Biolixiviación para niños

La biolixiviación es un proceso fascinante que permite extraer metales valiosos de las rocas usando la ayuda de pequeños microorganismos. Imagina que estos seres vivos, tan diminutos que no los podemos ver sin un microscopio, son como pequeños mineros que trabajan para nosotros.

Este método es una alternativa más amigable con el medio ambiente y a menudo más económica que las formas tradicionales de extraer metales, que suelen usar químicos fuertes, mucho calor o alta presión. La biolixiviación es parte de un campo más grande llamado Biohidrometalurgia, que incluye varias técnicas para obtener metales como el cobre, el zinc, el níquel o el cobalto disolviéndolos de los minerales con la ayuda de estos microorganismos.

Cuando se trata de metales preciosos como el oro y la plata, el proceso es un poco diferente y se llama biooxidación. En este caso, los microorganismos no disuelven el metal directamente, sino que lo preparan para que otro químico pueda extraerlo.

¿Cómo Funciona la Biolixiviación?

La biolixiviación utiliza una variedad de microorganismos, como ciertas bacterias (por ejemplo, del género Acidithiobacillus) y arqueas (como Ferroplasma). Estos pequeños seres son expertos en oxidar el hierro y el azufre, que son elementos comunes en los minerales donde se encuentran la mayoría de los metales.

El Papel de los Microorganismos

Los microorganismos son clave porque ayudan a transformar el hierro en una forma especial (llamada ion férrico, Fe³⁺). Este ion férrico es como un "agente oxidante" que ataca el mineral y ayuda a liberar el metal. Una vez que el ion férrico ha hecho su trabajo, se convierte en otra forma de hierro (ion ferroso, Fe²⁺). Aquí es donde los microorganismos vuelven a actuar: lo transforman de nuevo en ion férrico, ¡cerrando el ciclo y permitiendo que el proceso continúe!

Además, estos microorganismos también oxidan el azufre que se libera de los minerales, convirtiéndolo en ácido sulfúrico. Este ácido también ayuda a disolver los metales. Todo este proceso necesita oxígeno, por lo que se dice que es un proceso "aeróbico" (que necesita aire). Al final, los metales se disuelven en el agua, formando iones metálicos que luego pueden ser purificados.

Biolixiviación de la Pirita

Un ejemplo es la biolixiviación de la Pirita (FeS₂), un mineral de hierro.

• Primero, el ion férrico ataca la pirita, liberando hierro y azufre.
• Luego, las bacterias usan oxígeno para convertir el hierro liberado de nuevo en ion férrico, listo para seguir trabajando.
• Al mismo tiempo, otras bacterias oxidan el azufre, produciendo sulfato.

El resultado final es que el hierro y el azufre de la pirita se disuelven, y el metal deseado puede ser recuperado.

Extracción de Cobre con Biolixiviación

La biolixiviación es muy útil para extraer cobre de sus minerales. Algunos minerales de cobre, como la calcosina, son más fáciles de tratar con este método. Otros, como la calcopirita, son más difíciles, pero la tecnología está mejorando.

Actualmente, la biolixiviación se está convirtiendo en una opción muy importante para obtener cobre, especialmente porque los minerales que se extraen hoy en día tienen menos cobre. Además, los métodos tradicionales de extracción de cobre usan mucha energía y agua, lo que hace que la biolixiviación sea una alternativa más eficiente y sostenible.

¿Cómo se Obtienen los Metales Después de la Biolixiviación?

Una vez que los metales se han disuelto en el agua gracias a los microorganismos, se necesita un paso adicional para separarlos y purificarlos.

Extracción por Solvente

Imagina que el metal disuelto es como un imán que solo se pega a un tipo específico de molécula. En este paso, se usa un líquido especial que contiene moléculas orgánicas (como las oximas para el cobre). Estas moléculas se unen selectivamente a los iones del metal que queremos.

Luego, esta mezcla se combina con un queroseno (un tipo de aceite). Como las moléculas de metal unidas a las oximas no se mezclan con el agua, se disuelven en el queroseno, formando una capa separada que se puede retirar fácilmente.

Purificación Final

Después de separar el metal en el queroseno, se le añade un ácido concentrado. Esto hace que el metal se suelte de las moléculas orgánicas y vuelva a disolverse en una solución acuosa, pero esta vez mucho más concentrada y pura.

Finalmente, esta solución concentrada se somete a un proceso electroquímico. Se pasa una corriente eléctrica a través de ella. Como los iones de cobre tienen carga positiva, son atraídos hacia una placa con carga negativa (llamada cátodo). Allí, se transforman en cobre puro y se depositan en la placa. ¡Así se obtiene el metal!

También se puede obtener cobre puro de la solución usando chatarra de hierro, que hace que el cobre se precipite.

Biolixiviación con Hongos

No solo las bacterias y arqueas pueden ayudar en la biolixiviación. Algunas especies de hongos, como las del género Aspergillus y Penicillium, también son capaces de disolver metales como el cobre, el estaño, el aluminio, el níquel, el plomo y el zinc. Lo hacen produciendo ácidos orgánicos que ayudan a disolver los minerales. Por ejemplo, el hongo Aspergillus niger puede producir ácido cítrico.

Ventajas y Desventajas de la Biolixiviación

La biolixiviación tiene muchos puntos a favor, pero también algunos desafíos.

Beneficios de la Biolixiviación

• Económica: Generalmente, es más sencilla y barata de instalar, operar y mantener que los métodos tradicionales.
• Amigable con el Ambiente: No necesita moler las rocas tan finamente, lo que ahorra energía. El agua se recicla en circuitos cerrados, recuperando más del 95% y sin generar residuos como los "relaves" (desechos de la flotación). Además, no produce gases contaminantes ni partículas finas en el aire, a diferencia de la fundición.
• Versátil: Puede usarse para extraer metales de minerales que tienen una concentración muy baja, lo que no sería rentable con otras tecnologías.

Desafíos de la Biolixiviación

• Tiempo: El proceso de biolixiviación es más lento que la flotación y la fundición. Esto significa que se tarda más en obtener el metal, lo que puede afectar los tiempos de producción.
• Eficiencia: La cantidad de metal que se puede extraer puede variar dependiendo del tipo de mineral.
• Impacto Ambiental Potencial: Si no se controla bien, la actividad microbiana puede generar drenajes ácidos con metales disueltos. Sin embargo, esto también puede ocurrir en minas tradicionales si no se gestionan adecuadamente, especialmente en lugares con mucha lluvia.

Véase también

En inglés: Bioleaching Facts for Kids