Слично како рудите на оловото и цинкот, во Македонија и рудите на бакарот се претежно сулфидни, а не оксидни. Ова е геолошка карактеристика на нашите рудни појаси во источниот дел на државата и токму поради тоа во Македонија се користи флотациски процес за нивна преработка, а не личинг метода (со лужење) како во некои други региони со оксидни руди.

Најчестиот минерал на бакар во Бучим и Боров Дол, со златножолта боја, е хакопиритот (CuFeS₂), што е типична сулфидна руда, со слични проблеми како оние што ги разгледавме кај олово-цинковите руди.

Бучим е рудник со отворен коп, односно нема подземна јамска експлоатација. Рудата се копа, транспортира, дроби и се преработува во постројка за флотација. Тоа е главната фаза на одвојување на бакарните минерали од јаловината, со помош на реагенси за пенење (специјални масла). Резултат е концентрат со околу 21% бакар и малку злато.

Тука завршува процесот во Бучим, бидејќи таму не се врши пржење, топење и електрорафинирање, туку само ископување и флотација, а добиениот сулфиден концентрат се извезува за понатамошна металуршка преработка, претежно во Бугарија, во топилницата во Пирдоп (Aurubis Bulgaria).

Заради целосност, да го разгледаме главниот процес за добивање бакар. Следи процес на пржење на 600-800 °C, при што сулфурот изгорува и халкопиритот оксидира до бакарен сулфид, со сулфурдиоксид како штетен нуспроизвод:

2CuFeS₂​+5.5O₂​ → Cu₂​S+2FeO+2SO₂

2FeO+SiO₂ ​→ Fe₂​SiO₄​ (згура)

Пржената смеса потоа се топи во електрична или конвертерска печка на околу 1200 °C. Во оваа фаза се добива мат (матен бакар), смеса од Cu₂S и FeS (со околу 60% Cu).

Следен чекор е конверзија, каде матот се продувува со кислород за да се отстрани железото и остатокот од сулфурот. Се добива бакарен оксид (Cu₂O), кој потоа реагира со преостанатиот бакар сулфид (Cu₂S):

2Cu₂​S+3O₂​→2Cu₂​O+2SO₂

Cu₂​O+Cu₂​S→6Cu+SO₂​

Резултатот е блистер бакар, со меурчиња (99% Cu).

Блистер бакарот се формира во аноди и се потопува во раствор од бакар сулфат („син камен“) и сулфурна киселина. На катодата се таложи многу чист бакар (99.99%), а нечистотиите паѓаат како аноден талог (содржи Au, Ag, Se, Te).

На анода: Cu → Cu²⁺+2e⁻

На катода: Cu²⁺+2e⁻ → Cu(s)

Независно од основниот металуршки процес што се врши во Бугарија, во Бучим има постројка за екстракција со растворувачи и електролитичко прочистување - SX/EW (solvent extraction / electrowinning) од 2011 година (види тука). Тоа значи дека дел од рудата, односно јаловината од депонија се третираат со хидрометалуршки методи за добивање на катоден бакар со висок степен на чистота do 99,99%.

SX/EW започнува со таканаречено влажно лужење/личинг (dump leaching) на депонии. Во Бучим и слични рудници, дел од рудата, односно јаловината (обично сиромашна сулфидна или оксидна руда, како и остатокот после флотација, сиромашен со бакар) се натрупува во големи купови на отворено. Потоа се наводнува со разредена сулфурна киселина (H₂SO₄). Киселината полека се движи низ купот, реагира со оксиди, карбонати и делумно со оксидирани сулфиди и ги раствора металите во форма на јони Cu²⁺, Fe²⁺, Zn²⁺ итн. Така на дното се собира раствор богат со бакар (pregnant leach solution - PLS).

Растворот од влажниот личинг содржи не само бакар, туку и железо, алуминиум, калциум, сулфати итн. Затоа прво поминува низ јонско-разменувачки смоли (ion exchange - IX), кои селективно го врзуваат бакарот (Cu²⁺) и ги исфрлаат останатите јони. Така се добива почист раствор подготвен за следната фаза.

Во следната фаза, екстракција со растворувачи (Solvent extraction - SX), растворот со Cu²⁺ се меша со органски растворувач (екстрагент) кој селективно го „влече“ бакарот во себе:

Cu(aq)²⁺​+2HR(org)​⇆CuR₂​(org)​+2H⁺(aq)

Потоа со додавање свежа сулфурна киселина (H₂SO₄), бакарот се враќа во водната фаза, таканаречен стрипинг (stripping). Како резултат се добива многу чист раствор на CuSO₄ (бакар сулфат), погоден за електролиза.​

Конечно со електровининг (Electrowinning - EW) се врши електролиза на растворот со CuSO₄.

На катодата се таложи чист бакар (99,99% Cu):

Cu²⁺​+2e⁻ → Cu(s)

На анодата се ослободува кислород:

2H₂​O→O₂​+4H⁺+4e⁻

По неколку дена електролиза, катодите се вадат како чист бакар, подготвен за продажба.

Во Бучим користат затворен воден циклус, што тоа значи дека се настојува сите водни текови да се прифатат, прочистат и вратат во системот, за да се минимизира испуштањето на отпадни води. Бучим има добиено интегрирана еколошка дозвола (Дозвола-А) за катодната постројка со SX/EW, што укажува дека законски исполнува услови и контроли за зачувување на животната средина.

Значи, Бучим веќе не завршува само со флотација — има и хидрометалуршка фаза за дел од рудата или отпадот, што менува механизам на ризици и шанси за заштита.

Суштината на сите расправи за Бучим и Иловица и слични рудници е токму процесот на личинг (лужење) и дали е еколошки безбеден. Ако процесот не е херметички контролиран, може да се појават неколку проблеми. Најпрво, тоа е киселинската дренажа од оксидацијата на сулфидната руда, за која зборувавме во контекст на олово-цинловата руда, таканаречена самогенерација на сулфурна киселина. Освен тоа, може да дојде и до протекување на сулфурната киселина за личинг. Растворените тешки метали (Fe, Zn, Pb, Cd, As) можат да протечат во почвата и реките. Кога куповите се отворени, киселата магла од сулфур диоксидот и формираната сулфурна киселина може да предизвика локално киселење на почвата.

Бучим и другите современи рудници користат затворен, рециркулирачки систем. Тоа значи дека депонијата е обложена со водоотпорна мембрана (геомембрана од HDPE полиетилен). Наводнувањето се мери и регулира, Собраниот збогатен раствор (PLS) оди во бетонски базен со рециклирање, а испарената вода минимално се надополнува.

Во еколошката проценка на Бучим (IPPC дозвола, 2018), се наведува дека системот е „затворен технолошки процес со рециклажа на растворот, без испуштање на киселини или метали во природната средина.“ во затворен SX/EW систем како Бучим, со водонепропустливи слоеви, базени и рециркулација, штетите се минимални и контролирани, а отпадната киселина и растворени метали повторно се искористуваат и не се испуштаат во природата. Кога нема пржење, топење, сулфурни гасови или цијаниди, тогаш главните ризици се физички и хидролошки, а не класично токсично-хемиски. Да го разгледаме систематски разликите меѓу Бучим (постоечки) и Иловица-Штука (планиран).

Механичките ризици (прашина, бучава, пејзаж) се најочигледниот ризик, и кај Бучим, и кај секој отворен коп. При дробење, мелење и товарење се создава прашина (PM10 и PM2.5), особено при суво време. Решение: намокрување на патиштата и на рудата и поставување филтри на млиновите. 

Бучавата од минирање е значителна околу копот, но паѓа под дозволеното ниво на 1 km од него. Решение: временски ограничен режим на минирање.

Нарушување на пејзажот (отворање голем кратер, губење шума и земјиште). Решение: рекултивација по затворањето, затрупување, засејување и формирање езерца.

Водните ризици доаѓаат од отпадните флотациски води. Флотацијата користи реагенси: колектори (xantat, ditiophosphat), пенила (frothers), и вар (CaO). Поголемиот дел од водата се рециклира во јаловиштето. Дел од реагенсите останува во водата и може да ја замати реката, особено ако има испуштање или протекување при обилни дождови. Но тие соединенија се брзо разградливи и не се долготрајни отрови (како цијанидите). Киселинска дренажа е следниот реален ризик. Се јавува само таму каде што сулфидни руди изложени на воздух и вода. Во Бучим, тоа е проблем само на старите депонии, а не и на флотационата руда. Во Иловица, проектот планира покривка со инертен слој за да го спречи тоа.

Цијанидите не се реален ризик, бидејќи во Бучим никогаш не се користеле, а во проектот Иловица–Штука (планот на „Еуромакс“) исто така нема предвидено употреба на цијаниди. Цијанидот (NaCN) се користи само кај рудници за злато каде златото не е врзано во сулфиди. Иловица има бакарно-златна порфирна руда, каде златото е врзано во сулфиди (халкопирит - CuFeS₂). Таквите руди се обработуваат со флотација, каде златото оди заедно со бакарот во концентратот, а понатамошното издвојување на златото се врши во топилницата надвор од Македонија, без цијаниди во самата земја.

Јаловиштата се најсериозен долгорочен ризик. И во Бучим и во Иловица, јаловиштето е клучен еколошки објект. Опасностите се од пробивање или ерозија на браната (при силни дождови или земјотрес), истекување на заматени води и долготрајно создавање на киселина во подлогата, за што стана збор претходно. Решенијата се бараат во двојна изолација и дренажа, мониторинг на водата низ подземни пиезометри и враќање на флотациската вода во процесот (затворен циклус).

Во Бучим еколошките ризици денес се значително помали благодарение на затворените водни циклуси и SX/EW постројката. Во Иловица, ризикот би зависел од квалитетот на изведбата и надзорот, а не од самиот процес, бидејќи планираниот технолошки циклус не користи цијаниди, не согорува сулфиди, не испушта SO₂ и не се создаваат кисели дождови.

Проблемот со Иловица-Штука, како впрочем и со Бучим и останатите наши рудници е најмногу од економска природа. Македонија го распродава своето рудно богатство за само 2% концесија, на странски приватни компании кои остваруваат големи приходи и добивки, оставајќи ни го рударскиот отпад. Дури ни најавеното покачување на концесискиот надоместок на 5% не претставува големо придвижување. Македонија треба како држава да врши експлоатација на рудниците и металургиска преработка и на тој начин многукратно да ги зголеми приходите и да го полни буџетот. Тоа секако треба да се направи според најсовремените стандарди за заштита на околината. Дури и никаква издавање под концесија е подобро отколку сегашната состојба, што практично претставува неоколонијална експлоатација на државата. Подобро е да го зачуваме рудното богатство за некои идни генерации кои ќе знаат како државата да профитира од него, но и да ја заштити животната стредина.