Un tratamiento hidrometalúrgico de múltiples etapas capaz de extraer hasta el 70% del zinc presente en el polvo de horno de arco eléctrico (EAFD, por sus siglas en inglés) ha sido desarrollado y validado por investigadores de la Universidad de Sevilla, según un estudio publicado en el Journal of Sustainable Metallurgy en abril de 2026. Los hallazgos tienen implicaciones directas para la cadena de suministro secundario de zinc en un momento en que la producción de acero mediante horno de arco eléctrico está expandiendo rápidamente su presencia a nivel mundial. El EAFD es uno de los residuos industriales más ricos en zinc disponibles a escala.
Por cada tonelada de acero producida mediante la ruta del horno de arco eléctrico se generan aproximadamente 20 kilogramos de polvo, según los datos citados en el estudio. Con una producción mundial de acero que alcanzó los 1.892 millones de toneladas en 2023, según informó la World Steel Association, los volúmenes de EAFD generados anualmente representan una fuente potencial significativa de zinc secundario. La ruta del horno de arco eléctrico representa actualmente el 30% de la producción mundial de acero y se espera que siga creciendo gracias a su menor huella de carbono en comparación con la ruta tradicional de alto horno-convertidor de oxígeno básico.
Las muestras de EAFD utilizadas en el estudio, suministradas por Siderúrgica Sevillana S.A. en España, contenían un contenido medio de zinc de aproximadamente el 24% en peso, lo que subraya la relevancia de este material como materia prima secundaria de zinc. A pesar de este potencial, las tasas de reciclaje del EAFD siguen siendo bajas. Según las estimaciones citadas por los autores, solo 2,5 millones de toneladas de un total de 6 millones de toneladas de EAFD generadas a nivel mundial estaban siendo recicladas según una evaluación de 2009.
El resto ha sido destinado históricamente a vertederos industriales tras un tratamiento de estabilización, práctica que enfrenta restricciones regulatorias cada vez más estrictas en todo el mundo. La brecha entre los volúmenes generados y los reciclados representa un recurso sustancial sin explotar para la industria del zinc, especialmente en un contexto en el que la minería primaria de zinc enfrenta limitaciones persistentes. El proceso desarrollado por Teresa Miranda, Nieves Iglesias-González y Pablo Ramírez, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Sevilla, avanza en etapas secuenciales diseñadas para maximizar la recuperación de zinc manteniendo al mismo tiempo una alta selectividad frente a la disolución del hierro.
En la primera etapa, el EAFD se lava a un pH controlado de 10 para eliminar los cloruros, que de otro modo interferirían con la recuperación posterior del zinc mediante electrodeposición y podrían generar emisiones de dioxinas si el material fuera reintroducido en el horno. Esta etapa de lavado requiere 27 gramos de ácido sulfúrico por kilogramo de EAFD procesado. El residuo lavado se somete entonces a una lixiviación ácida selectiva con ácido sulfúrico a un pH de 1,5 y 25 grados Celsius, con un consumo de 500 gramos de ácido sulfúrico por kilogramo de EAFD.
En estas condiciones, el proceso logró rendimientos de extracción de zinc de hasta el 70%, en línea con los resultados comunicados por otros grupos de investigación mediante lixiviación con ácido sulfúrico, mientras que la disolución del hierro se mantuvo en el 8,9%, dejando el hierro concentrado en el residuo sólido para su posible reutilización en la fabricación de acero. Los autores señalan que el 30% restante de zinc no extraído está asociado en gran medida a la franklinita, un mineral de óxido de zinc y hierro cuya compleja estructura cristalográfica resiste las condiciones de lixiviación ácida suave. Los investigadores destacan que los enfoques hidrometalúrgicos como este ofrecen menores gastos de capital y menores gastos operativos en comparación con las alternativas pirometalúrgicas, como el proceso de horno Waelz, que es actualmente la tecnología industrial dominante para el tratamiento del EAFD, gracias a sus menores requerimientos de consumo energético.
El estudio no proporciona estimaciones de costes explícitas ni datos de escalado, pero los autores describen el proceso como compatible con los principios de la economía circular y señalan que el zinc recuperado en la solución de lixiviación puede ser valorizado mediante precipitación selectiva en forma de óxido de zinc, que posteriormente se redisuelve para producir derivados comerciales como el carbonato básico de zinc o el zinc electrolítico. Como complemento del proceso de recuperación de zinc, el residuo sólido rico en hierro que queda tras la lixiviación ácida contiene también plomo en forma de anglesita, que debe eliminarse antes de que el residuo pueda ser recirculado de forma segura al horno de arco eléctrico. Los investigadores abordaron esta cuestión mediante una etapa de lixiviación en salmuera con soluciones de cloruro de sodio, logrando tasas de extracción de plomo superiores al 90% en condiciones óptimas de 20 grados Celsius, 100 gramos por litro de cloruro de sodio y pH 3.
El plomo disuelto se recupera posteriormente de forma completa mediante precipitación con carbonato de sodio, formando compuestos de carbonato insolubles, mientras que la solución de salmuera se recicla dentro del proceso. El residuo sólido rico en hierro resultante, que contiene un 42,5% en peso de hierro y solo un 0,13% en peso de plomo residual, resulta entonces apto para su reintroducción en el horno de arco eléctrico. Esta etapa integrada de gestión del plomo es presentada por los autores como un elemento clave para la valorización completa del EAFD, más que como el objetivo principal del trabajo.
El estudio, publicado en el volumen 12 del Journal of Sustainable Metallurgy con DOI 10.1007/s40831-026-01491-2, fue realizado con muestras de EAFD suministradas por Siderúrgica Sevillana S.A. y recibió financiación de acceso abierto de la Universidad de Sevilla y CBUA. Los autores declaran no tener conflictos de interés. La investigación representa una aplicación novedosa de técnicas de separación hidrometalúrgica consolidadas a un desafío persistente en el procesamiento del EAFD, concretamente la eliminación de la fase de anglesita que se forma tras la lixiviación ácida y que ha limitado tradicionalmente la reutilización de los residuos de lixiviación en la fabricación de acero.
Fuente: idus.us.es