Tenemos que el cobalto está clasificado como un metal estratégico y crítico debido a sus aplicaciones en industrias relacionadas con la defensa y la dependencia de las naciones industrializadas de las importaciones de cobalto. Se utiliza para fabricar superaleaciones resistentes al calor, aleaciones resistentes a la corrosión y al desgaste, imanes, aceros para herramientas de alta velocidad y carburos cementados. Algunas aleaciones también son biocompatibles, lo que ha impulsado su uso como implantes ortopédicos. Sus compuestos también son importantes para aplicaciones no metalúrgicas, como catalizadores para las industrias química y del petróleo, agentes secantes para pinturas, barnices y tintas, capas de fondo para esmaltes de porcelana, pigmentos, baterías y soportes de grabación magnéticos.
¿Dónde se encuentra el suministro?
El cobalto se encuentra en la naturaleza en una forma bastante extensa pero dispersa, siendo detectable en cantidades mínimas en muchas rocas, carbones, suelos, vida vegetal y nódulos marinos ricos en manganeso. Sin embargo, las fuentes de cobalto actualmente explotadas son principalmente aquellas en las que se origina como subproducto de otros metales más abundantes o valiosos, en particular cobre y níquel, pero también zinc, plomo y metales del grupo del platino. Como se muestra en la Tabla 1, los minerales que contienen cobalto incluyen varios sulfuros, óxidos y arseniuros de cobre y níquel. Las tablas 2 y 3 enumeran los datos estadísticos de extracción y refinamiento del cobalto. Como indican estos datos, el denominado "cinturón del cobre" en África, que incluye la República Democrática del Congo (antes Zaire) y Zambia, es el mayor proveedor de cobalto. Otros países donde la extracción o refinación de cobalto es importante incluyen Canadá, Rusia, Australia, Finlandia y Noruega.
Tabla 1. Los principales minerales que contienen cobalto.
Tabla 2. Producción minera mundial de cobalto.
Tabla 3. Capacidad mundial de refinería de cobalto en 1998.
¿Cómo se extrae?
Dado que la producción de cobalto suele ser anexa o complementaria de la de cobre o níquel, los procedimientos de extracción varían según cuál de estos metales esté asociado con el cobalto. El proceso de extracción varía de un mineral a otro y también depende del extractor. Los procesos hidrometalúrgicos, pirometalúrgicos, vapormetalúrgicos y electrolíticos, o combinaciones de estos procesos, se utilizan para extraer y refinar el cobalto. A continuación, se describen varios ejemplos.
Recuperación de concentrados de sulfuro de cobre-cobalto. Los minerales de sulfuro de cobre y cobalto de África central (Congo y Zambia) se tratan mediante un tueste sulfatizante en un horno de lecho fluidizado, para convertir los sulfuros de cobre y cobalto en óxidos solubles, y el hierro en hematita insoluble. La calcina se lixivia posteriormente con ácido sulfúrico del electrolito de recuperación de cobre gastado. Los concentrados de óxido se introducen en este paso de lixiviación para mantener el equilibrio ácido en el circuito. El hierro y el aluminio se eliminan de la solución de lixiviación y el cobre se somete a electrólisis en los cátodos de cobre. Una parte del electrolito gastado ingresa al circuito de recuperación de cobalto y se purifica mediante la eliminación de hierro, cobre, níquel y zinc antes de la precipitación del cobalto como su hidróxido. En las etapas finales, este hidróxido de cobalto se redisuelve y el metal se refina por electrólisis.
Recuperación de concentrados de sulfuro de níquel-cobalto. Los concentrados de sulfuro de níquel se pueden tratar mediante tostación o fundición instantánea, para producir una mata de la que se pueden recuperar níquel y cobalto hidrometalúrgicamente, o se pueden tratar mediante una lixiviación a presión de solución de amoníaco. En el proceso Sherritt Gordon utilizado en Fort Saskatchewan en Alberta, Canadá, una alimentación de mate y concentrado de sulfuro que contiene aproximadamente 0.4% de cobalto y 30% de azufre, se lixivia a presión a temperatura y presión elevadas en una solución amoniacal, para producir una solución que contiene níquel, cobre y cobalto. El cobre se precipita como sulfuro y luego la solución se reduce con hidrógeno, nuevamente a alta temperatura y presión, para precipitar el polvo de níquel. La solución restante contiene proporciones aproximadamente iguales de níquel y cobalto, y estos se separan mediante procesos de reducción selectiva adicionales llevados a cabo en condiciones controladas de pH, temperatura y presión, produciendo cobalto en polvo con una pureza de aproximadamente 99,6%. Las matas que contienen cobalto y los concentrados de sulfuro también se han tratado mediante lixiviación a presión y mediante lixiviación en medios de cloruro.
Recuperación de Concentrados de Óxido de Cobre-Cobalto. El mineral heterogenita del Congo (ver Tabla 1) se obtiene de minas a cielo abierto, y el mineral crudo se tritura y muele antes de la concentración de la fracción que contiene metal por flotación por espuma. En este proceso, el mineral molido se suspende en un medio acuoso a través del cual se sopla aire y al que se le agregan agentes espumantes y tensioactivos específicos. Estos transportan selectivamente el valioso mineral de la ganga no deseada. Los óxidos ricos en cobalto, con contenidos de cobre y cobalto aproximadamente iguales, se sinterizan en gránulos y se introducen en hornos de fundición eléctricos junto con minerales seleccionados de alta calidad que son adecuados para la fundición sin concentración previa. Luego, el concentrado que contiene cobalto se mezcla con cal y carbón y se funde en una atmósfera reductora para producir aleaciones de cobalto-cobre. Se obtienen dos tipos: Una aleación roja pesada que contiene aproximadamente un 5% de cobalto que se procesa para obtener cobre, y una aleación blanca más ligera que contiene aproximadamente un 40% de cobalto que se refina aún más mediante un procesamiento hidrometalúrgico para producir cobalto con una pureza del 99%. El cobalto también se recupera de minerales de óxido de cobre que contienen proporciones mucho más pequeñas de cobalto, del orden de 1 parte de cobalto por 25 a 30 partes de cobre. Estos minerales se someten a una combinación de procesamiento hidrometalúrgico y electrolítico.
Recuperación de minerales de laterita. Las lateritas consisten en un manto de rocas ígneas completamente erosionadas que forman un suelo, de aproximadamente 1 m (3 pies) a más de 30 m (100 pies) de espesor, que se encuentran principalmente en climas tropicales o subtropicales. Las lateritas de silicato que contienen cobalto contienen óxidos de hierro hidratados, óxido de magnesio, 2 a 3% de níquel y un contenido de cobalto de 1/15 a 1/50 del níquel. Los minerales de laterita de níquel-cobalto se pueden tratar mediante procesos hidrometalúrgicos o procesos pirometalúrgicos, como la fundición de mates o ferroníquel, que requieren que se derrita todo el mineral y que los valores del metal se separen de los componentes residuales del mineral. Los procesos hidrometalúrgicos para el mineral de laterita pueden utilizar soluciones de lixiviación de ácido sulfúrico o amoniaco.
Recuperación de minerales de arseniuro. Los concentrados que contienen arsénico se tuestan en un lecho fluidizado para eliminar del 60 al 70% del arsénico presente como óxido de arsénico. Los minerales tostados pueden tratarse con ácido clorhídrico y cloro o con ácido sulfúrico para dar una solución de lixiviación que puede purificarse por métodos hidrometalúrgicos, y de la cual se puede recuperar cobalto por electrólisis o precipitación de carbonato.
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