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RECURSOS
MINERALES
Clasificacin de los minerales
Mineral: Sustancia natural que posee una composicin caracterstica
expresada por una formula definida.
La mayor parte de los minerales se encuentran en las rocas en cavidades
llamadas GEODAS, donde estn
contenidas las menas.
Mena: mineral valioso del cual se extrae un metal.
Mineral de ganga: es el que carece de valor y esta asociado a la mena.
Los minerales poseen un nombre comn
adems del qumico
Sulfuro de cobre II CuS Covelita
Sulfuro de molibdeno MoS2 Molibdenita
Los minerales se pueden clasificar de
varias maneras
Composicin qumica ( el catin tiene menos importancia que el anin)
Sulfatos Nitratos Halgenos
Hidrxidos xidos Carbonatos
Fosfatos Boratos Silicatos
Ejemplo de minerales con estructura qumica simple
Clasificacin ms simple es agruparlos
en :
Metlicos: dan como producto final un metal
No Metlicos: Generalmente compuestos por elementos alcalinos y alcalinos
trreos NaCl Halita sal comn, Na2SO4 sulfato de sodio
Los principales minerales metlicos que se extraen en chile son: Cobre, oro, plata, hierro, molibdeno, cinc, manganeso
Los no metlicos: Carbonato de calcio, nitrato y sulfato de sodio, yeso, sales de yodo, cuarzo, ulexita , carbonato de litio
La concentracin o beneficio de minerales es el tratamiento que se le aplican a estos recursos naturales para separar de aquellos valiosos (menas) de los minerales de menor valor ( gangas)
EL producto valioso queda en forma de concentrado y el resto de los minerales
presente deben ser eliminados como
desechos o colas
Es frecuente que el contenido de metal de inters en el mineral (ley) sea muy bajo,
inferior a 1%
Operaciones fundamentales del proceso de
beneficio
Separacin mecnica de los constituyente de las mena ( liberacin) Chancado - Molienda
Recuperacin por mtodos fsicos (Flotacin) de los componentes liberados ( obtencin de
concentrado), genera gran cantidad de
desechos que deben ser almacenados en
tanques especiales (relaves)
METALURGIA DEL COBRE
Los mtodos de extraccin y separacin del cobre dependen del tipo de mineral
que contenga este elemento
Se requiere conocer la composicin qumica de dicha mena
Clasificacin de los
minerales de cobre
Los minerales cuprferos se clasifican en
dos grupos:
Minerales oxidados : producido como consecuencia de procesos naturales,
contienen oxigeno como elemento
integrante del compuesto en la mena
Minerales sulfurados: son aquellos que no contienen oxigeno pero s azufre
Minerales de cobre
comunes en CHILE
En los minerales oxidados para liberar la mena contenida en estos minerales se tritura hasta tener un tamao de partcula en el rango de 0,8 1,6 cm de dimetro
En el caso de los minerales Sulfurados la operacin se realiza mediante chancado en 2 o 3 etapas sucesivas, los cuales se concentran por flotacin, se requiere mayor disgregacin previa, por esta razn despus del chancado se somete a una molienda obteniendo partculas de rango de 100 a 200 mallas Tyler
Hidrometalurgia del cobre
Lixiviacin de la mena ya conminuida con cido sulfrico diluido, formndose
una mezcla de sulfato de cobre y de
otros minerales
Se aplica principalmente a minerales oxidados;
comprende los procesos unitario interrelacionados
que ocurren en medio acuoso
Extraccin selectiva del catin cobre de la solucin acuosa de lixiviacin con
extractante especfico disuelto en un
solvente orgnico
C. Recuperacin del in cobre as
purificado del solvente, mediante una
retro extraccin con solucin
concentrada de cido sulfrico,
obteniendo dicho catin en fase acuosa
D. Reduccin electroqumica del catin
cobre obteniendo cobre metlico en los
ctodos
El xito de este proceso
combinados se debe a que:
Permite operar con minerales oxidaos que por su naturaleza hidrfila no pueden ser recuperados por flotacin
Permite concentrar minerales de baja ley
Genera menos problemas ambientales
No son necesarias las operaciones pirometalrgicas
El costo de procesamiento es menor
Lixiviacin: o disolucin de los minerales
oxidados del cobre por medio cido
sulfrico.
Formacin de pila de mineral hasta alturas de 2,5 a 5,0 m.
Riego de la pila por la parte superior con H2SO4 diluido durante 30 60 das
Extraccin con solvente: se separa selectivamente el catin cprico de otros iones metlico, en forma de sulfatos con extractante orgnico formando un complejo hidrfobo que se disuelve en un hidrocarburo
Retro extraccin ( stripping), se puede volver a general el catin en la fase acuosa como sulfato
Esquema de extraccin
por solvente
Electroobtencin: se obtiene cobre por depositacin del Cu2+ sobre un delgado
ctodo del mismo metal o de acero
inoxidable, el nodo generalmente de
una aleacin de Pb Ca Sn
Corriente de 2,2 volt y 180 amp/m2
Diagrama de flujo de la solucin de cobre
en los procesos hidrometalrgicos
Flotacin y pirometalurga
del Cobre
Los minerales sulfurados son Hidrfobos
Pueden ser flotados si estn como partculas
Se puede separar de la ganga que es hidrfila
Se requiere chancar y moler el mineral a partculas muy finas
La flotacin : proceso fsico qumico, consiste en separar en forma acuosa minerales finamente molidos de la ganga asociada
Implica la formacin de suspensin o pulpa del mineral molido en agua
Se dispone en celdas y se agrega aire para la formacin de burbujas que ascienden con el mineral
La espuma formada en la superficie y retirada del colector se le llama concentrado.
Los reactivos utilizados para este proceso son colectores, espumantes
Esquema de una celda de
flotacin
Flotacin
La pirometalurga: se aplica a concentrados ( 25 40% Cu) provenientes de minerales sulfurados los que son fundidos y convertidos en cobre metlico
Comprende los procesos de:
Fusin del concentrado obtenido en la flotacin
Transformacin de los compuestos sulfurados, mediante procesos trmicos en cobre metlico ( cobre Blister) cuya pureza puede estar en el rango 97 99,5%
La fusin:
se realiza en hornos de grandes dimensiones a 1.300 1.400 C
Objetivo es Producir mezcla de Cu2 y FeS llamada mata
Se elimina gran parte de la impureza como escoria
Procesamiento de los minerales
sulfurados previo a la fusin
Como todo el cobre se ha convertido en sulfuro, el hierro se puede oxidar
El oxido de hierro y la slice forman la escoria
La escoria puede ser separada de la mata ya que Flota
La conversin:
Oxidacin de la mata con aire u oxigeno a presin
La temperatura alcanzada es de 1.100 a 1.250 C
La formacin de escoriase resume
El oxido se vuelve a transformar en sulfuro cuproso
Conversin
Electrorefinacin
Oxidacin del azufre dando lugar al blister
Las reacciones son exotrmicas
El cobre blister todavia contiene restos de S y O ( como CuS y CuO)
Debe ser sometido al proceso pirometalurgico de refinacin a fuego alcanzando una pureza de 99,6 99,8% de cobre
La alta produccin de gases en este proceso ha sido siempre un problema
ambiental, en la actualidad se aprovecha
en su totalidad en la produccin de cido
sulfrico
De esta manera se evita la contaminacin atmosfrica
El cido es utilizado en los mismos procesos de recuperacin de cobre
Horno flash
Procesos metalrgico de minerales
sulfurados y oxidados de cobre
Riesgos asociados a los
procesos del cobre
Ruido
Inhalacin de polvos
Inhalacin de gases
Quemaduras con cido
Impactos ambientales
Impacto visual y paisajsticos
Contaminacin de fuentes de aguas superficiales y subterrneas
Contaminacin de suelos por derrames de relaves
Contaminacin atmosfrica por polvos y ruidos
Migracin de fauna
METALURGIA DEL ORO Y LA
PLATA
El oro y la plata se encuentran en la
naturaleza en diversas formas
mineralgicas
Metlica
Aleaciones
Formas ms complejas
Se pueden clasificar en dos grupos :
Origen primario : presentes en rocas
Origen secundario ( o placeres) : producidos por la meteorizacin de las
rocas
La recuperacin est dirigida a recuperar principalmente el oro
los nuevos procesos permiten la explotacin de minerales con leyes tan bajas como 1 ppm.
Cuando esta en estado metlico se aprovecha su pesos especfico 19 g/cm3( concentracin gravitacional)
En menas el oro se encuentra asociados a sulfuros metlicos en forma muy fina con minerales de ganga y se utiliza la flotacin
Concentracin gravitacional
Mtodo antiguo aplicado por los mineros en lavaderos
Las tcnicas modernas utiliza un tornillo sinfn inclinado.
El concentrado resultante no se puede realizar en este caso fundicin directa
Se utiliza la amalgamacin ( formacin de aleacin lquida de oro y mercurio)
El mercurio se separa por destilacin quedando el oro como residuo
Posteriormente se funde en forma de barra
Cianuracin
La pulpa de oro molido se trata con una solucin de cianuro.
Produce la oxidacin del oro
Es necesario agregar CaO para que la solucin permanezca bsica ( ph 10 11)
Problemas para la salud y
el medio ambienta
Intoxicacin y muerte pon inhalacin cido cianhdrico y vapores de mercurio
Contaminacin de ros y aguas con cianuro y mercurio
METALURGIA DEL HIERRO
El hierro es el cuarto elemento ms abundante en la naturaleza ( 5%)
Se encuentra en menas, generalmente como xidos
Los dos primeros son tiles para la produccin de hierro
Su metalurgia, implica:
Separacin de este metal de otros minerales
Reduccin con coque en un alto horno
El coque se obtiene por destilacin ( sin combustin) del carbn mineral
Se extraen sus componentes voltiles
Su pirometalurgia:
Se carga el alto horno por la parte superior
Coque y mineral de hierro en bolitas (pellet 45- 54%)
Se agrega caliza y slice ( material escorificador)
Por la parte inferior del horno
Se insufla oxigeno
La escoria formada que es ms liviana flota en el hierro fundido
Esto facilita el retirado del hierro fundido (colada o arrabio contiene 5% carbono
Alto Horno
EL ACERO
Es una aleacin de hierro con bajo contenido de carbono (0,03 1,14%)
Contiene metales como: Cr, Ni, Mn, Mo W
Ej : acero inoxidable con alto contenido de nquel ( Ni 12 27 %) y de cromo (Cr 6 12%)
Las propiedades del acero no slo dependen de las aleaciones, sino, tambin del tratamiento trmico (temple)
La extraccin del hierro de sus minerales
Es un proceso de reduccin
La conversin de arrabio en acero es un proceso de oxidacin
La reaccin se realiza en un convertidor con oxigeno puro, las impurezas metlicas quedan en la escoria lquida
Productos
Barras lminas
Lminas en fro
MINERIA Y MEDIO
AMBIENTE
La actividad minera metlica y no metlica implica:
extraccin - procesamiento refinacin
Tiene gran impacto ambiental en el suelo, aire , agua
Especialmente tienen que ser evaluadas las actividades superficiales, producen una profunda alteracin de la superficie terrestre
Impactos ambientales de la
minera extractiva
Los problemas ambientales producidos son:
Destruccin del paisaje, suelos y reas silvestre
Contaminacin del suelo por metales pesados solubles
Perdida de resistencia del suelo por faenas subterrneas faenas
Contaminacin de suelo, agua, aire por residuos slidos depositados sin una disposicin adecuada
Contaminacin del aire por gases txicos de combustin y partculas de mineral y gangas ( por trnsito de maquinarias)
Contaminacin acstica por ruido producidos durante los distintos procesos y las tronaduras
Contaminacin de aguas superficiales y marinas por descarga de efluentes lquidos que contienen material particulado ( metales solubles, cidos bases, sales9
Contaminacin de aguas freticas por infiltracin de estanques de relaves
Contaminacin y destruccin de aquellos recursos renovables que absorben contaminantes desde el suelo, aire, agua
Impacto sobre la fauna por alteracin de su hbitat, ocasionadas por aire, suelo y agua contaminados a causa de las actividades propias de la minera
Impacto sobre la flora por eliminacin, reduccin o alteracin del suelo, por contaminacin del agua y por migracin de la fauna
PREVENCION Y CORRECCION DE LOS
IMPACTOS AMBIENTALES GENERADOS POR LA
MINERIA EXTRACTIVA
Para eliminar o disminuir los impactos negativos generados es necesario adoptar
medida preventivas y correctivas
Evaluacin de impacto ambiental (EIA)
Medidas correctivas:
Aquellas que reducen el impacto ( salen de un estudio)
Las que compensan ( las que protegen la fauna que permanecen en el rea)
Las que cambian su condicin (restauracin del entorno afectado)
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