Los problemas asociados a las arcillas en fusión hacen necesario tener una correcta identificación y control de especies arcillosas en la pulpa alimentada al proceso, por lo que se hace necesario evaluar y aplicar las estrategias correctas de control operacional para disminuir la cantidad de arcillas en el concentrado de flotación.
El proceso de flotación de cobre permite concentrar minerales sulfurados de esta especie utilizando técnicas físicoquímicas, obteniendo como producto una pulpa concentrada, sin embargo, debido a geología de los yacimientos sulfurados de cobre, los minerales a concentrar suelen estar acompañados de arcillas, las que no siempre son eliminadas con éxito en el proceso de flotación.
Fusión de Cobre
El concentrado de cobre obtenido en flotación alimenta al proceso de fusión de cobre, en donde, mediante la aplicación de calor y oxígeno, se funde el concentrado dando lugar dos fases líquidas y una gaseosa. Una de estas fases es la mata, la cual contiene entre un 60 y 70% de cobre en forma de sulfuro, por otro lado, la escoria es una fase líquida que contiene especies silicatadas y óxidos de hierro. La fase gaseosa generada contiene principalmente dióxido de azufre.
Al finalizar el proceso de fusión, la fase de mata líquida queda por debajo de la fase de escoria, esto debido a la diferencia de densidades, pero es común que pequeñas fracciones de mata queden atrapadas en la escoria. Estas fracciones tienden a decantar sobre la mata en el proceso de enfriamiento.
Efecto de las Arcillas en la Fusión
Si bien, el proceso de fundición permite realizar una separación del cobre y la arcillas, las que se mantienen en la escoria, estas interfieren en la eficiencia de recuperación debido a un aumento de la viscosidad de la escoria en fase líquida una vez iniciada la etapa de enfriamiento.
Las arcillas presentes en la escoria se disuelven en la etapa de fusión, generando iones de aluminio, magnesio, silicatos, entre otros, los que forman especies que, durante la etapa de enfriamiento, solidifican a temperaturas mayores a la de la escoria, por lo que aumentan considerablemente la viscosidad y ralentizan la decantación de las fracciones de mata en la escoria, disminuyendo la recuperación de cobre en el proceso.
Otro efecto de la presencia de arcillas en el proceso de fundición de cobre tiene relación con el desgaste de los ladrillos refractario.
La presencia de arcillas como la caolinita o la montmorillonita en cantidades pequeñas aceleran la corrosión superficial e interna de los ladrillos refractarios debido a la penetración de escoria en los poros de estos. Esta corrosión se puede desacelerar al aumentar la cantidad de arcillas, esto debido a que el aumento de la viscosidad de la escoria ralentiza la fluidez de esta.