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)