo XX, la fundición de minerales de sulfuro era casi el único medio para producir cobre metálico a partir de minerales extraídos ( producción primaria de cobre). En 2002, el 80% de la producción mundial de cobre primario procedía de minerales de cobre, hierro y azufre, y la gran mayoría de ellos se trataba mediante fundición. [8]
Inicialmente, el cobre se recuperaba de minerales de sulfuro fundiendo directamente el mineral en un horno. [9] Las fundiciones se ubicaron inicialmente cerca de las minas para minimizar el costo de transporte. Esto evitó los costes prohibitivos del transporte de los minerales residuales y del azufre y el hierro presentes en los minerales que contienen cobre. Sin embargo, a medida que disminuyó la concentración de cobre en los yacimientos, los costos de energía para fundir todo el mineral también se volvieron prohibitivos y se hizo necesario concentrar los minerales primero.
Las técnicas de concentración iniciales incluyeron clasificación manual [10] y concentración por gravedad. Esto resultó en grandes pérdidas de cobre. En consecuencia, el desarrollo del proceso de flotación por espuma fue un gran paso adelante en el procesamiento de minerales. [11] Hizo posible el desarrollo de la mina gigante Bingham Canyon en Utah. [12]
En el siglo XX, la mayoría de los minerales se concentraban antes de fundirlos. La fundición se realizaba inicialmente mediante plantas de sinterización y altos hornos , [13] o con tostadoras y hornos de reverbero . [14] La tostación y la fundición en hornos de reverbero dominaron la producción primaria de cobre hasta la década de 1960. [8]
La tecnología de fundición del cobre dio origen a la Edad del Cobre , también conocida como Edad Calcolítica, y luego a la Edad del Bronce . La Edad del Bronce no habría sido posible sin el desarrollo de la tecnología de fundición.
El moderno proceso de flotación por espuma fue inventado de forma independiente a principios del siglo XX en Australia por CV Potter y casi al mismo tiempo por GD Delprat . [15]
La ley promedio de los minerales de cobre en el siglo XXI es inferior al 0,6% de cobre, y una proporción de minerales económicos es inferior al 2% del volumen total de la roca mineral. Así, en todas las operaciones mineras, el mineral normalmente debe ser beneficiado (concentrado). El concentrado normalmente se vende a fundiciones distantes , aunque algunas minas grandes tienen fundiciones ubicadas cerca. Esta colocación de minas y fundiciones era más típica en el siglo XIX y principios del XX, cuando las fundiciones más pequeñas podían resultar económicas. Las técnicas de procesamiento posteriores dependen de la naturaleza del mineral.
En el caso habitual, cuando se trata principalmente de minerales de cobre sulfurados (como la calcopirita , FeCuS 2 ), el mineral se trata mediante trituración , donde la roca se tritura para producir partículas pequeñas (<100 μm) que constan de fases minerales individuales. Luego, estas partículas están listas para ser separadas para eliminar la ganga (residuos de rocas de silicato) mediante flotación por espuma. [1]
En la flotación por espuma, el mineral triturado se humedece, se suspende en una suspensión y se mezcla con reactivos que vuelven hidrófobas las partículas de sulfuro . Los reactivos típicos ("colectores") incluyen etilxantato de potasio y etilxantato de sodio , pero también se utilizan ditiofosfatos y ditiocarbamatos. La suspensión se introduce en un tanque de aireación lleno de agua que contiene un tensioactivo tal como metilisobutilcarbinol (MIBC). El aire es constantemente forzado a través de la suspensión. Las burbujas de aire se adhieren a las partículas hidrófobas de sulfuro de cobre, que son transportadas a la superficie donde se retira la espuma. Estos desnatados generalmente se someten a una celda limpiadora para eliminar el exceso de silicatos y otros minerales de sulfuro que pueden afectar negativamente la calidad del concentrado (típicamente, galena ) y el concentrado final se envía a fundición. La roca que no ha flotado en la celda de flotación se descarta como relave o se procesa adicionalmente para extraer otros metales como plomo (de galena) y zinc (de esfalerita ), en caso de que existan. Se toman una variedad de medidas para mejorar la eficiencia de la flotación de espuma. Se utiliza cal para elevar el pH del baño de agua, lo que hace que el colector se una más eficientemente a los sulfuros de cobre. El proceso puede producir concentrados con contenidos de cobre de 27 a 29% y 37 a 40% a partir de calcopirita y calcocita , respectivamente.
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Los minerales de cobre oxidados incluyen carbonatos como la azurita y la malaquita , el silicato de crisocola y sulfatos como la atacamita . En algunos casos, se permite que los minerales de sulfuro se degraden a óxidos. Estos minerales son susceptibles de hidrometalurgia. Específicamente, dichos minerales de óxido generalmente se extraen en ácido sulfúrico acuoso , generalmente mediante lixiviación en pilas o lixiviación en vertedero . La solución de lixiviación rica resultante se purifica mediante extracción con disolventes (SX). Se trata con un disolvente orgánico y quelantes orgánicos. Los quelantes unen los iones de cobre (y, idealmente, ningún otro ión), los complejos resultantes se disuelven en la fase orgánica. Este disolvente orgánico se evapora, dejando un residuo de los complejos de cobre. Los iones de cobre se liberan del residuo con ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico barrado (desnudo) se reciclaba de nuevo en los montones. Los ligandos orgánicos también se recuperan y reciclan. Alternativamente, el cobre puede precipitarse fuera de la solución impregnada poniéndola en contacto con chatarra; un proceso llamado cementación . El cobre cemento normalmente es menos puro que el cobre SX-EW. [dieciséis]
Los sulfuros secundarios, aquellos formados por enriquecimiento secundario supergénico , son resistentes ( refractarios ) a la lixiviación sulfúrica. [17] Los sulfuros de cobre secundarios están dominados por el mineral calcocita; Mineral formado a partir de sulfuros primarios, como la calcopirita , que sufren procesos químicos como oxidación o reducción. [18] Normalmente, los minerales de sulfuro secundario se concentran mediante flotación por espuma. [19] Otros procesos de extracción, como la lixiviación, se utilizan eficazmente para la extracción de sulfuros secundarios de cobre, pero a medida que aumenta la demanda de cobre, se requieren procesos de extracción adaptados a minerales de baja ley, debido al agotamiento de los recursos de cobre. [20] Los procesos que incluyen la lixiviación in situ, en vertedero y en pilas son métodos rentables que son adecuados para extraer cobre de minerales de baja ley. [21]
Los procesos de extracción de sulfuros secundarios de cobre y minerales de baja ley incluyen el proceso de biolixiviación en pilas. La biolixiviación en pilas presenta un método de extracción rentable que requiere un aporte de energía menos intensivo, lo que genera mayores ganancias. [22] Este proceso de extracción se puede aplicar a grandes cantidades de minerales de baja ley, con un costo de capital menor y un impacto ambiental mínimo. [22] [23]
Generalmente, la flotación directa por espuma no se utiliza para concentrar minerales de óxido de cobre, como resultado de la estructura en gran medida iónica e hidrófila de la superficie del mineral de óxido de cobre. [24] Los minerales de óxido de cobre generalmente se tratan mediante flotación con reactivos quelantes y flotación de ácidos grasos, que utilizan reactivos orgánicos para asegurar la adsorción en la superficie del mineral mediante la formación de compuestos hidrofóbicos en la superficie del mineral. [24] [25]
Algunos depósitos de sulfuros supergénicos se pueden lixiviar mediante un proceso de lixiviación en pilas de oxidación bacteriana para oxidar los sulfuros a ácido sulfúrico, lo que también permite la lixiviación simultánea con ácido sulfúrico para producir una solución de sulfato de cobre . [26] [27] Para los minerales de óxido, se utilizan tecnologías de extracción por solventes y electroobtención para recuperar el cobre de la solución de lixiviación preñada . [28] Para garantizar la mejor recuperación del cobre, es importante reconocer el efecto que la disolución del cobre, el consumo de ácido y la composición mineral de la ganga tienen sobre la eficacia de la extracción. [28]
Los minerales de sulfuro supergénicos ricos en cobre nativo son refractarios al tratamiento con lixiviación con ácido sulfúrico en todas las escalas de tiempo posibles, y las partículas metálicas densas no reaccionan con los medios de flotación de espuma. Normalmente, si el cobre nativo es una parte menor de un perfil supergénico, no se recuperará y se enviará a los relaves . Cuando son lo suficientemente ricos, los yacimientos de cobre nativo pueden tratarse para recuperar el cobre contenido mediante separación por gravedad . A menudo, la naturaleza de la ganga es importante, ya que los minerales de cobre nativos ricos en arcilla resultan difíciles de liberar. Esto se debe a que los minerales arcillosos interactúan con los reactivos de flotación utilizados en los procesos de extracción, que luego se consumen, lo que resulta en una recuperación mínima de un concentrado de cobre de alta ley. [29]
El proceso de tostación se realiza generalmente en combinación con hornos de reverbero . En el tostador, el concentrado de cobre se oxida parcialmente para producir " calcina ". Se libera dióxido de azufre . La estequiometría de la reacción es:
La tostación generalmente deja más azufre en el producto calcinado (15% en el caso de la tostadora de Mount Isa Mines [30] ) que lo que deja una planta de sinterización en el producto sinterizado (alrededor del 7% en el caso de la fundición y refinación electrolítica [ 30] ). 31] ).
A partir de 2005, la tostación ya no es común en el tratamiento del concentrado de cobre porque su combinación con hornos de reverbero no es energéticamente eficiente y la concentración de SO 2 en los gases residuales de la tostación es demasiado diluida para una captura rentable. Actualmente se prefiere la fundición directa, que utiliza las siguientes tecnologías de fundición: fundición instantánea , hornos Isasmelt , Noranda, Mitsubishi o El Teniente. [8]
La fusión inicial del material a fundir generalmente se denomina etapa de fundición o fundición mate . Puede realizarse en una variedad de hornos, incluidos los en gran medida obsoletos altos hornos y hornos de reverbero , así como hornos flash , hornos Isasmelt , etc. El producto de esta etapa de fundición es una mezcla de cobre, hierro y azufre que se enriquece en cobre, que se llama mate o mate cobrizo . [8] El término grado de mata se utiliza normalmente para referirse al contenido de cobre de la mata. [32]
El propósito de la etapa de fundición de mata es eliminar la mayor cantidad posible de minerales no deseados de hierro, azufre y ganga (como sílice, magnesia, alúmina y piedra caliza), minimizando al mismo tiempo la pérdida de cobre. [8] Esto se logra haciendo reaccionar sulfuros de hierro con oxígeno (en aire o aire enriquecido con oxígeno) para producir óxidos de hierro (principalmente como FeO , pero con algo de magnetita (Fe 3 O 4 )) y dióxido de azufre . [32]
El sulfuro de cobre y el óxido de hierro se pueden mezclar, pero cuando se agrega suficiente sílice, se forma una capa de escoria separada. [33] La adición de sílice también reduce el punto de fusión (o, más propiamente, la temperatura líquida ) de la escoria, lo que significa que el proceso de fundición puede realizarse a una temperatura más baja. [33]
La reacción de formación de escoria es:
La escoria es menos densa que el mate, por lo que forma una capa que flota sobre el mate. [34]
El cobre se puede perder de la mata de tres maneras: como óxido cuproso (Cu 2 O) disuelto en la escoria, [35] como cobre sulfurado disuelto en la escoria [36] o como pequeñas gotas (o gránulos ) de mata suspendida en la mata. escoria. [37] [38]
La cantidad de cobre que se pierde como óxido de cobre aumenta a medida que aumenta el potencial de oxígeno de la escoria. [38] El potencial de oxígeno generalmente aumenta a medida que aumenta el contenido de cobre de la mata. [39] Por lo tanto, la pérdida de cobre como óxido aumenta a medida que aumenta el contenido de cobre de la mata. [40]
Por otra parte, la solubilidad del cobre sulfídico en la escoria disminuye a medida que el contenido de cobre de la mata aumenta más allá de aproximadamente el 40%. [36] Nagamori calculó que más de la mitad del cobre disuelto en escorias de matas que contienen menos del 50% de cobre es cobre sulfídico. Por encima de esta cifra, el cobre oxidado comienza a dominar. [36]
La pérdida de cobre en forma de gránulos suspendidos en la escoria depende del tamaño de los gránulos, de la viscosidad de la escoria y del tiempo de sedimentación disponible. [41] Rosenqvist sugirió que aproximadamente la mitad de las pérdidas de cobre por escoria se debían a perlas suspendidas. [41]
La masa de escoria generada en la etapa de fundición depende del contenido de hierro del material alimentado al horno de fundición y del grado de mata objetivo. Cuanto mayor sea el contenido de hierro de la alimentación, más hierro será necesario rechazar para convertirlo en escoria para un grado de mata determinado. De manera similar, aumentar el grado de mata objetivo requiere rechazar más hierro y un aumento en el volumen de escoria.
Así, los dos factores que más inciden en la pérdida de cobre hacia escoria en la etapa de fundición son:
Esto significa que existe un límite práctico sobre qué tan alto puede ser el grado de la mata si se quiere minimizar la pérdida de cobre en escoria. Por lo tanto, se requieren etapas adicionales de procesamiento (conversión y refinado por fuego).
Las siguientes subsecciones describen brevemente algunos de los procesos utilizados en la fundición de mata.
Los hornos de reverbero son hornos largos que pueden tratar concentrado húmedo, seco o tostado. La mayoría de los hornos de reverbero utilizados en los últimos años trataron el concentrado tostado porque colocar materiales de alimentación secos en el horno de reverbero es más eficiente energéticamente y porque la eliminación de parte del azufre en el tostador da como resultado grados de mata más altos. [8]
La alimentación del horno de reverbero se añade al horno a través de orificios de alimentación a lo largo de los lados del horno y la carga sólida se funde. [8] Normalmente se añade sílice adicional para ayudar a formar la escoria. El horno se enciende con quemadores que utilizan carbón pulverizado, fueloil o gas natural [42]
Los hornos de reverbero también pueden alimentarse con escoria fundida de la etapa de conversión posterior para recuperar el cobre contenido y otros materiales con un alto contenido de cobre. [42]
Debido a que el baño del horno de reverbero está en reposo, se produce muy poca oxidación de la alimentación (y por lo tanto se elimina muy poco azufre del concentrado). Es esencialmente un proceso de fusión. [41] En consecuencia, los hornos de reverbero con carga húmeda tienen menos cobre en su producto de mata que los hornos con carga de calcina, y también tienen menores pérdidas de cobre en la escoria. [42] Gill cita un valor de cobre en escoria del 0,23% para un horno de reverbero con carga húmeda frente al 0,37% para un horno con carga de calcina. [42]
En el caso de los hornos cargados con calcina, una porción importante del azufre ha sido eliminado durante la etapa de tostación, y la calcina consiste en una mezcla de óxidos y sulfuros de cobre y hierro. El horno de reverbero actúa para permitir que estas especies se acerquen al equilibrio químico a la temperatura de funcionamiento del horno (aproximadamente 1600 °C en el extremo del quemador del horno y aproximadamente 1200 °C en el extremo del conducto de humos; [43] la mata está a aproximadamente 1100 °C y la escoria está a unos 1195 °C [42] ). En este proceso de equilibrio, el oxígeno asociado con los compuestos de cobre se intercambia con el azufre asociado con los compuestos de hierro, lo que aumenta el contenido de óxido de hierro del horno, y los óxidos de hierro interactúan con la sílice y otros materiales de óxido para formar la escoria. [42]
La principal reacción de equilibrio es:
La escoria y la mata forman capas distintas que pueden eliminarse del horno como corrientes separadas. Periódicamente se permite que la capa de escoria fluya a través de un orificio en la pared del horno por encima de la altura de la capa de mata. La mata se retira escurriéndola por un orificio en cazos para ser transportada mediante grúa hasta los convertidores. [42] Este proceso de drenaje se conoce como roscado del horno. [42] El orificio para el grifo mate es normalmente un orificio a través de un bloque de cobre enfriado por agua que evita la erosión de los ladrillos refractarios que recubren el horno. Cuando se completa la eliminación de la mata o escoria, el orificio normalmente se tapa con arcilla, que se retira cuando el horno está listo para ser roscado nuevamente.
Los hornos de reverbero se utilizaban a menudo para tratar la escoria fundida del convertidor y recuperar el cobre contenido. [42] Este se vertía en los hornos mediante cucharas transportadas por grúas. Sin embargo, la escoria del convertidor tiene un alto contenido de magnetita [44] y parte de esta magnetita se precipitaría de la escoria del convertidor (debido a su punto de fusión más alto), formando una acumulación en el solera del horno de reverbero y obligando a apagar el horno para eliminar la acreción. [44] Esta formación de acreción limita la cantidad de escoria de convertidor que puede tratarse en un horno de reverbero. [44]
Si bien los hornos de reverbero tienen pérdidas de cobre muy bajas hacia la escoria, no son muy eficientes energéticamente y las bajas concentraciones de dióxido de azufre en sus gases de escape hacen que su captura no sea económica. En consecuencia, los operadores de fundiciones dedicaron mucho dinero en los años 1970 y 1980 al desarrollo de procesos de fundición de cobre nuevos y más eficientes. [45] Además, en años anteriores se habían desarrollado tecnologías de fundición instantánea que comenzaron a reemplazar a los hornos de reverbero. En 2002, se habían cerrado 20 de los 30 hornos de reverbero que todavía funcionaban en 1994. [8]
En la fundición instantánea , el concentrado se dispersa en una corriente de aire u oxígeno y las reacciones de fundición se completan en gran medida mientras las partículas minerales aún están en vuelo. [45] Las partículas reaccionadas luego se depositan en un baño en el fondo del horno, donde se comportan como calcina en un horno de reverbero. [46] Se forma una capa de escoria encima de la capa mate, y se pueden extraer del horno por separado. [46]
El proceso ISASMELT es un proceso de fundición energéticamente eficiente que fue desarrollado conjuntamente entre los años 1970 y 1990 por Mount Isa Mines (una subsidiaria de MIM Holdings y ahora parte de Glencore ) y CSIRO del Gobierno de Australia . Tiene costos de capital y operativos relativamente bajos para un proceso de fundición.
La tecnología ISASMELT se ha aplicado a la fundición de plomo, cobre y níquel. En 2021, había 22 plantas en funcionamiento en once países, junto con tres plantas de demostración ubicadas en Mt Isa. La capacidad instalada de las plantas operativas de cobre/níquel en 2020 fue de 9,76 millones de toneladas por año de materias primas y de 750 mil toneladas por año en las plantas operativas de plomo. [47]
Las fundiciones basadas en el proceso ISASMELT de cobre se encuentran entre las fundiciones de cobre de menor costo del mundo. [48]
La mata, que se produce en la fundición, contiene entre un 30% y un 70% de cobre (según el proceso utilizado y la filosofía operativa de la fundición), principalmente como sulfuro de cobre, así como sulfuro de hierro. El azufre se elimina a alta temperatura en forma de dióxido de azufre soplando aire a través de mata fundida:
En una reacción paralela, el sulfuro de hierro se convierte en escoria:
La pureza de este producto es del 98%, se le conoce como blister debido a la superficie rota creada por el escape del gas de dióxido de azufre cuando se enfrían los cerdos o lingotes de cobre del blister. Los subproductos generados en el proceso son dióxido de azufre y escoria . El dióxido de azufre se captura y se convierte en ácido sulfúrico y se vende en el mercado abierto o se utiliza en procesos de lixiviación de cobre.
El cobre blister se coloca en un horno de ánodo, un horno que refina el cobre blister hasta obtener cobre de grado ánodo en dos etapas eliminando la mayor parte del azufre y el hierro restantes y luego eliminando el oxígeno introducido durante la primera etapa. Esta segunda etapa, a menudo denominada polarización , se realiza soplando gas natural o algún otro agente reductor a través del óxido de cobre fundido. Cuando esta llama se vuelve verde, lo que indica el espectro de oxidación del cobre, la mayor parte del oxígeno se ha quemado. Esto crea cobre con aproximadamente un 99% de pureza.
La etapa final en la producción de cobre es la refinación. El refinado se logra mediante electrólisis , que aprovecha la conversión fácil (bajo potencial) y selectiva de soluciones de cobre (II) en metal. Los ánodos moldeados a partir de cobre blister procesado se colocan en una solución acuosa de 3 a 4 % de sulfato de cobre y 10 a 16 % de ácido sulfúrico . Los cátodos son láminas delgadas laminadas de cobre de alta pureza o, más comúnmente hoy en día, láminas iniciales de acero inoxidable reutilizables (como en el proceso IsaKidd ). [49] Se requiere un potencial de sólo 0,2 a 0,4 voltios para que comience el proceso. En plantas industriales son posibles densidades de corriente de hasta 420 A/m 2 . [50]
En el ánodo ( reacción de oxidación ) se disuelven el cobre y los metales menos nobles . Los metales más nobles y los elementos menos solubles , como la plata , el oro , el selenio y el telurio , se depositan en el fondo de la celda como limo anódico , que forma un subproducto vendible. Los iones de cobre (II) migran a través del electrolito hasta el cátodo. En el cátodo ( reacción de reducción ), los iones Cu 2+ se reducen en el metal de cobre y las placas de Cu (s) , pero los constituyentes menos nobles como el arsénico y el zinc permanecen en solución a menos que se utilice un voltaje más alto. [51]
Las reacciones que involucran iones de cobre metálico y Cu 2+ en los electrodos son las siguientes:
Los concentrados de cobre producidos por las minas se venden a fundiciones y refinerías que tratan el mineral y refinan el cobre y cobran por este servicio mediante cargos de tratamiento (TC) y cargos de refinación (RC). Los CT se cobran en dólares estadounidenses por tonelada de concentrado tratado y los RC en centavos por libra tratada, denominados en dólares estadounidenses, con precios de referencia fijados anualmente por las principales fundiciones japonesas. El cliente en este caso puede ser una fundición, que vende lingotes de cobre en ampollas a una refinería, o una fundición-refinación integrada verticalmente.
Una forma predominante de concentrado de cobre contiene oro y plata, como el producido por Bougainville Copper Limited en la mina Panguna desde principios de los años 1970 hasta finales de los 1980. [52]
El contrato típico para un minero se denomina contra el precio de la Bolsa de Metales de Londres, menos los TC-RC y cualquier penalización o crédito aplicable. Se podrán imponer sanciones a los concentrados de cobre según el nivel de elementos nocivos como arsénico , bismuto , plomo o tungsteno . Debido a que una gran parte de los yacimientos de sulfuro de cobre contienen plata u oro en cantidades apreciables, se puede pagar un crédito al minero por estos metales si su concentración dentro del concentrado es superior a cierta cantidad. Generalmente el refinador o fundidor cobra al minero una tarifa basada en la concentración; un contrato típico especificará que se debe un crédito por cada onza de metal en el concentrado por encima de cierta concentración; por debajo de eso, si se recupera, la fundición se quedará con el metal y lo venderá para sufragar los costos.
El concentrado de cobre se comercializa mediante contratos al contado o mediante contratos a largo plazo como producto intermedio por derecho propio. A menudo, la fundición vende el metal de cobre en nombre del minero. Al minero se le paga el precio en el momento en que la fundición-refinación realiza la venta, no el precio en la fecha de entrega del concentrado. En un sistema de fijación de precios por cotizaciones, se acuerda que el precio se fijará en una fecha fija en el futuro, normalmente 90 días desde el momento de la entrega a la fundición.
El cátodo de cobre de grado A tiene un 99,99% de cobre en láminas de 1 cm de espesor y aproximadamente 1 metro cuadrado que pesan aproximadamente 200 libras. Es un verdadero producto básico , que se puede entregar y comercializar en las bolsas de metales de la ciudad de Nueva York (COMEX), Londres (London Metals Exchange) y Shanghai (Shanghai Futures Exchange). A menudo, los cátodos de cobre se comercializan en las bolsas indirectamente a través de warrants, opciones o contratos de swap, de modo que la mayor parte del cobre se comercializa en la LME/COMEX/SFE, pero la entrega se logra directamente, moviendo logísticamente el cobre físico y transfiriendo la lámina de cobre. desde los propios almacenes físicos.
La especificación química para el cobre de grado electrolítico es ASTM B 115-00 (una norma que especifica la pureza y máxima resistividad eléctrica del producto).
El pico del cobre es el momento en el que se alcanza la tasa máxima de producción mundial de cobre . Dado que el cobre es un recurso finito, en algún momento en el futuro la nueva producción minera disminuirá y, en algún momento anterior, la producción alcanzará un máximo. Cuándo ocurrirá esto es un tema de controversia. A diferencia de los combustibles fósiles , el cobre se desguaza y se reutiliza, y se estima que al menos el 80% de todo el cobre jamás extraído todavía está disponible (después de haber sido reciclado repetidamente). [53]
El cobre se encuentra entre los metales industriales más importantes y ocupa el tercer lugar después del hierro y el aluminio en términos de cantidad utilizada. [54] Es valorado por su conductividad térmica y eléctrica, ductilidad, maleabilidad y resistencia a la corrosión. Los usos eléctricos representan alrededor de tres cuartas partes del consumo total de cobre, incluidos cables de alimentación, cables de datos y equipos eléctricos. También se utiliza en tuberías de refrigeración y refrigeración, intercambiadores de calor , tuberías de agua y productos de consumo. [54]
El cobre ha sido utilizado por los seres humanos durante al menos 10.000 años. Más del 97% de todo el cobre jamás extraído y fundido se ha extraído desde 1900. [ cita necesaria ] La mayor demanda de cobre debido a las crecientes economías india y china desde 2006 ha provocado un aumento de los precios y un aumento del robo de cobre . [55]
La preocupación por el suministro de cobre no es nueva. En 1924, el geólogo y experto en minería del cobre Ira Joralemon advirtió: [56]
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A nivel mundial, los recursos económicos de cobre se están agotando y anualmente se consume la producción equivalente a tres minas de cobre de clase mundial. [55] El analista ambiental Lester Brown sugirió en 2008 que el cobre podría agotarse dentro de 25 años basándose en lo que consideraba una extrapolación razonable de un crecimiento del 2% anual. [57]
Durante las tres décadas 1975-2005 se han realizado cincuenta y seis nuevos descubrimientos de cobre. [55] Se dice que los descubrimientos mundiales de nuevos depósitos de cobre alcanzaron su punto máximo en 1996. [58] Sin embargo, según el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), las reservas mundiales de cobre restantes se han más que duplicado desde entonces, desde 310 millones de toneladas métricas en 1996. [59] a 890 millones de toneladas métricas en 2022. [60]
Como se muestra en el cuadro siguiente, los tres principales productores nacionales de cobre, respectivamente, en 2002 fueron Chile, Indonesia y Estados Unidos . En 2013, eran Chile, China y Perú. Veintiuna de las 28 minas de cobre más grandes del mundo (a partir de 2006) no son susceptibles de expansión. [55]
El cobre es un elemento bastante común , con una concentración estimada de 50 a 70 ppm (0,005 a 0,007 por ciento) en la corteza terrestre (1 kg de cobre por 15 a 20 toneladas de roca de la corteza terrestre). [73] Una concentración de 60 ppm se multiplicaría hasta 1,66 billones de toneladas en el2,77 × 10 22 kg de masa de la corteza, [74] o más de 90 millones de años a la tasa de producción de 2013 de 18,3 TM por año. Sin embargo, no todo se puede extraer de manera rentable con el nivel actual de tecnología y el valor de mercado actual.
El USGS informó una base de reservas total actual de cobre en minerales potencialmente recuperables de 1.600 millones de toneladas en 2005, de las cuales 950 millones de toneladas se consideraban económicamente recuperables. [75] Una evaluación global de 2013 identificó "455 depósitos conocidos (con recursos identificados bien definidos) que contienen alrededor de 1.800 millones de toneladas métricas de cobre" y predijo "una media de 812 depósitos no descubiertos dentro del kilómetro superior de la superficie terrestre" que contienen otros 3.100 millones de toneladas métricas de cobre "lo que representa alrededor de 180 veces la producción mundial de cobre de 2012 de todo tipo de depósitos de cobre". [76]
En Estados Unidos, se recupera y vuelve a poner en servicio más cobre a partir de material reciclado que el que se deriva del mineral recién extraído. El valor de reciclaje del cobre es tan grande que la chatarra de primera calidad normalmente tiene al menos el 95% del valor del metal primario del mineral recién extraído. [78] En Europa, alrededor del 50% de la demanda de cobre proviene del reciclaje (a partir de 2016). [79]
En 2011 [actualizar], el cobre reciclado proporcionó el 35% del uso total de cobre en todo el mundo. [80] [ necesita actualización ]
Basándose en las tasas de descubrimiento y los estudios geológicos existentes, los investigadores estimaron en 2006 que se podrían utilizar 1.600 millones de toneladas métricas de cobre. Esta cifra se basó en la definición más amplia posible de cobre disponible, así como en la falta de limitaciones energéticas y preocupaciones ambientales. [75]
El Servicio Geológico de Estados Unidos estimó que, en 2013, quedaban 3.500 millones de toneladas métricas de recursos de cobre sin descubrir en todo el mundo en depósitos de pórfido y sedimentos, dos tipos que actualmente proporcionan el 80% de la producción de cobre extraído. Esto se suma a los 2.100 millones de toneladas métricas de recursos identificados. Los recursos de cobre no descubiertos identificados y estimados combinados fueron 5,6 mil millones de toneladas métricas, [81] 306 veces la producción global de cobre recién extraído en 2013 de 18,3 millones de toneladas métricas.
Se estima que los nódulos de las profundidades marinas contienen 700 millones de toneladas de cobre. [63]
Julian Simon era investigador principal del Instituto Cato y profesor de economía y negocios. En su libro The Ultimate Resource 2 (impreso por primera vez en 1981 y reimpreso en 1998), critica ampliamente la noción de "recursos máximos" y utiliza el cobre como ejemplo. Sostiene que, aunque el "pico del cobre" ha sido un temor persistente desde principios del siglo XX, las "reservas conocidas" crecieron a un ritmo que superó la demanda, y el precio del cobre no estaba aumentando sino cayendo a largo plazo. Por ejemplo, aunque la producción mundial de cobre en 1950 era sólo una octava parte de lo que era a principios de la década de 2000, las reservas conocidas también eran mucho más bajas en ese momento (alrededor de 100 millones de toneladas métricas), lo que hacía parecer que el mundo se quedaría sin cobre. de cobre en 40 a 50 años como máximo.
La propia explicación de Simon para este desarrollo es que la noción misma de reservas conocidas es profundamente errónea, [82] ya que no toma en cuenta los cambios en la rentabilidad minera. A medida que las minas más ricas se agotan, los desarrolladores dirigen su atención a fuentes más pobres del elemento y eventualmente desarrollan métodos baratos para extraerlo, aumentando las reservas conocidas. Así, por ejemplo, hace 5.000 años el cobre era tan abundante, tanto en forma pura como en minerales de cobre altamente concentrados, que los pueblos prehistóricos podían recolectarlo y procesarlo con tecnología muy básica. A principios del siglo XXI, el cobre se extrae comúnmente de minerales que contienen entre un 0,3% y un 0,6% de cobre en peso. Sin embargo, a pesar de que el material está mucho menos extendido, el coste de, por ejemplo, una vasija de cobre era mucho menor a finales del siglo XX que hace 5.000 años. [83] [ cita completa necesaria ]
timna milenio.
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