Geoqumica de la Bauxita

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INDICE

Introduccin La bauxita..................................................................................................4 Composicin qumica de la bauxita...........................................................5 Composicin mineralgica de la bauxita...................................................5 Calidad de la bauxita.................................................................................7 La bauxita en Venezuela...........................................................................7 Origen y evolucin del yacimiento de los Pijiguaos...................................8 Composicin mineralgica de la Provincia Metalogenica de El Parguaza en los Pijiguaos....11 Afloramientos de bauxita en los Pijiguaos Edo Bolvar.....15 Oxidacin y enriquecimiento supergenico.................................................15 Oxidacin y solucin en la zona de oxidacin...........................................17 Proceso supergeno....................................................................................18 Perfil Supergenico tpico de un depsito con mineralizacin primaria.19 Conclusin Bibliografa

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Introduccin El presente texto que a continuacin se presentara ser la recopilacin de varios estudios realizados en el Distrito Cedeo, en la Serrana de los Pijiguaos a varios kilmetros del ri Orinoco ubicado en el Estado Bolvar Venezuela. Para nadie es un secreto que la regin de Guayana, al sur de Venezuela, presenta grandes afloramientos de rocas precmbricas alteradas por los rigores de un proceso de meteorizacin intenso. Estos han producido grandes espesores de perfiles de meteorizacin, con altas concentraciones de aluminio que hacen posible la acumulacin de ricos depsitos de bauxita, tal como el depsito de Los Pijiguaos en la Serrana de Los Pijiguaos, conformando as el principal yacimiento de bauxita en Venezuela (Mendoza, 2000). Este yacimiento est en etapa de explotacin en la actualidad, con unas reservas probadas por el orden de los 177 millones de toneladas (Guapes et al., 1997).

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Geoqumica del yacimiento de Bauxita ubicada en la zona de la Serrana de Pijiguaos Estado Bolvar. La Bauxita Casi la totalidad hoy da del aluminio es producido a partir de este mineral. se El refiere trmino a una BAUXITA,

mezcla de minerales formados mediante la interperizacin de las rocas que contienen aluminio. Casi la totalidad hoy da del aluminio es producido a partir de este mineral. El trmino BAUXITA, se refiere a una mezcla de minerales formados mediante la interperizacin de las rocas que contienen aluminio. Las rocas madres pueden ser gneas o sedimentarias, son frecuentemente: Nephelina (3 NaO.K2O.9 Si O2), serpentina, granito, dionita, dolerita y caliza conteniendo minerales arcillosos. Cuando estas rocas son sometidas a la accin de la intemperie (efecto de las lluvias) o al tiempo, ellas tienden a perder los constituyentes, tales como: silicio, magnesio, xido de hierro y xido de titanio. En consecuencia, se forman arcillas que contienen entre 35-60% de xido de aluminio (Al2O3) combinado y subsecuentemente laterita que consiste substancialmente en xido de aluminio hidratado y xido de hierro hidratado. De acuerdo a su composicin qumica las lateritas son conocidas como ferruginosas o aluminosas (aquellas ms ricas en almina y ms pobres en slice y xido de hierro) o bauxitas. La bauxita ocurre en lechos estratificados o cristales dentro o debajo de formaciones como depsitos cubiertos o cercanos a la superficie terrestre:

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como impurezas, la bauxita contiene generalmente xido de hierro, slice y titanita que varan en proporcin segn su procedencia. La mayora de los depsitos de bauxita de mayor tenor, adecuados para la extraccin de almina ocurre en regiones tropicales o semitropicales: 1. Composicin qumica de la bauxita Como se ha indicado anteriormente las bauxitas son mezclas de minerales que contienen almina hidratada y ciertas impurezas comunes, tales como xido de Fe, slice y xido de titanio (rutilo o anastasa). Una composicin qumica tpica de una bauxita es la siguiente: Al2O3 ......................................35-60% Oxido de Fe ............................10-30% Slice (SiO2)............................ 4-18% Ti O2 ........................................ 2-5% H2O de constitucin ................ 12-30% Otras impurezas 2.- Composicin mineralgica de la bauxita En apariencia fsica los varios depsitos de bauxita puede diferir considerablemente. Esto, es debido a la interperizacin previa, variaciones bsicas en la forma cristalina del xido de aluminio y variaciones en la naturaleza de la impurezas asociadas con ella. Las bauxitas se presentan en varias formas estructurales diferentes, dependiendo del nmero de agua de hidratacin y tambin de la forma cristalina; debido a esto han sido clasificadas mineralgicamente en dos grandes categoras:

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Monohidratados (Al2O3 . H2O) del cual existen dos variantes cristalogrficas:o o

g boemita. a dispora.

Trihidrato (Al2O3 . 3H2O): variedad g denominada gibbsita. Se ha visto que las dos ltimas estn en la forma de monohidratos,

mientras que el primero es un trihidrato. Los dos tipos de monohidratos a su vez tienen diferente forma estructural, lo que hace que tengan deferencia a la deshidratacin rpida, as como tambin exhiben solubilidades diferentes en soda castica (NaOH). La gibbsita se disuelve ms rpidamente en soda castica que los monohidratos (ms altas solubilidad, as como ms rpida disolucin), pero tienen un contenido intrsico de almina ms bajo. En lneas generales, las condiciones de solucin del hidrato de almina varan para las diferentes formas estructurales y tambin en funcin de concentracin NaOH y la temperatura. Muchos de los depsitos explotados corrientemente tienen un dominio gibbstico (trihidratado), pero frecuentemente tienen una proporcin significativa de una forma cristalina monohidratada. Por lo tanto el procedimiento qumico debe ser un compromiso entre las condiciones ptimas para cada uno de los tipos de hidratos. As tenemos por ejemplo, que la temperatura (y presiones resultantes) para disolver minerales boehmticos son ms altas que para minerales gibbsticos, 180-250 C y 100150C respectivamente. El rango de concentracin castica en gramos por litro es: Trihidrato: 47-82 gr Na2O/L

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Monohidratos: 100-246 gr Na2O/L Es de hacer notar que el monohidrato tipo disporo, prcticamente no es utilizado como fuente de almina, debido a las elevadas temperaturas, concentraciones de castica y presiones requeridas para la disolucin del hidrato. 3. Calidad de una bauxita La calidad de una bauxita es determinada por su composicin qumica y mineralgica y especialmente por el llamado "mdulo de slice" (Al2O3/SiO2 en % peso). La relacin Al2O3/SiO2 determina si un mineral es trabajable o no. La mejor bauxita tiene un mdulo mayor a 10, mientras que las bauxitas de segunda y tercera categora tienen un mdulo de slice entre 7-10 y 4-7 respectivamente. Por lo tanto la presencia de slice en la bauxita, sobre todo en su forma reactiva, juega un papel fundamental en la calidad del mineral. La bauxita en Venezuela Venezuela tiene un importante yacimiento de bauxita, correspondiente al yacimiento de Los Pijiguaos, localizado en el estado Bolvar (Fig. 1). Este yacimiento esta cubierto por una vegetacin de selva tropical hmeda, que se desarrolla sobre una capa delgada (30 cm de espesor) rica en materia orgnica (Lo Mnaco y Lpez, 1996), que suprayace al yacimiento de bauxita, el cual ha sido ampliamente estudiada (Lo Mnaco y Lpez, 1985; Tosiani et al., 1990; Lo Mnaco y Ynez, 1990; Soler et al., 1994; Mogolln et al., 1994; Mogolln et al., 2000). Este trabajo presenta la caracterizacin de los cidos hmicos (AH) asociados al horizonte superficial del yacimiento 7

de bauxita de Los Pijiguaos, Venezuela. Los resultados se discuten en funcin del grado de humificacin de esta sustancias, la posible interaccin entre los AH y las fases minerales de la bauxita y el efecto de los AH en la

separacin de Fe(III) y Al (III) en el horizonte superficial del yacimiento de bauxita de Los Pijiguaos. Fig 1. Mapa geolgico del Edo Bolvar, zonificacin del yacimiento Los Pijiguaos.

Origen y evolucin del Yacimiento Los Pijiguaos: El origen y evolucin del yacimiento de bauxita de Los Pijiguaos ha sido estudiado por algunos investigadores (Lo Mnaco y Ynez, 1990; Lo Mnaco, 1984; Soler y Lasaga., 2000; Lpez, 1974) mientras que otros autores han enfocado su investigacin a la determinacin de los intervalos donde hay una acumulacin apreciable y explotable del contenido de almina

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en los perfiles de meteorizacin. La evaluacin del yacimiento en trminos de otros elementos qumicos que determinan los parmetros de calidad (Ti, Si, Fe, C) para la comercializacin de este importante recurso natural tambin han sido objeto de estudios Sin embargo han sido pocos los trabajos orientados hacia el entendimiento de los mecanismos de transformaciones qumicas y mineralgicas, que ha sufrido el granito rapakivi de El Parguaza Las lateritas son productos tpicos de la meteorizacin tropical, formadas esencialmente a consecuencia de hidrlisis progresiva de los minerales de una roca. Las lateritas y las bauxitas pueden derivarse de varios tipos de rocas (excepto posiblemente de la mas silicas), especialmente de aquellas con alto contenido de aluminio y bajo contenido de slice, como las sienitas nefelina, fonolitas, doleritas, gabros y granitos alcalinos. Tambin pueden formarse a partir de calizas, filitas, arcillas y arkosas. De acuerdo a sus componentes esenciales, las lateritas se han agrupado en tres categoras a) lateritas bauxititas, en las cuales los porcentajes de aluminio y hierro son aproximadamente iguales o algo mas alto el de aluminio es muy elevado, se designan como bauxita; b) lateritas ferruginosas en las cuales el porcentaje de hierro es mayor que el de hierro, pueden explotarse como menas de ambos metales; c) lateritas niquelferas provenientes de la alteracin desde 0.20% en la roca original hasta mas de un 3% en las lateritas Es ampliamente conocido que en la columna geolgica se encuentran yacimientos de lateritas y bauxitas desde el devonico hasta el reciente. En los pases tropicales y subtropicales alcanzan gran desarrollo los depsitos del terciario y cuaternario. Estratigraficamente, estos yacimientos tienen gran significado por marcar grandes periodos de emergencia, quietud, ausencia de sedimentacin y meteorizacin activa. Estos intervalos son de diferente duracin: algunos abarcan eras geolgicas, como es el caso de las lateritas 9 de rocas ultra bsicas; en este tipo, se producen concentraciones de nquel

de Guayana,, que descansan sobre sedimentos del Precmbrico y estn cubiertas por sedimentos no consolidados; en otros casos se restringen a uno o mas periodos, y en otros a intervalos mas cortos aun. En la generalidad de los casos el tiempo de formacin de estos depsitos es mucho mas corto que el intervalo sedimentario indicado, especialmente si la laterizacion ha sido precedida por largos periodos de erosin. Las condiciones necesarias para el proceso de laterizacion son las siguientes: a) el clima tropical, sujeto a alternancia de estaciones secas y muy lluviosas, que permite el desarrollo de una densa vegetacin, b) temperatura media elevada

Estudios realizados por el Ministerio de Energa y Minas en la edicin especial N8 del boletn de geologa en el ao 1981; definen que la serrana de los Pijiguaos forma una altiplanicie fuertemente disectada, que representa una antigua superficie de erosin de extensin regional, a unos 600-900 metros de altura sobre el nivel del mar; esta penillanura posiblemente se desarroll durante el Mesozoico-Cenozoico. El tipo de yacimiento formado es el denominado de meseta, originado de la meteorizacin y laterizacin intensa del granito rapakivi del Parguaza, granito equigranular de grano grueso, con abundantes ovoides con un ncleo de feldespato potsico y corona de plagioclasa. Su composicin mineralgica, determinada por estudios petrogrficos de ncleos de dos sondeos que penetraron dicho granito, se indica en el cuadro siguiente, en el cual, como punto de comparacin, se incluye la composicin mineralgica determinada en otras regiones de la Provincia Metalogenica de El Parguaza.

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Minerales % Vol. Pertita Microclino Cuarzo Plagiclasa Biotita Hornablenda Clorita Apatito Zircn Calcita Opacos

Mendoza (1972) % 40-50 -10-20 25-30 05-10 10-15 -00-08 --1.5

Gaudette (en prensa) % 24-55 -05-34 14-31 02-16 04-24 -Tr --Tr

Bauxiven DDH-1 % 40 25 20 08 05 -01 --01 Tr

Bauxiven DDH-2 % 54 10 30 01 05 -------

Cuadro N1. Composicin mineralgica de la Provincia Metalogenica de El Parguaza. Como se puede observar por este cuadro, existe una variacin en cuanto a la composicin mineralgica del granito, lo cual explica a su vez las variaciones en la composicin de las menas de bauxita aun en una misma regin, como en el caso de los Pijiguaos. La informacin relacionada con la composicin o naturaleza de esta mena, fue obtenida a base de un intenso programa de sondeos exploratorios helicoidales (21.000 mts. de perforacin), calicatas, trincheras y algunas

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perforaciones rotativas con brocas de diamante. Se analizaron alrededor de 24.000 muestras de la mena. A base de toda esta informacin se pudo establecer las caractersticas del yacimiento. Un recubrimiento superficial de suelos ricos en materia organica, que puede alcanzar 1 metro de espesor, pero que generalmente esta ausente. Una zona superior concresionaria, bajo la forma de una costra dura, de textura esponjosa, que puede alcanzar hasta 3 metros de espesor, que suprayase a un horizonte de bauxita fragmental terrosa y pisolitica. Una zona intermedia arcillosa, moteada, caracterizada por la abundancia de cuarzo, pisolitas y la presencia de arcillas y micas. Un horizonte bauxitico central, con textura esponjosa, el cual en algunos casos puede estar ausente. Una zona inferior, que est formada en su parte superior por material derrumbado, constituida por pisolitas, cuarzo y abundante arcilla. A medida que se profundiza hay un incremento de material arcilloso y es muy abundante la textura, remanente de la textura original del granito. Roca meteorizada suprayacente a la roca fresca. La mineraloga del perfil bauxitico, cuyo espesor promedio regional es de 7.5 metros., es bastante simple: gibsita (60-80%), cuarzo (10-20%), hematita (510%), goethita (