El antimonio fue catalogado como una de las 27 materias primas críticas por la Comisión Europea el 2017, agotándose los recursos globales extraíbles antes de 2050, asumiendo que no se producirán cambios como sustitución o reciclaje. La extracción adicional de Sb es costosa, debido a las bajas leyes del mineral, la profundidad de yacimientos, las ubicaciones remotas y los altos costos de energía.
El Sb se utiliza en muchas aplicaciones, como retardadores de llama, catalizadores para la producción de polímeros de tereftalato de polietileno, en baterías de plomo-ácido y en aleaciones de plomo, revestimientos y electrónica. Algunos de estos productos contienen más de 1.000 μg/g de Sb.
Si bien el antimonio es de fundamental importancia para las nuevas tecnologías, se obtiene como subproducto de otros minerales metálicos. Por tanto, el suministro actual y futuro depende no solo de la producción de Sb, sino también de la recuperación eficaz durante el tratamiento de otros minerales primarios.
China tiene las mayores reservas del mundo y también domina la minería de Sb (± 78%, 89.000 t/año de la capacidad de producción mundial). Los minerales de antimonio se procesan de muchas formas diferentes y los métodos adecuados se seleccionan en función de varios factores, tales como: la calidad y el tipo de minerales de antimonio en el mineral, la presencia de otros metales y la calidad esperada del producto final. En la actualidad, se han realizado esfuerzos para incrementar la recuperación de antimonio de diferentes productos, como lodos, polvos, escorias y desechos, principalmente de fundiciones de plomo. Otras fuentes de antimonio son las baterías de plomo y los catalizadores de antimonio de la industria petroquímica. Además de otros minerales y desechos, las tecnologías utilizadas para el procesamiento del antimonio suelen incluir el procesamiento de minerales, los procesos hidrometalúrgicos y pirometalúrgicos. Las aguas residuales industriales que contienen antimonio suelen ser enviadas a plantas de tratamiento de aguas residuales, donde se llevan a cabo diferentes procesos como adsorción y coagulación-floculación-sedimentación, generalmente para verter el agua de acuerdo con la normativa local, pero sin la intención de recuperar el antimonio.
El proceso pirometalúrgico de los sulfuros de cobre se lleva a cabo para desulfurar minerales y producir ánodos de cobre. En el proceso de electro-refinación, se aplica una corriente continua y los iones de cobre se disuelven del ánodo al electrolito antes de depositarse en el cátodo de cobre. Entre las impurezas anódicas, hay elementos nobles, como Ag, Au y Pt, que son más nobles que el cobre y por lo tanto no se disuelven anódicamente, permaneciendo en el barro anódico, mientras que otros, como As, Sn, Bi y Sb son disueltos anódicamente durante el proceso. Estos elementos solubles pueden formar barros flotantes con malas propiedades de sedimentación, lo que puede provocar depósitos de contaminación en el cátodo y afectar la calidad del producto. Las principales razones de la contaminación catódica por As, Sb y Bi son la precipitación directa de arseniato en la superficie del cátodo y la inclusión de partículas flotantes en suspensión. Para reducir el efecto dañino de estas impurezas sobre los cátodos de cobre, se han incorporado procesos de intercambio iónico (IX) para purificar el electrolito, con resinas de intercambio iónico, por ejemplo, XAD-8, que puede eliminar Sb porque esta resina tiene una fuerte capacidad de intercambio de Sb (III) y Sb (V). Este proceso implica el lavado en contracorriente de la resina donde previamente quedó atrapado fisicoquímicamente el antimonio lo que resulta en una solución de elusión de HCl con Sb en solución. Sin embargo, esta práctica da como resultado la pérdida de este material valioso ya que en la actualidad en Chile no se ha implementado un proceso capaz de tratar esas soluciones de elusión 6N en HCl que contiene Sb en solución. Sólo en Chuquicamata se podría recuperar alrededor de 40 t/año por este concepto, siendo el ingreso anual de Sb sólo en ánodos del orden de 160 t, ya que estos contienen aproximadamente entre 300 a 500 ppm de Sb como impureza, quedando una brecha muy amplia para recuperar Sb en todo el proceso productivo desde el concentrado hasta la electro-refinación.
Gerardo Cifuentes, Dr. en Ingeniería Metalúrgica
Profesor e Investigador en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Santiago de Chile
Sb-RECMEMTEC
Octubre 2021
