A tecnologia metalúrgica que pode revolucionar as fundições de cobre

A produção chilena de cobre está em queda e as fundições enfrentam baixa competitividade devido a fatores como custos elevados e tecnologias ultrapassadas, de acordo com a agência estatal Cochilco.

Da mesma forma, para manter a liderança global como principal produtor do metal vermelho, é preciso ter tecnologias eficientes para extrair e processar o cobre de maneira sustentável.

A proposta de fechar a fundição de Ventanas, da estatal Codelco, por motivos de contaminação ambiental, avançou mais um passo na última quinta-feira (15), após a aprovação geral do projeto que altera a Lei 19.993. Isso permitirá que os produtos da mineração de pequeno e médio porte sejam tratados em outras instalações da Codelco, sem ser Ventanas. A fundição processa cerca de 370.000 t/ano de concentrado de cobre.

A China detém a supremacia na área de fundição de cobre, importando 56% do cobre mundial, e tem uma participação de 40% no mercado de fundição, em comparação com os 9% do Chile.

A busca por soluções que permitam processar o cobre de modo sustentável, aumentar a produtividade e conseguir um produto de melhor qualidade são questões cruciais para a mineração chilena.

O especialista em metalurgia Igor Wilkomirsky, engenheiro civil químico e professor titular da Universidad de Concepción, está desenvolvendo uma tecnologia à base de hidrogênio verde que pode mudar o rumo das fundições convencionais.

BNamericas: De que se trata a tecnologia para as fundições de cobre?

Wilkomirsky: As fundições de cobre no Chile têm uma má reputação devido aos problemas ambientais que causam e à geração de resíduos, como a escória. Por outro lado, apresentam emissões fugitivas de gases com dióxido de enxofre e, em alguns casos, traços de elementos pesados como o arsênico. Isso tem sido um problema e levou, por exemplo, à decisão de fechar a fundição de Ventanas.

Estamos desenvolvendo uma tecnologia alternativa à fundição convencional, junto com um grupo de metalurgia da Universidad de Concepción, que não gera emissões nem escórias. Pelo contrário, permite recuperar todo o conteúdo dos concentrados. Alguns componentes são enxofre, cobre e ferro como sulfetos, elementos estéreis como sílica, metais como ouro e prata e impurezas como arsênico, antimônio e bismuto.

Em nosso processo, todo o enxofre e arsênico é removido. O enxofre é levado para a produção de ácido sulfúrico e o arsênico vai para um método de confinamento com a escorodita, cuja deposição é permitida pela legislação ambiental.

A calcina resultante de uma primeira etapa é isenta de enxofre e passa para uma segunda etapa, em que os óxidos, que contêm essencialmente cobre e ferro, são reduzidos com hidrogênio.

O ferro é reduzido a magnetita, que é um óxido ferroso muito utilizado em altos-fornos na indústria siderúrgica, ou seja, o ferro que hoje se perde através da escória é recuperado.

Além disso, os concentrados de cobre contêm molibdênio, que tem sido um dos principais produtos de mineração exportados do Chile, e geralmente se perde alguma quantidade, mas, com esta tecnologia, tudo é recuperado.

O hidrogênio verde que será usado na redução permitirá uma pegada de carbono zero e produzirá cobre verde, que terá um preço melhor no futuro.

A última etapa é a separação do cobre metálico ou magnetita [ferro metálico], que ainda estamos estudando. Isso é, grosso modo, o que estamos desenvolvendo.

BNamericas: Em que estágio se encontra o projeto e quando entraria em prática em uma mina?

Wilkomirsky: Na área de metalurgia e mineração, os avanços levam tempo. São necessários grandes investimentos e muitos testes para garantir que a tecnologia não apresente problemas posteriores. Hoje temos uma planta piloto na Universidad de Concepción, mas vamos ampliá-la em 2023-2024. Terminada a fase piloto, passaremos para a construção de uma planta de demonstração que nos permitirá validar as vantagens econômicas. O plano é ter a engenharia até 2026, para que entre em operação em 2028, e, assim, oferecer ao mercado uma nova tecnologia totalmente vantajosa para as fundições.

BNamericas: Os produtores de cobre manifestaram interesse?

Wilkomirsky: Sim, tanto do Chile quanto do exterior, e estão dispostos a aportar capital. A inovação em tecnologia requer investimentos altos, que muitas vezes significam um ônus financeiro adicional para as empresas. Apesar disso, o projeto tem despertado muito interesse.

BNamericas: De onde vocês obterão o hidrogênio verde?

Wilkomirsky: Atualmente, estamos usando hidrogênio cinza, produzido por empresas do Chile, mas a planta de demonstração exigirá uma usina de hidrogênio verde que usará energia solar para alimentar os eletrolisadores e avançar para a etapa de redução da calcina. Desta forma, alcançaremos uma pegada de carbono zero.

É importante mencionar que, na primeira fase, a energia própria será gerada através de reações exotérmicas. O vapor produzido em alta pressão poderá ser utilizado pelas turbinas para gerar eletricidade, que alimentará os eletrolisadores e poderá até ser vendida para a rede.

Por outro lado, mais de 60% da água necessária para a usina será gerada [com vapor], então a pegada hídrica será bastante baixa.

BNamericas: O que você acha das tecnologias usadas pelas fundições chilenas?

Wilkomirsky: Elas têm limites. Elas não são capazes de processar concentrados de baixo teor e, além disso, perdem uma grande quantidade de cobre na escória. Não são um bom negócio. Os investimentos são muito altos e o retorno é muito baixo. Apesar do fato de tecnologias modernas serem usadas, como o flash smelting and converting da Mitsubishi, e partes das emissões serem controladas, nenhuma delas resolve os problemas de perda de cobre na escória e emissões.

BNamericas: Que outros desafios a indústria de cobre chilena enfrenta?

Wilkomirsky: Os depósitos de cobre no Chile estão com teores cada vez mais baixos, o que significa que temos de melhorar a produção e recuperar mais cobre. Cinquenta anos atrás, os processos de flotação tinham mais cobre do que estamos minerando agora. Portanto, temos que nos preparar para os próximos anos com tecnologias que processem mais materiais e sejam mais eficientes. A flotação é o estágio mais importante e difícil de prever. É nessa área que devemos investir mais, bem como nos métodos de extração e recuperação do cobre como concentrado, para melhorar os rendimentos.

BNamericas: Como você vê o cenário atual da mineração chilena?  

Wilkomirsky: A mineração está passando por um momento difícil. A tecnologia está se tornando obsoleta. A Codelco, por exemplo, não é capaz de investir muito em si mesma. Uma parte importante dos lucros vai para o Estado. Assim, as tecnologias implementadas são uma colcha de retalhos, e não com uma visão abrangente. Outra limitação é a qualidade dos depósitos chilenos. Os teores estão caindo e a quantidade de cobre que seremos capazes de produzir e processar cairá progressivamente.

Se quisermos manter a produção, temos de processar mais material e ter usinas concentradoras com maior capacidade. Isso requer um investimento contínuo, que não está ocorrendo. Teremos uma queda sustentada nos próximos anos na produção de cobre.