Blog
Los desafios de la extracción y procesamiento de las tierras raras
Los 5 Desafíos en el Tratamiento de Efluentes en la Minería de Tierras Raras y Cómo Superarlos
La extracción y procesamiento de Tierras Raras (REE) es fundamental para la transición energética y tecnológica. Sin embargo, este proceso genera algunos de los efluentes industriales más complejos y difíciles de tratar del sector minero. Abordar estos desafíos no es solo una obligación regulatoria, sino un pilar para la viabilidad y sostenibilidad de cualquier proyecto.
El Origen de la Complejidad: ¿Por Qué Son Tan Difíciles los Efluentes de REE?
A diferencia de otros metales, las tierras raras agrupan 17 elementos con propiedades químicas muy similares, lo que hace que separarlos sea un desafío mayúsculo. Los procesos para aislarlos de minerales como la Monacita o la Bastnaesita, o para extraerlos de arcillas de adsorción iónica, son extremadamente agresivos.
Se requieren ataques con ácidos concentrados a altas temperaturas, múltiples etapas de precipitación selectiva y complejos circuitos de extracción por solventes. Es precisamente esta intensidad química la que da origen a efluentes con una combinación única y peligrosa de contaminantes, cuyo tratamiento es el verdadero reto para una minería de REE sostenible.
Desafío 1: Acidez Extrema y Carga de Metales Pesados
El procesamiento de REE, especialmente la lixiviación de minerales como la Monacita, requiere un ataque con ácido sulfúrico concentrado a temperaturas de hasta 200ºC. Esto genera efluentes con un pH extremadamente bajo (1-2) y una alta concentración de metales disueltos como hierro, aluminio, manganeso, y trazas de otros elementos tóxicos, además de las propias tierras raras no recuperadas.
Soluciones Tecnológicas:
- Neutralización Multifásica: Un proceso controlado en varias etapas para precipitar selectivamente los metales a diferentes rangos de pH, permitiendo su posible recuperación y minimizando el volumen de lodo final.
- Procesos de Alta Densidad de Lodos (HDS): Sistemas que recirculan lodos para aumentar la densidad de las partículas, mejorando la sedimentación, la claridad del agua y reduciendo drásticamente el volumen del residuo final.
Desafío 2: Presencia de Contaminantes Radiactivos
Muchos yacimientos de tierras raras están asociados con minerales que contienen elementos radiactivos de origen natural (NORMs). Minerales como la Monacita, el Xenotimo o la Allanita contienen de forma natural Uranio y Torio. Estos elementos se solubilizan durante el ataque ácido y se concentran en los efluentes y lodos, representando un riesgo ambiental y de seguridad significativo.
Soluciones Tecnológicas:
- Co-precipitación con Sulfato de Bario: Adición de bario para precipitar el radio como sulfato de radio-bario, un compuesto muy estable y de baja solubilidad.
- Resinas de Intercambio Iónico Específicas: Uso de resinas diseñadas para capturar selectivamente uranio y torio del efluente.
- Gestión Segura de Residuos: Los lodos con NORMs requieren una gestión especializada, incluyendo una deshidratación eficiente para minimizar su volumen y un almacenamiento en depósitos de seguridad impermeabilizados.
Desafío 3: Alta Salinidad y Concentración de Sulfatos
El uso intensivo de ácido sulfúrico en la lixiviación o de soluciones salinas (ej. sulfato de amonio) para el intercambio iónico en arcillas, conduce a efluentes con una carga de sales disueltas (TDS) y sulfatos muy elevada. Verter esta salmuera al medio ambiente es inviable, y su tratamiento es costoso y energéticamente intensivo.
Soluciones Tecnológicas:
- Ósmosis Inversa (RO): Eficaz para separar el agua de alta calidad de la salmuera, aunque requiere un pretratamiento exhaustivo para evitar el ensuciamiento de las membranas.
- Evaporación y Cristalización: Tecnologías para concentrar la salmuera hasta el punto de cristalizar las sales, permitiendo una recuperación de agua de muy alta pureza y acercándose a un esquema de Descarga Líquida Cero (ZLD).
Desafío 4: Eliminación de Reactivos de Proceso
La separación final de cada tierra rara individual exige complejos procesos de extracción por solventes. Se utilizan reactivos orgánicos como ácidos alquilfosfóricos (DEHPA) o fosfato de tributilo (TBP), a menudo diluidos en queroseno. Estos compuestos pueden permanecer en el agua, aumentando la Demanda Química de Oxígeno (DQO) y presentando toxicidad para la vida acuática.
Soluciones Tecnológicas:
- Procesos de Oxidación Avanzada (AOPs): Uso de ozono, peróxido de hidrógeno y/o luz UV para destruir los compuestos orgánicos complejos.
- Adsorción con Carbón Activado: Un método eficaz para “pulir” el agua y eliminar las trazas finales de contaminantes orgánicos.
Desafío 5: Gestión de Grandes Volúmenes de Lodos Peligrosos
Cada etapa de tratamiento —desde la neutralización hasta la precipitación de impurezas con oxalato de sodio o hidróxido de amonio— genera un subproducto inevitable: lodos. En la minería de REE, estos lodos son voluminosos, a menudo peligrosos (por metales pesados y NORMs) y con un alto contenido de agua, lo que complica su manejo y disposición final.
Soluciones Tecnológicas:
- Espesadores de Alta Capacidad: Equipos diseñados para separar eficientemente los sólidos del líquido, aumentando la concentración de lodos y recuperando la máxima cantidad de agua de proceso.
- Filtros Prensa: Tecnología clave para la deshidratación mecánica de los lodos, produciendo una torta sólida y manejable con un contenido de humedad mínimo y maximizando la recuperación de agua.
- Secado de Lodos: Para casos que requieren una reducción de volumen aún mayor o la estabilización del residuo, los secaderos industriales pueden eliminar la humedad restante.
La Solución Integral de ANIVI para la Gestión de Lodos
La gestión de lodos es el nexo de unión de todos estos desafíos. Un tratamiento de efluentes es tan bueno como su capacidad para manejar los residuos que genera. Aquí es donde la tecnología de ANIVI se vuelve indispensable.
Nuestros espesadores y filtros prensa están diseñados para la minería más exigente, garantizando una separación sólido-líquido de máxima eficiencia. Al deshidratar los lodos de forma eficaz, las empresas pueden:
- Reducir drásticamente los costes de transporte y disposición final de residuos.
- Maximizar la recuperación de agua para su reutilización en el proceso, un paso crucial hacia la economía circular y el ZLD.
- Garantizar la estabilidad geotécnica de los depósitos de residuos.
- Producir una torta sólida que es más segura y fácil de manejar.
No deje que la gestión de efluentes y lodos sea el talón de Aquiles de su proyecto. Contacte con nuestros expertos para diseñar un circuito de separación sólido-líquido que garantice la sostenibilidad y rentabilidad de su operación de tierras raras.