Química: Extracción del cobre

Introducción

Es difícil imaginar un mundo sin cobre. Dependemos del cobre para la energía eléctrica, la iluminación, la calefacción, las comunicaciones, el suministro de agua y el transporte. El cobre hace que nuestros hogares, escuelas y negocios sean eficientes y cómodos, y además dura muchos años.

El cobre tiene una notable combinación de propiedades. Es un buen conductor térmico y eléctrico. Es dúctil y puede prevenir la proliferación de bacterias.

Como con todos los recursos mundiales, las reservas de cobre de la tierra son limitadas. El cobre se recicla desde que se extrajo por primera vez. Actualmente, más del 40% de la demanda europea se satisface con cobre reciclado, conservando los recursos de la tierra.

El cobre es muy apropiado para el reciclaje porque se puede volver a refundir una y otra vez sin que pierda propiedades. Por ejemplo, las tuberías de fontanería de cobre, los grifos y los radiadores de los coches son una fuente importante de cobre reciclado después de muchos años de uso. Todos ellos se pueden fundir y convertir en nuevos productos.

¿Qué es una mena?

En la naturaleza, los metales normalmente se encuentran en compuestos (normalmente combinados con oxígeno o azufre). Estos compuestos están mezclados en rocas o minerales llamados menas.

Una mena es un mineral que contiene suficiente metal como para que merezca la pena que el metal sea extraído. Las principales menas del cobre son: calcopirita, bornita y malaquita.

Alrededor de un 50% del cobre mundial procede de la calcopirita y la bornita.

Extracción de cobre

Los metales se encuentran en menas enterradas en la corteza terrestre. Entonces, ¿cómo llegamos al metal final? Hay tres fases principales: minería, extracción y purificación.

Vamos a tratar cada una de estas etapas con más detalle.

Minería

El mineral del cobre debe ser extraído del suelo. La mena contiene algo de mineral de cobre y un montón de roca de desecho.

Extracción

Un mineral debe ser transformado químicamente en metal. Ese proceso se llama reducción. La forma en que se haga y su coste dependen de la reactividad del metal. En general, cuanto más reactivo es el metal, más difícil es extraerlo de su mineral.

Purificación

Muchos metales son impuros cuando se extraen de sus minerales. Las impurezas se tienen que eliminar. El cobre se purifica mediante electrólisis. En este proceso el cobre es transferido desde un ánodo impuro hasta un cátodo de una celda electrolítica. Las impurezas insolubles se decantan en el fondo. El cobre producido mediante este proceso es puro en un 99,99%.

¿Por qué reciclar?

El cobre es uno de los muchos metales que se pueden reciclar. Las razones para reciclar el cobre son:

  • El precio: es más barato reciclar cobre que hacer la extracción de las minas y obtener cobre nuevo (cobre de origen primario). El cobre reciclado ahorra hasta un 90% del coste del cobre original. El reciclaje ayuda a mantener bajos los costes de los productos de cobre.
  • Los recursos limitados: hasta la fecha, sólo un 12% – 13% de todas las reservas conocidas han sido explotadas. Sin embargo, todavía tiene sentido conservar mediante reciclaje los recursos minerales restantes.
  • La eficiencia energética: en el reciclaje de una tonelada de cobre se usa un 15% de la energía que sería necesaria para extraer de la mina y obtener el mismo cobre. Por tanto, reciclar ayuda a conservar el suministro mundial de combustibles fósiles y a reducir las emisiones de dióxido de carbono.
  • Los costes del vertedero: se acostumbra a depositar los desechos de los hogares y de la industria en vertederos. Estos se llenan rápidamente y el coste para utilizar los que quedan ha aumentado. Depositar los escombros en vertederos se ha convertido en una opción muy cara. Este coste se puede evitar con el reciclaje.
  • El medio ambiente: cuando cualquier metal se extrae y se refina, se desprenden gases y polvo. Aunque son recogidos por los productores de metales, con el reciclaje no hay prácticamente emisiones. Esto ayuda al medio ambiente.

¿De dónde procede el cobre reciclado?

Hay dos tipos de chatarra de cobre:

  • Chatarra vieja. Se recoge de productos desechados, desarmados u obsoletos después de su utilización. Por ejemplo: tuberías de cobre de edificios viejos, grifos de un baño reformado, calderas de agua caliente o cables eléctricos en desuso después de muchos años de utilización.
  • Chatarra nueva procedente de las fábricas de artículos de cobre, latón o bronce. Sus máquinas producirán recortes y virutas que se pueden recoger y retornar para reciclar.

El cobre se hace con diferentes purezas en función de su aplicación. El grado más alto es el grado eléctrico. Es puro en un 99,99% y se utiliza para cables eléctricos porque tiene la mejor conductividad eléctrica. Los desechos de cobre de grado eléctrico nunca se deben mezclar con ninguno de grado de pureza inferior tal como la chatarra de fontanería. Esta contiene algo de fósforo que reduce drásticamente la conductividad eléctrica.

Los grados más bajos de chatarra pueden utilizarse para hacer aleaciones de cobre o productos químicos. El sulfato de cobre que utilizas en el laboratorio de tu colegio/instituto probablemente proceda de chatarra de cobre.

La chatarra del latón sólo se puede utilizar para fundirse y crear nuevos artículos de latón.

Cobre nativo

El cobre es un metal no reactivo. Sólo reacciona lentamente con la atmósfera. Esto significa que enormes fragmentos de cobre metal se han encontrado sepultados en el suelo como pepitas (cobre nativo). La pepita más grande de cobre nativo que se ha encontrado hasta ahora procede de Minessota en EEUU, y pesó más de 400 toneladas.

¿Cuánto cobre queda?

No es posible dar una respuesta exacta a esta pregunta. Sin embargo, el cobre se puede considerar uno de los pocos metales que contribuyen plenamente al desarrollo sostenible. Con esto queremos decir que no deberíamos quedarnos sin cobre. El cobre y sus aleaciones son completamente reciclables.

Como oligoelemento esencial, el cobre también circula a lo largo de toda la cadena alimenticia. El cobre que el agua disuelve de las rocas y los suelos algún día se reconvertirá en yacimientos en el lecho marino.

El Coloso de Rodas, una de las Siete Maravillas del Mundo Antiguo, era una monumental estatua de bronce de 30 metros de altura construida en el siglo III a.C. Después de 66 años en pie, el Coloso fue derribado por un terremoto y el bronce fue recogido y vendido como chatarra. ¡Un claro ejemplo del reciclaje de cobre!

Más