INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍAMÓDULO N°3 YACIMIENTOS MINEROSMÓDULO N°3 YACIMIENTOS MINEROS

MAURICIO BELMONTE LERMA

INGENIERO CIVIL DE MINAS

EMAIL: mr_belmonte@hotmail.com

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Sesión N° Contenido TMD I-A1 Historia, propiedades (Cu) 26-03-20132 Panorama productivo, producción, minera 03-04-20133 Yacimientos Mineros 10-04-20134 Procesos Geológicos 17-04-20135 Contro N° 1 24-04-20136 No hay clases 01-05-20137 Sistemas de Explotación (Rajo Abierto ) 08-05-20138 Sistemas de Explotación (Subterráneo ) 15-05-20139 Control N° 2 22-05-2013

10 Procesos de Explotación (Rajo Abierto) 29-05-201311 Procesos de Explotación (Subterránea) 05-06-201312 Ciencias de Apoyo (Topografía y Estabilidad de Taludes) 12-06-201313 Procesamiento de Minerales 19-06-201314 Exposición de Trabajos 26-06-201315 Visita Mina Escuela 28-06-201316 Control N° 3 03-07-201317 Sustentabilidad (Medio Ambiente, Control de Pérdidas) 10-07-201318 Exposición de Trabajos 17-07-201319 Examen 24-07-201320 Repetición 31-07-201321 Vacaciones (04 al 16 de Agosto)

Calendario I Semestre 2014 INT. A LA MINERIA

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TRABAJO GRUPAL

TEMAS:1.- Aplicaciones y usos del Cu2.- Evolución de la Seguridad en la Minería Chilena3.- Gran Minería (Pórfidos cupríferos)4.- Mediana Minería5.- Pequeña Minería6.- Metales (Oro, Plata, Carbón, Salitre, Hierro, Litio, etc.)7.- Código de Minería (pasos a seguir hasta la obtención de la pertenencia minera)8.- Libre (elección del Alumno)

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TRABAJO GRUPAL

Cada grupo deberá entregar un documento que contenga:

1.- Nombre del Trabajo2.- Nombre de todos los integrantes del grupo3.- La presentación es en Power Point, en no mas de 10 laminas, destacando lo relevante del trabajo.4.- Expositores: Libre. Lo puede presentar un integrante del grupo o se pueden turnar5.- Tiempo de exposición. 12 minutos, para dejar 3 minutos para preguntas

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El rol del negocio minero en la economía, es el de encontrar (exploración), depósitos minerales económicos, para luego explotar, procesar y vender (comercialización), los productos que de ellos se obtienen.

¿Qué es el negocio Minero ?

¿Cuál es la importancia de la Minería en Chile ?

El negocio minero, por definición, debe ser económicamente rentable, salvo que sea de interés social o estratégico.

Chile posee el 24% de las reservas mundiales de Cu. Codelco maneja el 34% de la producción nacional. Codelco es el productor de cobre mas grande del mundo y la empresa que contribuye mas a la economía chilena.

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¿De donde vienen?

¿Qué son los depósitos minerales ?

Los minerales de interés para su explotación son de ocurrencia natural, asociados a procesos y ambientes geológicos específicos según su tipo.

Un depósito mineral o yacimiento es un cuerpo o zona de concentración de recursos minerales.

Una Mina es un yacimiento en el cual es posible realizar la extracción de un mineral o elemento con un beneficio económico (a través de sus labores)..

Para elementos de interés, los minerales que lo contienen se denominan mena, minerales de los cuales es posible extraer un metal con un beneficio económico.

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Estas rocas ígneas aportan los minerales que contienen las rocas circundantes, y de acuerdo a las condiciones en que esto ocurre, se tienen dos tipos de material mineralizado: los sulfuros y los óxidos.

Los yacimientos

Los lugares donde se encuentran las minas de cobre, es decir, un yacimiento de cobre, dependen de los procesos geológicos que han ocurrido en ese lugar.

Yacimiento: Es el lugar donde se encuentran naturalmente las rocas (localizada en la corteza terrestre), que contienen uno a varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos, en cantidad suficiente como para ser extraídos con beneficio económico.

Existen yacimientos de diferentes tipos, pero en el caso del cobre, los de mayor volumen corresponden a los denominados pórfidos cupríferos.

De esta forma, los yacimientos de cobre se relacionan con la presencia de rocas ígneas (son rocas que se forman cuando el magma, roca fundida, se enfría y solidifica), y estas se forman, bajo la superficie como rocas intrusivas o en la superficie como rocas extrusivas.

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍAConceptos básicos

Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, aparecen una serie de conceptos que tienen una gran importancia, ya sea en los aspectos geológicos-geoquímicos, o en los económicos. Los más importantes son los siguientes:

Mena: Esta formado de dos partes, el mineral que es la especie de interés que se encuentra en estado solido con una composición química definida y la ganga (resto de minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés económico.

Roca: Material compuesto por uno o varios minerales, como resultado final de los diferentes procesos geológicos.

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Mineral : Sustancia solida de origen natural con estructura interna ordenada y composición química definida.

Los minerales: Pueden ser de uso práctico para la humanidad, ya sea por sus propiedades medicinales o bien para la extracción del elemento(s) particular(es), como por ejemplo los metales (Cu, Au, etc.).

Los recursos minerales: Se dividen en tres grandes familias, los metálicos, los no-metálicos y los energéticos.

Metálicos: Minerales de mena de los cuales se obtienen metales de interés.

No-metálicos: Minerales empleados directamente en procesos industriales, tecnológicos, construcción, etc. (ej. litio, sal, yodo, salitre, etc.).Recursos energéticos: petróleo, gas natural, carbón, uranio, etc.

Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minería metálica, que permiten obtener el elemento de interés.

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Ubicación y distribución de yacimientos minerales de Cu - Au en Chile:

Entre estos procesos destacan los magmáticos y magmáticos hidrotermales.

Los depósitos minerales son el producto de procesos geológicos cuyos materiales se han concentrados, ya sea en forma endógenos o exógenos.

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Ubicación y distribución de yacimientos minerales de Cu - Au chilenos:

Estos procesos pueden ser bastante variados para distintos tipos de depósitos, la comprensión de ellos es de vital importancia para la determinación de criterios de exploración.

Para la generación de un deposito mineral se requiere de un origen de los elementos y de una serie de procesos que conduzcan a la concentración de ellos.

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INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍALas -feras

En la tierra se presentan cuatro "-feras": Atmósfera, hidrosfera, bioesfera y litosfera. La geología es la ciencia de la litosfera y sus relaciones con las otras "-feras".

La intersección de Hidrosfera-Litosfera trata del agua subterránea, transporte en el agua, ambiente de río. El conjunto de

Biosfera-Litosfera se trata de la vida en las épocas pasadas, la evolución, los fósiles y en general la paleontología

1.) La Atmósfera: Capa de gases (aire), que envuelven la tierra, formado a su vez por una serie de capas que funcionan como un escudo protector del planeta, mantiene la T°.

2.) Hidrosfera: Todo el agua en, bajo o por encima de la superficie terrestre: océanos, ríos, lagos, agua subterránea, lluvia, etc.. 3.) Biosfera: Parte del mundo en la cual están presentes los seres vivos: La superficie de la tierra, el suelo, los mares, el aire.

4.) Litosfera: Parte sólida exterior de la tierra.  

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La corteza de la tierra

Existen dos tipos de corteza: La corteza continental y la corteza oceánica. La corteza continental incluye los continentes y los sectores del mar de baja profundidad. La corteza oceánica se encuentra en los sectores oceánicos de alta profundidad. 

La corteza y el manto terrestre están formados por material mineral, es decir, por rocas de distinta naturaleza. Los elementos que constituyen las rocas de la corteza terrestre son principalmente ocho: Oxigeno, Silicio, Aluminio, Hierro, Calcio, Sodio, Potasio y Magnesio,

Corteza Terrestre: 5 – 75 Km (solido)Manto Superior: 670 Km (plástico)Manto Inferior: 2.230 Km (solido)Núcleo Externo: 2.220 Km (liquido)Núcleo Interno: 1.250 Km (solido)

Espesor de las Capas

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El Magma

El magma es una mezcla de elementos que se encuentra al interior de la tierra (sale a la luz a través de las explosiones volcánicas), y esta formado por gases y roca fundida, su temperatura es altísima, pudiendo llegar a los 1.000 °C.Ejemplo. El magma es como una sopa rica en compuestos químicos, al enfriarse se endúrese y esto forma minerales. Dependiendo de la velocidad de enfriamiento varían los minerales.

Gran parte de los minerales nació con la consolidación de la corteza terrestre, hace aproximadamente 4.000 millones de años, siendo parte del magma que fue el material que genero los minerales y las rocas ígneas después de su enfriamiento.

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El punto de fusión del magma se ubica en profundidades entre 100 y 200km, es decir en el manto superior.

La porción fundida es un líquido menos denso en comparación con la porción sólida. Por consiguiente tiende a ascender a la corteza terrestre concentrándose allí en bolsas y cámaras magmáticas.

Se supone que sólo una porción pequeña del material del manto está fundida, lo demás está en estado sólido. Este estado se llama la fusión parcial

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En el caso del material rocoso situado en el manto superior la disminución de la presión (la segunda alternativa) es la más probable para la fundición del material rocoso y la generación del magma.

Comparamos el material sólido rocoso situado en altas profundidades es decir en el manto superior con un volumen de agua encerrado en una olla de presión hirviéndose por ejemplo a una temperatura de T = 120°C. ¿Cómo el agua se convierte en vapor? ¿O es decir, cómo el material rocoso se convierte en un magma? Hay dos posibilidades:

1. Se puede intensificar el fuego o es decir aumentar la temperatura hasta que el agua está en ebullición.

2. Se puede abrir la olla de presión, es decir disminuir la presión, el agua saldrá de la olla en forma explosiva y gaseosa.

De este modo en altas profundidades en la corteza terrestre y en el manto superior puede producirse el magma a partir de material sólido

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Formación de yacimientos de cobreEl origen de la materia prima

En la naturaleza existen distintos tipos de yacimientos de cobre, los que se presentan de diversas maneras, dependiendo de los procesos geológicos que dieron origen a su concentración.

Un tipo de yacimiento es aquel que se origina vía disolución del cobre desde los magmas (o rocas fundidas) por aguas termales, las que son conducidas hacia la superficie de la tierra a través de fracturas en las rocas.

Otra forma de concentración de cobre (también a partir de magmas), viene de las fuentes termales submarinas, que son verdaderos géyseres ricos en metales.

El cobre aparece entonces como vetas de mineral de alta ley o incluso de cobre nativo. Esta fue la primera fuente de cobre que utilizó el hombre.

Al salir y mezclarse con el agua fría del mar, los metales precipitan en forma de sulfuros que quedan agrupados en el sedimento del fondo marino.

Millones de años más tarde, producto del levantamiento de la corteza terrestre, estos sedimentos emergen a la superficie en forma de yacimientos.

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍAProcesos de Formación

Los sistemas del tipo pórfido cuprífero son sin ninguna duda de origen netamente magmático – hidrotermal.

Los depósitos del tipo pórfido cuprífero comprenden yacimientos de gran volumen de mineralización primaria de sulfuros de cobre-fierro y fierro, en general hospedados y directamente asociados a cuerpos intrusivos porfíricos, pero en ningún caso estrictamente restringidos a roca intrusiva.

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También los yacimientos denominados porfíricos, son muy abundantes en el cordón andino. Se caracterizan por contener grandes masas de rocas con cobre sulfurado que generalmente es de baja ley

Hay, además, otros yacimientos donde el cobre se encuentra en la parte superior que ha sido alterada por la acción de agentes atmosféricos a través de millones de años.

Cerca de la mitad de los recursos de cobre del mundo se concentran en el ambiente geológico de la Cordillera de Los Andes.

Estos se originan por el ascenso de rocas fundidas cuando la corteza oceánica se introduce bajo la corteza continental. Ejemplos de ello en Chile son Chuquicamata, El Salvador, Andina y El Teniente entre otros.

Son los llamados yacimientos de cobre oxidado, también muy frecuentes en Chile, como la mina Radomiro Tomic, el Abra y la parte superior, ya explotada, de Chuquicamata.

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍA¿Qué información nos dan las rocas?

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍAINTRODUCCIÓN A LA MINERÍAUn mineral se puede formar a partir de los siguientes procesos:

A medida que un magma se solidifica se van formando los minerales. La fase liquida y gaseosa de la mezcla se van enriqueciendo en su camino, al ser expulsadas del magma, principalmente durante su solidificación. El liquido expulsado de su fuente magmatica se desplaza, lateral o verticalmente para llegar finalmente a la superficie. Desde la profundidad magmatica hasta la superficie, el agua pierde T° y presión, por ello casi todas las sustancias disueltas en el agua precipitan en el camino, originando grandes concentraciones o depósitos minerales. Los conductos por los cuales el agua se moviliza es todo tipo de grietas, pero son fundamentalmente las fallas (el agua en su trayecto, además va rellenando todas estas aberturas).

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-Los geólogos atribuyen a los procesos hidrotermales, la gran variedad de depósitos minerales metálicos que proporcionan la mayoría de nuestros metales (oro, plata, cobre, plomo, zinc, mercurio, molibdeno, etc.).

- Otra forma de encontrar minerales:

-Meteorización: Desintegración o descompocisión de rocas en la superficie terrestre como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos (lluvia, viento, hielo, etc.)

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La meteorización libera muchos mineralesde la roca que es atacada por alguno de los agentes exógenos nombrados.

Estos minerales son transportados en solución (por ríos, mar) o mecánicamente (por acción de agentes exógenos: viento, lluvia, etc.) hacia cuencas sedimentarias o bien se acumulan formando depósitos de minerales de interés económico o industrial.

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En la búsqueda de un nuevo yacimiento

La búsqueda y definición de nuevos yacimientos son realizadas por un equipo de profesionales, encabezado por geólogos, considerando las siguientes atapas:

I.- EXPLORACION BASICA

II.- EXPLORACION INTERMEDIA

III.- EXPLORACION AVANZADA

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En esta primera etapa, se efectúa un reconocimiento general de un área extensa (decenas a cientos de kilómetros) con el fin de identificar algunas características favorables que puedan indicar la presencia de un yacimiento.

Las características de las rocas como el color y las manchas permiten ubicar la zona de interés donde puede haber un yacimiento

PRIMERA ETAPAEXPLORACION BASICA

¿Cuál es el objetivo?

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El equipo de geólogos, estudia diferentes antecedentes y aplica técnicas específicas (mapas geológicos, imágenes de satélite, geofísica, etc.) para seleccionar las áreas donde desarrollar la exploración básica.

Una vez identificada el área, el equipo se dirige a terreno para registrar las características de las rocas (color, textura, estructura, presencia de minerales indicativos) y su ubicación, y para recoger muestras que permitirán determinar el contenido de los elementos interesantes en una explotación, tales como cobre, oro, hierro, molibdeno, etc.

El geólogo o geóloga identifica en terreno los sectores donde realizar la exploración para ubicar un yacimiento.

¿Quién la realiza? ¿Cómo se lleva a cabo la exploración básica?

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SEGUNDA ETAPAEXPLORACION INTERMEDIA

El objetivo de esta etapa es confirmar la existencia de mineralización de cobre en profundidad, de acuerdo con la información recogida en la etapa anterior.

Con ayuda de imágenes satelitales se confirma la información de exploración.

¿Cuál es el objetivo?

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El resultado del trabajo de la etapa de exploración intermedia es la identificación de un posible yacimiento, ubicado en un área más o menos definida, de dimensiones aproximadas entre 500 metros y 5 km por lado.

Una vez localizada el área de interés se realizan, con mayor detalle, trabajos geofísicos tales como magnetometría, gravimetría, resistividad, etc. y trabajos geoquímicos como la obtención y análisis químicos de muestras de superficie. Junto con estos análisis se interpretan las características que interesan en diferentes mapas, lo que permite aumentar la precisión y reducir el radio de búsqueda del mineral.

La información recolectada permite diseñar la perforación de algunos sondajes exploratorios, para extraer muestras de distintas profundidades y determinar la posible continuación de la mineralización bajo la superficie.

¿Cómo se realiza?

¿Qué se obtiene?

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TERCERA ETAPAEXPLORACION AVANZADA

En esta etapa, se determina con mayor precisión la forma y extensión del yacimiento y la calidad del mineral encontrado, es decir, la ley de mineral que corresponde al contenido del o de los elementos de interés.

Las muestras de profundidad (testigos de sondeos) permiten confirmar la presencia de rocas mineralizadas en profundidad.

Las determinaciones de forma y ley de mineral se realizan mediante la perforación de más sondajes, distribuidos en una malla regular (cada 200 o 400 m, por ejemplo), los que atraviesan el mineral (zonas de óxidos y de sulfuros).

Mediante los sondajes, se pueden reconocer características del yacimiento tales como la ley de cobre y de otros elementos, los tipos de mineral, alteración, estructuras, densidad, dureza, fracturamiento, etc.

¿Cuál es el objetivo?

¿Cómo se realiza?

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Esta información es analizada por los ingenieros de minas, quienes mediante metodologías especializadas determinan el sistema de explotación, realizan un diseño preliminar de la mina e instalaciones de planta y calculan las expectativas económicas y la vida útil de la futura operación.

¿Qué información se obtiene? ¿Qué se hace con ella?

Los resultados de las características del yacimiento, el tipo de mineral y la ley constituyen la primera información fundamental para el diseño de una futura explotación, ya que permiten estimar el comportamiento geotécnico y geometalúrgico, y el posible rendimiento económico del mineral.

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Los yacimientos de cobre, cuya explotación es económicamente atractiva, son en general de gran tamaño, del orden de los cientos de millones de toneladas y tienen leyes promedio entre 0,4 y 1,0 % de cobre total.

La decisión de llevar adelante el proyecto de explotación es tomada considerando las características del yacimiento, el diseño de la operación y las proyecciones a futuro del mercado internacional del cobre (demanda y precio).

¿Cuándo se decide explotar una mina?

De demostrarse que se trata de un negocio con una atractiva rentabilidad, se continúa con las etapas siguientes, correspondientes a la ingeniería.

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Geología: entrega la información de las características físicas, químicas y mineralógicas del material a extraer.

Planificación: elabora el plan minero, considerando todas las variables (geología, operación, mantención, costos, plazos, etc.) que intervienen en él.

Operaciones: realiza el movimiento de material en la mina (perforación, tronadura, carguío y transporte).

Mantención: debe velar por la disponibilidad electromecánica de todos los equipos (perforadoras, palas, camiones, equipos auxiliares).

Administración: proporciona el apoyo en manejo de recursos humanos, adquisiciones, contratos, etc.

Además, participan estamentos asesores en materias de seguridad, medio ambiente y calidad, para lograr el cumplimiento de las normas y orientaciones correspondientes a un trabajo seguro, limpio y de calidad.

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SALITRE CARBON

CHIFLON DEL DIABLO 1 CHIFLON DEL DIABLO 2

CHIFLON DEL DIABLO 3

CHIFLON DEL DIABLO 4 CHIFLON DEL DIABLO 5

VESTIGIOS SALITREROS

HUMBERSTONE

ESCUELA SANTA MARÍA

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