Evaluación termodinámica de alternativas hidrometalúrgicas para la recuperación de níquel en Colombia hacia una producción más limpia
Introducción: Este artículo es resultado de la revisión e investigación titulada “Extracción acuosa de níquel desde lateritas de baja ley utilizando agentes lixiviantes alternativos”, desarrollada durante el año 2025 en la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.
Problema: La creciente demanda de níquel ha intensificado la explotación de depósitos lateríticos, los cuales constituyen una proporción significativa de las reservas mundiales. Sin embargo, las bajas leyes de níquel y la presencia de impurezas como Fe, Mg y Si dificultan los procesos de extracción y purificación. En Colombia, la producción de níquel aún depende predominantemente de rutas pirometalúrgicas intensivas en energía, las cuales implican altos costos operativos y significativos impactos ambientales, lo que resalta la necesidad de explorar enfoques de procesamiento alternativos y más sostenibles.
Objetivo: Analizar las características del procesamiento de lateritas para la extracción de níquel y evaluar alternativas hidrometalúrgicas al proceso pirometalúrgico actualmente utilizado en Colombia.
Metodología: Se realizó una revisión de la literatura sobre tecnologías de procesamiento de lateritas, describiendo el proceso actual aplicado en Colombia y comparándolo con rutas hidrometalúrgicas reportadas en la literatura.
Resultados: La revisión indica que los procesos hidrometalúrgicos pueden constituir alternativas viables para lateritas de baja ley, permitiendo recuperaciones significativas de níquel con menor consumo energético, menor uso de reactivos y menores emisiones atmosféricas.
Conclusiones: Las rutas hidrometalúrgicas representan una opción prometedora para diversificar el procesamiento de lateritas en Colombia, particularmente para minerales de baja ley, debido a sus potenciales ventajas operativas y ambientales frente a los métodos pirometalúrgicos convencionales.
Originalidad: Este estudio integra un análisis del proceso actual de extracción de níquel en Colombia y lo contrasta con posibles alternativas hidrometalúrgicas adecuadas para el contexto nacional.
Limitaciones: El análisis se basa principalmente en información bibliográfica y en una evaluación preliminar; por lo tanto, se requieren estudios experimentales y técnicos adicionales para confirmar la viabilidad de las alternativas propuestas.
Cómo citar
Licencia
Derechos de autor 2026 Ingeniería Solidaria
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Compromiso ético y cesión de derechos
El autor debe declarar que su trabajo es original e inédito y que no se ha postulado a evaluación simultánea para su publicación por otro medio. Además, debe asegurar que no tiene impedimentos de ninguna naturaleza para la concesión de los derechos previstos en el contrato.
El autor se compromete a esperar el resultado de evaluación de la revista Ingeniería Solidaria, antes de considerar su presentación a otro medio; en caso de que la respuesta de publicación sea positiva, adicionalmente, se compromete a responder por cualquier acción de reivindicación, plagio u otra clase de reclamación que al respecto pudiera sobrevenir por parte de terceros.
Asimismo, debe declarar que, como autor o coautor, está de acuerdo por completo con los contenidos presentados en el trabajo y ceder todos los derechos patrimoniales, es decir, su reproducción, comunicación pública, distribución, divulgación, transformación, puesta a disposición y demás formas de utilización de la obra por cualquier medio o procedimiento, por el término de su protección legal y en todos los países del mundo, al Fondo Editorial de la Universidad Cooperativa de Colombia, de manera gratuita y sin contraprestación presente o futura.
[1] C. Thubakgale, R. Mbaya, and K. Kabongo, “A study of atmospheric acid leaching of a South African nickel laterite,” Minerals Engineering, vol. 54, pp. 79–81, 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.04.006
[2] S. Sudol, “The thunder from down under: Everything you wanted to know about nickel laterites but were afraid to ask,” Canadian Mining Journal, vol. 126, no. 5, pp. 8–12, 2005.
[3] J. Kim, G. Dodbiba, H. Tanno, K. Okaya, S. Matsuo, and T. Fujita, “Calcination of low-grade laterite for concentration of Ni by magnetic separation,” Minerals Engineering, vol. 23, no. 4, pp. 282–288, 2010, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2010.01.005
[4] Ş. Kaya and Y. Topkaya, “High pressure acid leaching of a refractory lateritic nickel ore,” Minerals Engineering, vol. 24, no. 11, pp. 1188–1197, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2011.05.004
[5] A. Oxley and N. Barcza, “Hydro–pyro integration in the processing of nickel laterites,” Minerals Engineering, vol. 54, pp. 2–13, 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.02.012
[6] N. M. Rice, “A hydrochloric acid process for nickeliferous laterites,” Minerals Engineering, vol. 88, pp. 28–52, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.09.017
[7] J. Yang, G. Zhang, O. Ostrovski, and S. Jahanshahi, “Changes in an Australian laterite ore in the process of heat treatment,” Minerals Engineering, vol. 54, pp. 110–115, 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.05.009
[8] J. MacCarthy, J. Addai-Mensah, and A. Nosrati, “Atmospheric acid leaching of siliceous goethitic Ni laterite ore: Effect of solid loading and temperature,” Minerals Engineering, vol. 69, pp. 154–164, 2014, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.08.005
[9] A. J. Idrovo, “Cerro Matoso mine, chemical mixtures, and environmental justice in Colombia,” The Lancet, vol. 391, no. 10137, p. 2320, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)30855-9
[10] Unidad de Planeación Minero Energética (UPME), “Níquel en Colombia,” 2009. [Online]. Available: http://www.upme.gov.co/Docs/Niquel_Colombia.pdf
[11] Agencia Nacional de Minería (ANM), “Producción nacional de minerales 2014,” 2015. [Online]. Available: http://www.anm.gov.co/?q=regalias-contraprestaciones-economicas
[12] V. M. Mejía-A. and J. R. Durango, “Boletín de Geología,” Boletín de Geología, vol. 15, no. 29, pp. 99–116, 1981. [Online]. Available: https://revistas.uis.edu.co/index.php/revistaboletindegeologia/article/view/7153
[13] A. R. Kurniawan, T. Murayama, and S. Nishikizawa, “Appraising affected community perceptions of implementing programs listed in the environmental impact statement: A case study of nickel smelter in Indonesia,” The Extractive Industries and Society, vol. 8, no. 1, pp. 363–373, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.exis.2020.11.015
[14] A. Garces-Granda, G. Lapidus, and O. Restrepo-Baena, “The effect of calcination as pre-treatment to enhance the nickel extraction from low-grade laterites,” Minerals Engineering, vol. 120, pp. 127–131, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.02.019
[15] S. C. Díaz, A. Garcés, O. J. Restrepo, M. A. Lara, and J. E. Camporredondo, “Thermodynamic analysis of the reduction process of Colombian lateritic nickel ore,” Revista de Metalurgia, vol. 51, no. 4, p. e057, 2015, doi: https://doi.org/10.3989/revmetalm.057
[16] J. A. P. Fernández, “Mineralogía y geoquímica de Ni, Co, EGP, Sc, REE en yacimientos lateríticos,” Macla: Revista de la Sociedad Española de Mineralogía, no. 20, pp. 3–9, 2014. [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6141169
[17] F. O’Connor, W. Cheung, and M. Valix, “Reduction roasting of limonite ores: Effect of dehydroxylation,” International Journal of Mineral Processing, vol. 80, no. 2–4, pp. 88–99, 2006, doi: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2004.05.003
[18] Y. Hernández, J. Carriazo, and O. Almanza, “Characterization by XRD and electron paramagnetic resonance (EPR) of waste materials from ‘Cerro Matoso’ mine (Colombia),” Materials Characterization, vol. 57, no. 1, pp. 44–49, 2006, doi: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2005.12.003
[19] London Metal Exchange, “LME Nickel,” 2022. Accessed: Aug. 11, 2022. [Online]. Available: https://www.lme.com/Metals/Non-ferrous/LME-Nickel#Trading+day+summary
20] Y. Liu and M. Lee, “Separation of Co and Ni from a chloride leach solutions of laterite ore by solvent extraction with extractant mixtures,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 28, pp. 322–327, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2015.03.010
[21] K. Shibayama et al., “Taganito HPAL plant project,” Minerals Engineering, vol. 88, pp. 61–65, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.10.002
[22] S. Girgin, A. Obut, and A. Üçyildiz, “Dissolution behaviour of a Turkish lateritic nickel ore,” Minerals Engineering, vol. 24, no. 7, pp. 603–609, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2010.10.009
[23] J. Li, D. Xiong, H. Chen, R. Wang, and Y. Liang, “Physicochemical factors affecting leaching of laterite ore in hydrochloric acid,” Hydrometallurgy, vol. 129–130, pp. 14–18, 2012, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2012.08.001
[24] J. Luo et al., “Atmospheric leaching characteristics of nickel and iron in limonitic laterite with sulfuric acid in the presence of sodium sulfite,” Minerals Engineering, vol. 78, pp. 38–44, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.03.030
[25] K. Liu, Q. Chen, and H. Hu, “Comparative leaching of minerals by sulphuric acid in a Chinese ferruginous nickel laterite ore,” Hydrometallurgy, vol. 98, no. 3–4, pp. 281–286, 2009, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2009.05.015
[26] A. Oxley, M. E. Smith, and O. Caceres, “Why heap leach nickel laterites?,” Minerals Engineering, vol. 88, pp. 53–60, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.09.018
[27] Y. Swamy, B. Kar, and J. Mohanty, “Physico-chemical characterization and sulphatization roasting of low-grade nickeliferous laterites,” Hydrometallurgy, vol. 69, no. 1–3, pp. 89–98, 2003, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2003.00027-6
[28] Q. Guo, J. K. Qu, T. Qi, G. Y. Wei, and B. B. Han, “Activation pretreatment of limonitic laterite ores by alkali-roasting using NaOH,” International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials, vol. 19, no. 2, pp. 100–105, 2012, doi: https://doi.org/10.1007/s12613-012-0522-5
[29] A. Ahmadi et al., “Bioleaching of copper, nickel and cobalt from the low grade sulfidic tailing of Golgohar Iron Mine, Iran,” Hydrometallurgy, vol. 154, pp. 1–8, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.03.006
[30] A. Mahmoud, P. Cézac, A. F. Hoadley, F. Contamine, and P. D’Hugues, “A review of sulfide minerals microbially assisted leaching in stirred tank reactors,” International Biodeterioration & Biodegradation, vol. 119, pp. 118–146, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.09.015
[31] D. B. Johnson and C. A. du Plessis, “Biomining in reverse gear: Using bacteria to extract metals from oxidised ores,” Minerals Engineering, vol. 75, pp. 2–5, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.09.024
[32] S. Stanković et al., “Effect of mineralogy on Co and Ni extraction from Brazilian limonitic laterites via bioleaching and chemical leaching,” Minerals Engineering, vol. 184, p. 107604, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107604
[33] S. K. Chaerun et al., “Indirect bioleaching of low-grade nickel limonite and saprolite ores using fungal metabolic organic acids generated by Aspergillus niger,” Hydrometallurgy, vol. 174, pp. 29–37, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.08.006
[34] H. C. Jang and M. Valix, “Overcoming the bacteriostatic effects of heavy metals onAcidithiobacillus thiooxidans for direct bioleaching of saprolitic Ni laterite ores,” Hydrometallurgy, vol. 168, pp. 21–25, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.08.016
[35] M. Hosseini Nasab, M. Noaparast, H. Abdollahi, and M. A. Amoozegar, “Indirect bioleaching of Co and Ni from iron rich laterite ore, using metabolic carboxylic acids generated by P. putida, P. koreensis, P. bilaji and A. niger,” Hydrometallurgy, vol. 193, p. 105309, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2020.105309
[36] H. Ciftci, S. Atik, and F. Gurbuz, “Biocatalytic and chemical leaching of a low-grade nickel laterite ore,” Metallurgical Research & Technology, vol. 115, no. 3, p. 305, 2018, doi: https://doi.org/10.1051/metal/2018006
[37] M. Urík, M. Bujdoš, B. Milová-Žiaková, P. Mikušová, M. Slovák, and P. Matúš, “Aluminium leaching from red mud by filamentous fungi,” Journal of Inorganic Biochemistry, vol. 152, pp. 154–159, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2015.08.022
[38] M. Jafari et al., “Acidophilic bioleaching: A review on the process and effect of organic–inorganic reagents and materials on its efficiency,” Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, vol. 40, no. 2, pp. 87–107, 2018, doi: https://doi.org/10.1080/08827508.2018.1481063
[39] R. McDonald and B. Whittington, “Atmospheric acid leaching of nickel laterites review. Part I,” Hydrometallurgy, vol. 91, no. 1–4, pp. 35–55, 2008, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.11.009
[40] R. McDonald and B. Whittington, “Atmospheric acid leaching of nickel laterites review. Part II: Chloride and bio-technologies,” Hydrometallurgy, vol. 91, no. 1–4, pp. 56–69, 2008, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.11.010
[41] R. Torres and G. T. Lapidus, “Closed circuit recovery of copper, lead and iron from electronic waste with citrate solutions,” Waste Management, vol. 60, pp. 561–568, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.12.001
[42] W. Astuti, T. Hirajima, K. Sasaki, and N. Okibe, “Comparison of effectiveness of citric acid and other acids in leaching of low-grade Indonesian saprolitic ores,” Minerals Engineering, vol. 85, pp. 1–16, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.10.001
[43] J. Borda and R. Torres, “Comparative study of selective zinc leaching from EAFD using carboxylic agents,” Revista Mexicana de Ingeniería Química, vol. 20, no. 1, pp. 389–398, 2020, doi: https://doi.org/10.24275/rmiq/ia2022
[44] M. Z. Mubarok, W. Astuti, and S. K. Chaerun, “Leaching behavior of nickel from Indonesian laterite ore in some organic acids,” in Proc. International Mineral Processing Symposium, Turkey, 2011.
[45] National Institute of Standards and Technology (NIST), Critically Selected Stability Constants of Metal Complexes, NIST Standard Reference Database 46, Version 8.0, 2004.
[46] G. Eriksson, “An algorithm for the computation of aqueous multicomponent, multiphase equilibria,” Analytica Chimica Acta, vol. 112, pp. 375–383, 1979.
[47] I. Puigdomenech, “Make equilibrium diagrams using sophisticated algorithms (MEDUSA),” Royal Institute of Technology, 2004. [Online]. Available: https://sites.google.com/site/chemdiagr/
[48] R. Torres and G. T. Lapidus, “Copper leaching from electronic waste for the improvement of gold recycling,” Waste Management, vol. 57, pp. 131–139, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.03.010
