Costo de una planta SX-EW de cobre: CAPEX y OPEX por tonelada
Una planta SX-EW de 20,000 t/año de cátodo, construida junto a una operación nueva de lixiviación en pilas, cuesta unos USD 55–85 millones, es decir USD 2,700–4,200 por tonelada anual de capacidad, y opera a un costo de caja de USD 1,400–2,100 por tonelada antes de créditos de subproductos. Dentro de ese costo, el ácido sulfúrico a 4–6 kg por kg de cobre y la energía a 2.2–2.7 kWh por kg de cátodo suelen representar 55–70 % del gasto controlable.
Puntos clave
- El costo de capacidad se ubica en USD 2,700–4,200 por tonelada anual de cátodo en un proyecto greenfield de lixiviación en pilas más SX-EW.
- El inventario orgánico es capital, no consumible: 1,200–2,000 m³ a USD 6–9/L en una planta de 20,000 t/año.
- Un consumo de ácido de 4–6 kg por kg de cobre es el mayor costo operativo individual en lixiviación de óxidos.
- La electroobtención consume 1.8–2.2 kWh/kg de los 2.2–2.7 kWh/kg totales.
- Los factores país —tarifa eléctrica, logística del ácido, aranceles— mueven el costo de caja más que el diseño de la planta.
De qué consta una planta SX-EW
Es una ruta hidrometalúrgica que convierte solución diluida en cátodo de 99.99 % sin fundición, usando extracción por solventes para concentrar y purificar y electroobtención para recuperar el metal. Cuatro bloques en serie, cada uno con su propio comportamiento de costo.
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Solución pregnant (PLS): sale del sistema de lixiviación en pilas a 1.5–4.0 g/L de cobre, pH 1.5–2.2 y potencial de oxidación suficiente para mantener el cobre cúprico. Su ley y caudal dimensionan todo lo que está aguas abajo, así que un error de 10 % en la recuperación del modelo de recursos se propaga como 10 % en el capital de la nave de cátodos.
Extracción por solventes (SX): transfiere el cobre del PLS a una fase orgánica con extractante hidroxioxima y de vuelta a una solución de reextracción limpia, produciendo electrolito concentrado. Ocurre en mezclador-decantadores, cada etapa una caja agitada seguida de una caja de sedimentación; el número de etapas y la relación O/A fijan recuperación y capital.
Relación O/A: relación volumétrica que fija cuánto orgánico circula por unidad de acuoso y, por tanto, el inventario orgánico, la carga de bombas y el área del decantador antes de elegir equipos. Un diseño con O/A 1.0 y tres etapas de extracción exige otro inventario y otra área que uno con O/A 1.5 y dos etapas a la misma recuperación.
Electroobtención (EW): el cobre se deposita sobre cátodos de acero inoxidable a 300–350 A/m² hasta 99.99 %. Es la mayor carga eléctrica de la planta y su consumo lo gobiernan la densidad de corriente, la concentración de ácido, la temperatura y la separación ánodo-cátodo.
Cátodo: plancha de 45–70 kg, vendida contra el precio LME con una prima o descuento que depende de la marca registrada, la geografía y el flete.
Cómo se estructura el CAPEX por tonelada anual
La tabla 1 da un desglose reajustable a cualquier capacidad, con precisión AACE Clase 4 (±30 %), en dólares del tercer trimestre de 2026 y excluyendo flota mina, caminos de acceso, línea eléctrica y costos corporativos del propietario.
Tabla 1 — CAPEX indicativo, 20,000 t/año, ruta de lixiviación en pilas
| Bloque | % del CAPEX | USD por t anual | Principales impulsores |
|---|---|---|---|
| Pila de lixiviación, impermeabilización, aglomeración, apilado | 18–24 % | 550–950 | Área, especificación del liner, método de apilado, altura de capa |
| Pozas, captación de PLS, manejo de soluciones | 5–7 % | 140–280 | Volúmenes, área HDPE, distancia de bombeo |
| Extracción por solventes: mezclador-decantadores, piping | 20–26 % | 600–1,050 | Caudal de PLS, número de etapas, área del decantador |
| Inventario orgánico (carga inicial) | 12–18 % | 350–700 | Volumen, precio del extractante y del diluyente |
| Nave de electroobtención: celdas, ánodos, cátodos, grúas | 18–24 % | 550–950 | Área de cátodo, densidad de corriente, número de celdas |
| Rectificadores y eléctrico de la nave | 6–9 % | 180–380 | Arreglo de bus DC, redundancia, enfriamiento |
| Reactivos, almacenamiento, servicios, taller | 4–6 % | 120–250 | Almacenamiento de ácido, preparación de reactivos |
| EPCM, costos del propietario, puesta en marcha | 9–12 % | 270–480 | Modelo de ejecución, mercado laboral, cronograma |
| Contingencia | 10–15 % | 300–600 | Madurez de la definición del proyecto |
Tres observaciones separan una estimación creíble de un deseo. Primero, el bloque de lixiviación no es el mayor aunque maneje más toneladas: SX y EW juntos son 45–55 % del capital, y el inventario orgánico solo puede superar todo el bloque de reactivos y servicios, así que tratarlo como consumible subestima el capital 12–18 %. Segundo, el área del decantador escala con el caudal, no con la producción: un PLS de 1.5 g/L exige el doble de caudal, el doble de área y cerca del doble de capital de SX que uno de 3.0 g/L a igual producción, y dos proyectos de capacidad idéntica pueden diferir 30 % en capital de SX solo por la ley de lixiviación. Tercero, una contingencia de 10–15 % no es relleno en Clase 4: los proyectos SX-EW tienen tendencia documentada a sobrecostos en movimiento de tierras y materiales eléctricos.
Qué impulsa el OPEX por tonelada
El costo operativo se divide en un bloque grande, químico, y otro menor, de planta. La tabla 2 da rangos que se sostienen en la mayoría de las operaciones de óxidos, con la base de cálculo indicada para poder reajustar cada línea.
Tabla 2 — Costo de caja indicativo por tonelada de cátodo, ruta de óxidos
| Concepto | Consumo | Costo unitario | USD/t cátodo | Base |
|---|---|---|---|---|
| Ácido sulfúrico | 4–6 kg/kg Cu (2–10 kg/kg en minerales de alta ganga) | USD 110–190/t puesto | 440–1,140 | kg de ácido por kg de Cu recuperado |
| Energía eléctrica | 2.2–2.7 kWh/kg Cu | USD 0.06–0.12/kWh | 130–325 | EW 1.8–2.2, resto bombas y SX |
| Pérdida de orgánico | 0.5–1.5 kg/t Cu | USD 6–9/kg | 3–14 | Arrastre, evaporación, remoción de crud |
| Reposición de extractante | 0.05–0.15 kg/t Cu | USD 20–30/kg | 1–5 | Degradación e hidrólisis |
| Reactivos (coagulante, floculante, cobalto, guar) | — | — | 25–60 | Sulfato de cobalto en EW, floculante en decantador |
| Mano de obra | 0.4–0.8 FTE por 1,000 t/año | USD 12,000–45,000/FTE/año | 40–140 | Depende del país |
| Mantenimiento y repuestos | 3–5 % del CAPEX por año | — | 90–180 | Mecánico y eléctrico |
| Análisis, ambiente, G&A | — | — | 30–70 | Laboratorio, monitoreo, overhead |
| Costo de caja total | — | — | 1,400–2,100 | Antes de créditos de subproductos |
La línea de ácido merece la mayor atención porque es la más grande y la que más se estima mal. El consumo lo impone la demanda ácida de la ganga —carbonatos, arcillas y hierro—, no la ley de cobre: un mineral con 3 % de carbonato puede consumir 80 kg de ácido por tonelada, que con 0.4 % de cobre de cabeza son 20 kg por kg de cobre y convierten un proyecto marginal en inviable. El ensayo más valioso del programa de factibilidad es una columna que mida consumo neto de ácido en muestra representativa, no un bottle roll.
La energía es la segunda línea y la más sensible al país. Los 2.0 kWh/kg de la electroobtención son una restricción física dada por el voltaje de celda: potencial reversible de depósito, sobrepotencial de oxígeno anódico, resistencia del electrolito y pérdidas de contacto. Las palancas reales son densidad de corriente, concentración de ácido, temperatura y separación de electrodos: una nave a 320 A/m² y 40 °C consume 2.0–2.2 kWh/kg, y una a 380 A/m² consume 5–8 % más y exige más mantenimiento de cátodos. La pérdida de orgánico es pequeña en dinero pero diagnóstica: 0.5–0.8 kg/t es normal, y 1.5 kg/t o más suele indicar acumulación de crud, arrastre por mala separación de fases o degradación del extractante por contacto prolongado con licor de cloruro o manganeso alto.
Qué factores país mueven más el número
Dos sitios con diseño idéntico pueden diferir USD 500 por tonelada solo por factores país. La tabla 3 los ordena; todos son volátiles y deben reemplazarse por cotizaciones y tarifas vigentes.
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Tabla 3 — Factores país que afectan el costo de caja
| Factor | Chile / Perú | Zambia / RD Congo | Kazajistán / Asia Central | Efecto |
|---|---|---|---|---|
| Tarifa eléctrica de red | USD 0.09–0.14/kWh | USD 0.06–0.10/kWh con riesgo de disponibilidad | USD 0.05–0.08/kWh | ±USD 60–150/t |
| Confiabilidad del suministro | Alta, con redundancia | Cortes programados, diésel habitual | Moderada, restricciones invernales | El riesgo es la disponibilidad, no la tarifa |
| Suministro de ácido | Ácido de fundición local, USD 110–150/t | Azufre o ácido importado, USD 170–230/t | Ácido regional, USD 130–180/t | +USD 200–400/t en países sin litoral |
| Logística del cátodo | Puerto a 300–800 km | 1,500–2,500 km al puerto | 2,000–3,500 km al puerto | USD 60–180/t de flete y manejo |
| Mano de obra calificada | Disponible con prima | Escasa, con componente expatriado | Disponible, con barrera idiomática | USD 20–80/t |
| Aranceles e importación | Exenciones mineras habituales | Exenciones disponibles pero lentas | Variaciones de unión aduanera | 3–12 % del CAPEX si no se mitiga |
| Agua | Agua de mar o comprada | Relativamente disponible | Escasa, recirculada | Restricción de proceso, no solo de costo |
La línea de ácido es donde más duele la geografía. Una planta sin litoral que paga USD 210/t por ácido importado frente a USD 130/t de una planta costera con fundición al lado carga USD 320–480/t de costo adicional a 4–6 kg/kg, es decir 20–30 % del costo de caja total; ese solo factor explica más diferencias entre estructuras de costo de Zambia y Chile que cualquier decisión de proceso. La confiabilidad eléctrica merece mención aparte porque no aparece en una tarifa: una nave que pierde energía dos horas necesita parada y arranque controlados, y un cátodo sin corriente puede redisolverse o depositarse irregularmente; los sitios con cortes suelen llevar diésel para cargas críticas, lo que convierte una tarifa barata en un kWh entregado caro. Compare el costo de energía firme, no de energía interrumpible.
Ejemplo resuelto y sensibilidades
Proyecto de 20,000 t/año con PLS de 2.5 g/L, recuperación de lixiviación de 85 %, 8,000 horas de operación al año y 92 % de disponibilidad de nave. Producir 20,000 t exige unos 23,500 t de cobre en solución y un caudal de PLS de aproximadamente 1,170 m³/h. Con los puntos medios de la tabla 1 el capital resulta de unos USD 70 millones, o USD 3,500 por tonelada anual, con el bloque SX incluido el orgánico en unos USD 24 millones y la nave con rectificadores en unos USD 22 millones.
Con los puntos medios de la tabla 2, ácido puesto a USD 150/t, 5 kg/kg y tarifa de USD 0.09/kWh: ácido 5.0 × 150 = USD 750/t; energía 2.45 × 0.09 × 1,000 = USD 221/t; orgánico 1.0 × 7.5 = USD 8/t; reactivos, mano de obra, mantenimiento y G&A USD 330/t; costo de caja USD 1,309/t. Con LME de USD 9,000/t y prima de USD 40/t el margen operativo es de unos USD 7,700/t, o USD 154 millones al año sobre 20,000 t, contra un capital de USD 70 millones: eso explica por qué estos proyectos se construyen con precio alto y por qué el mismo proyecto no se financia a USD 6,500/t.
Tres variables mueven el resultado más que el diseño: +1 kg/kg de ácido suma USD 150/t; +USD 0.02/kWh suma USD 49/t; y una caída de 5 puntos en recuperación sube el costo unitario cerca de 6 %, porque el capital se reparte sobre menos toneladas. Ordenar esas tres en una tabla de sensibilidad, en lugar de informar un solo VPN, es el mínimo de un estudio creíble, y el número de ácido debe venir de una columna, no de un benchmark. El capital de trabajo (8–12 % de los ingresos anuales) y el capital de sostenimiento (3–5 % del capital inicial por año, para alzas de pila, reparación de pads y reposición de orgánico) son las dos partidas que más suelen quedar fuera del número de titulares.
Un caso real del sur de África, 12,000 t/año, ilustra el efecto de un entorno sin litoral: costo instalado USD 38.4 millones (USD 3,200 por tonelada anual), con 1,150 m³ de orgánico a USD 7.2/L —USD 8.3 millones, 22 % del capital—; ácido importado a USD 205/t y 5.4 kg/kg dieron USD 1,107/t, 63 % del costo de caja; la puesta en régimen tomó 14 meses y el costo de caja del primer año fue USD 1,860/t contra USD 1,620/t de modelo, con la brecha repartida entre ácido (USD 140/t) y generación diésel (USD 100/t).
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el costo típico por tonelada anual de capacidad?
Para un proyecto greenfield de lixiviación en pilas, SX y EW, USD 2,700–4,200 por tonelada anual con precisión Clase 4, excluyendo flota mina, línea eléctrica y costos corporativos. Las ampliaciones brownfield que reutilizan pozas e infraestructura pueden quedar 30–40 % por debajo.
¿Cuánto capital consume el circuito de extracción por solventes?
Los equipos de SX más el inventario orgánico inicial suelen ser 32–44 % del capital total, con el orgánico solo en 12–18 %. La participación sube con el caudal de PLS y baja con la ley, porque el área del decantador escala con el caudal.
Si está dimensionando un circuito SX-EW y quiere reconstruir la estructura de capital y operación contra su análisis de PLS, envíe los datos de ensayo de lixiviación. Criterios de proceso en la base de conocimiento y terminología en el glosario; para el caso del cobre, hidrometalurgia del cobre.