Proyecto ANID FOVI210048: From Atacama Desert to Solar System: challenging the future for Chilean biomining industry

La Región de Atacama hospeda la principal franja de yacimientos de Fe-Cu-Au del país (ej. Punta del Cobre, Candelaria, Manto Verde), los cuales tradicionalmente se han constituido como pilares fundamentales de la economía regional. Adicionalmente, existen antecedentes geológicos que indican la ocurrencia de Co, Ni, Ti, V, Cr y Tierras Raras en estos depósitos, elementos altamente estratégicos para el desarrollo de la industria moderna, pero relativamente escasos en la corteza terrestre.

Por ejemplo, el Co es un componente imprescindible para la fabricación de baterías de ion-litio y recientemente fue declarado dentro de los 35 elementos cruciales para la economía mundial. Si bien casi el 50% de las reservas de Co a nivel planetario se encuentran hospedadas en el yacimiento Katanga, ubicado en la República Democrática del Congo y Zambia, los crecientes conflictos sociopolíticos reinantes en la zona, motiva a los grandes inversionistas a explorar opciones cobaltíferas en áreas de mayor estabilidad. Por otra parte, las Tierras Raras corresponden a un conjunto de 17 elementos químicos, altamente cotizados debido a su extrema escasez en la corteza terrestre y por ser insumos fundamentales para la fabricación de múltiples equipos ópticos, de iluminación, pantallas LED, imanes permanentes, convertidores catalíticos, baterías portátiles, entre muchos otros. A la fecha, China se constituye como el principal exportador de Tierras Raras, alcanzando el 88% de la producción a nivel mundial, con evidente ventaja geopolítica.

Paralelamente, existen antecedentes científicos que demuestran la ocurrencia y concentración anómala de estos elementos estratégicos en rocas extraterrestres (planetas, asteroides, etc), no obstante, pocas investigaciones se han centrado en evaluar una eventual recuperación económica de dichos elementos desde fuentes extraterrestres (e.g. Cockell et al 2021). Por esto, se hace imprescindible generar investigación tendiente a evaluar la factibilidad geometalúrgica de extraer estos componentes de dichas rocas, a través de procesos eficientes (bajo consumo hídrico) y altamente sustentables (poco contaminantes), tales como la biolixiviación.

El hecho de que los sistemas mineralizados de la región de Atacama y de la Macrozona Norte de Chile se encuentren hospedados por rocas intermedias a básicas (ricas en Fe-Mg y pobres en Si), así como la ocurrencia de los elementos estratégicos ya mencionados, sitúa a la región en una posición ideal para la obtención de muestras de roca con características similares a las extraterrestres. El desierto de Atacama es también lugar de rocas que tienen compatibilidad geoquímica con las rocas lunares y marcianas donde algunos meteoritos de origen lunar y marciano fueron encontrados. Esta situación constituye a la Región de Atacama como un laboratorio natural óptimo para evaluar la factibilidad de aplicar procesos biomineros para recuperar elementos estratégicos como las Tierras Raras desde rocas terrestres con compatibilidad extraterrestres.

Chile concentra la mayor experiencia, a nivel mundial, en procesos industriales de biolixiviación.

En los próximos años, la industria chilena del cobre se basará principalmente en la explotación de reservas de mineral de sulfuro [1] debido al agotamiento de los recursos de óxidos. La concentración de minerales es, actualmente, el principal proceso que se utiliza para la extracción de cobre a partir de minerales de sulfuro. Entonces, incluso cuando se espera que la producción de cobre aumente en Chile, se estima una disminución del 50% en la producción de cátodos de cobre. Esa disminución significa una pérdida concomitante de ventajas como una posible recompensa por la calidad de los cátodos e ingresos adicionales por la recuperación y venta de metales valiosos contenidos en los concentrados. Hoy en día, el desarrollo de procesos de lixiviación química para minerales de sulfuro ha ganado una gran atención en la hidrometalurgia debido a su cinética más rápida y mayor recuperación en comparación con la biolixiviación [2, 3]. Sin embargo, sobre todas las ventajas de los procesos de beneficio para minerales sulfurados mencionados anteriormente, el alto consumo de energía de chancado y molienda para la producción de concentrados plantea un impedimento cuando se trabaja con materiales marginales. En ese escenario, la biolixiviación de cobre, principalmente la biolixiviación en procesos run-of-mine (ROM), se considera la mejor alternativa para la extracción de recursos marginales que, actualmente, no se consideran parte de las reservas rentables debido al costo asociado con las tecnologías líderes en la extracción de cobre [ 1]. Se prevé que la biolixiviación jugará un papel complementario en las operaciones de concentración y lixiviación primaria de cloruros, considerando que no es necesario invertir en la instalación de las plantas de extracción por solventes y electrodeposición (SX / EW), que ya están instaladas. Este es el caso de la planta de biolixiviación ROM de Minera Escondida Ltd. (MEL), donde en 2018 se produjeron más de 250.000 t de cobre como cátodos, y la mitad de ellas mediante biolixiviación. En consecuencia, existe una “necesidad claramente crucial de dotar a la hidrometalurgia de tecnologías que le permitan aumentar su eficiencia” [1]. El interés por la biominería se refleja en los trabajos reportados para evaluar el potencial de la biolixiviación para recuperar metales desde recursos disponibles que no son susceptibles de ser tratados por ningún otro medio, por ejemplo, y con el objetivo de desarrollar operaciones mineras ambientalmente sostenibles [5].

El otro tema importante en el territorio es la presencia de relaves. De acuerdo al catastro de relaves de SERNAGEOMIN actualmente existe un total de 696 depósitos en el país (Tabla 1), de los cuales 369 cuentan ya con una caracterización geoquímica (REF Reporte Sernageomin). En muchos de ellos, se ha detectado la presencia de recursos estratégicos. Por lo tanto, el desarrollo de estrategias de tratamiento amigables con el medio podría convertirlos en nuevos recursos junto con mejorar el nivel de vida de la población.