Conceptos Mineros basicos

Conceptos basicos

1. 72.02 Industrias I Minerales de Uso Industrial

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1 MINERALES DE USO INDUSTRIAL

1.1 MINERALES

Los minerales son sustancias inorgánicas que se encuentran en la superficie o en las
capas de la corteza terrestre y cuya explotación ofrece interés para su industrialización y/o
comercialización.
Son sustancias que permiten la extracción de los metales, o que se utilizan directamente en
la industria, construcciones u obras de ingeniería industrial.

1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES

Los minerales, según sus características y aplicación, pueden clasificarse en:
metalíferos, no metalíferos y rocas de aplicación.


METALÍFEROS: son aquellos que luego de someterse a diversos procesos
tecnológicos (reducción de tamaño, clasificación, concentración, metalurgia, etc.) dan
lugar a la obtención de metales.
Ejemplos: hematita, bauxita, galena, blenda, magnetita, calcopirita.


NO METALÍFEROS: son aquellos minerales de los cuales no se extraen metales y
que se utilizan en diversas industrias.
Ejemplos: arcillas, sal (común), yeso, azufre, talco, fluorita, cuarzo.


ROCAS DE APLICACIÓN: son aquellas que se utilizan para la construcción y
diversas obras de ingeniería.
Ejemplos: canto rodado, arena, conchilla, mármol, piedra caliza, dolomita, granito.

1.3 YACIMIENTOS O MINAS

Los yacimientos o minas son cuerpos geológicos de los que pueden extraerse uno o
más minerales útiles en forma económica.
Los yacimientos pueden estar a nivel del suelo o bajo la superficie. En el primer
caso, la explotación se hará a “cielo abierto”. Ejemplos de estas constituyen la extracción
de Cloruro de Sodio (La Pampa, Río Negro), conchillas (Buenos Aires), etc. Cuando el
yacimiento se encuentra bajo la superficie, la explotación se hace en galerías. Como
ejemplo tenemos la explotación del yacimiento de mineral de hierro en Sierra Grande.
El
material que se extrae de la mina se denomina MENA. Esta consiste en una mezcla del
mineral junto con arena, tosca y otras sustancias sin valor que en su conjunto se denomina
GANGA. En términos general se puede expresar:

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Imagen 1: Mina a cielo abierto Imagen 2: Mina subterranea


En muy pocos casos podrá encontrarse un metal en perfecto estado de pureza. En
general, el metal contenido en el mineral forma sustancias inorgánicas tales como óxidos,
sulfuros, carbonatos, etc. Además, el mineral viene acompañado de ganga por lo que puede
determinarse su pureza utilizando el concepto de Ley. Ésta se determina de la siguiente
manera:










De manera análoga,
la ley del metal está determinada por:









Dividiendo entre sí ambas expresiones, llegamos a la siguiente expresión









La ley, dado que mide la concentración del recurso a explotar resulta un factor
fundamental a la hora de caracterizar la mina. Dicha concentración permite estimar la
viabilidad económica de la explotación ya que determina los procesos que deberán
ejecutarse para la purificación del mineral y, por ende, los costos.


1.4 RECURSOS MINERALES

La cantidad de minerales que posee un continente, un país o una región representan
los recursos minerales.
Los recursos minerales no solo comprenden los volúmenes determinados o
estimados de minerales en explotación y/o explotables, sino también aquellos que para
explotarlos requieren condiciones más favorables que las existentes.
En términos generales, el criterio que se emplea en la actualidad es el siguiente
(propuesto en 1956 por Blondel y Lasky):

Recursos minerales = Reservas demostradas + Reservas inferidas + Mineral potencial

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
RESERVAS DEMOSTRADAS: son las que su volumen fue determinado mediante
labores mineras, tomas de muestras, etc y están basadas en características y evidencias
geológicas bien definidas. Los tonelajes de mineral y ley determinados tienen un error de
+/-
20%.


RESERVAS INFERIDAS: son aquellas que se basan en una estimación en función de
un conocimiento general del carácter geológico. El grado de precisión es menor que en el
caso de las reservas demostradas (+/-
40%).


MINERAL POTENCIAL: es aquel cuya explotación (económica) requiere de
condiciones más favorables que las existentes en la actualidad así como de una mayor
exploración.

Algunas consideraciones:

Dado el complejo proceso de investigación que requiere la determinación de los
recursos minerales de una región, considerando factores geológicos, técnicos y
económicos, puede decirse que las cifras que se obtienen no reflejan solamente una
realidad sino también el grado de conocimiento que se tiene de la región.
Otro aspecto importante a tener en cuenta es que los recursos minerales son no
renovables, por consiguiente es imprescindible proceder a su utilización racional.



1.5 MINERALES METALÍFEROS

Desde el punto de vista químico, los metales son los elementos que ceden
electrones fácilmente para dar cationes (iones positivos). Por otra parte, tienen las
siguientes propiedades físicas: brillo (metálico), alta conductividad eléctrica y térmica,
dureza, maleabilidad, ductilidad, elasticidad y alta densidad.
Seguidamente analizaremos los minerales metalíferos de uso más frecuente en la
obtención de los metales más importantes de la industria tales como: Hierro, Aluminio,
Cobre, Plomo y Cinc.

Tal como ya se mencionó, la mayoría de los metales se encuentran en forma de
óxidos o sulfuros, salvo escasas excepciones como el oro o la plata. En el siguiente cuadro,
se resumen los principales minerales que se utilizan para la obtención de los metales
citados, así también como la composición química de los mismos.

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Metal Mineral Formula Química
Hierro Hematita Fe2O3
Magnetita Fe3O4
Limonita 2Fe2O3 3H2O
Siderita CO3 Fe
Aluminio Bauxita Al2O3 3H2O
Cobre Calcopirita CuFeS2
Calcocita Cu2S
Bornita Cu3FeS4
Cuprita Cu2O
Malaquita CuCO3Cu(OH)2
Azurita 2CuCO3Cu(OH)2
Plomo Galena SPb
Anglesita SO4Pb
Cerusita CO3Pb
Cinc Blenda SZn
Smithsonita CO3Zn

Cuadro 1: Minerales Metalíferos

1.5.1 Hierro

El hierro es el cuarto elemento más abundantes de la corteza terrestre
enco
ntrándose en una proporción media del 5,06% en yacimientos que están constituidos
por los siguientes minerales: hematita, magnetita, limonita y siderita.
En estado de pureza
no tiene muchas aplicaciones. Su principal uso es en forma de acero al alearse con carbono
y otros aleantes.
La ley de hierro de los depósitos es variable, pero oscila entre 20 y 60%. En la
Argentina, la producción de minerales de hierro alcanzó, en el año 2008, 311.000
toneladas, mientras que en 2009 se redujo a 280.000 toneladas. Los yacimientos más
productores son los que se localizan en Río Negro (Sierra Grande) y en Jujuy (9 de
Octubre y Puesto Viejo). No obstante, los requerimientos de la industria nacional obligan a
importar minerales de hierro y concentrados por un total de 1.000.000 de toneladas.
Las reservas demostradas e inferidas de mineral de hierro en la Argentina
alcanzaban, en la década pasada, a 296.000.000 de toneladas de ley media del orden del 40
al 50%.
El mineral de hierro existente en Zapla (Jujuy) contiene hematita y limonita y tiene
u
na ley media del 40%, mientras que el de Sierra Grande tiene hematita con una ley media
del 54% pero tiene un alto contenido de fósforo (1,4 %) que impide su utilización masiva
en la siderurgia ya que debe,
necesariamente, mezclarse con otros de bajo tenor. Sin
embargo,
la ganga que tiene fósforo es utilizable para la elaboración de fertilizantes
fosfatados.
En el siguiente gráfico, se detallan los valores d
e producción y recursos de este
mineral en los distintos continentes.

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Gráfico Nº1
- Producción mundial de acero en millones de toneladas en el 2008

Fuente: www.minerals.usgs.gov


1.5.2 Aluminio

El Aluminio es más abundante que el hierro en la naturaleza, se encuentra en una
proporción del 8,07% en la corteza terrestre. Aparece en depósitos formando diversos
compuestos pero el único mineral del que se extrae en forma económica, hasta el presente,
es la bauxita (Al2O3
.3H2O).
El contenido de alúmina (Al2O3) de las bauxitas utilizadas para la obtención de
aluminio es del orden del 50 al 60%. No obstante la tendencia es a utilizar bauxitas de
menor contenido y pronto se utilizarán algunas de contenido del orden 35%.
Argentina no cuenta con bauxita, solamente posee Alunita en Camarones (Chubut)
y tierras lateríticas en Misiones. El primero es un sulfato hidratado de aluminio y potasio
con impurezas, mientras que el segundo es un tipo de suelo presente en regiones de alta
temperatura y humedad con elevado tenor de hidróxidos de aluminio y óxidos de hiero,
dándole a la tierra un tono colorado. Ambos, por su bajo contenido de Alúmina,
no sirven
en la actualidad como mineral
para la obtención del metal.
En el siguiente gráfico se detallan los valores de producción de aluminio.

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Gráfico Nº2
- Producción de aluminio(bauxita) en miles de toneladas en el 2008


Fuente: www.minerals.usgs.gov


1.5.3 Cobre

El Cobre es un metal que se encuentra en baja proporción en la corteza terrestre
(menor al 0.05%). Los minerales principales que se utilizan para la obtención del metal son
sulfurados como la calcopirita, calcocita y bornita, aunque también se utilizan óxidos como
la cuprita, azurita y malaquita. La ley de cobre de estos minerales es menor al 5 % y con
frecuencia están en el orden del 3%.
La explotación del mismo se suele realizar en minas a
cielo abierto. El cobre es el tercer mineral de mayor utilización luego del aluminio y el
acero

La Argentina produce cobre actualmente en el yacimiento Bajo la alumbrera, en la
provincia de Catamarca. La producción anual es del orden de las 18
0.000 tn y se encuentra
entre los 20 primeros productores de cobre del mundo. Sin embargo, el mineral potencial
que presenta asciende a las 1500 tn/año, requiriendo mayores estudios para poder entrar en
operación.
Estados
Unidos;
2600
Australia; 1900
Brasil; 1700
Canadá; 3100
China; 12000
Alemania; 520
Islandia; 400
India; 1400
Mozambique; 560
Noruega; 1100
Rusia; 4200
Sudáfrica; 900
Tajikistan; 500
Emiratos Arabes
Unidos; 900
Venezuela; 630
Otros Países;
4500

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Cuadro 2: Yacimientos y Producción Provincial de Cobre en Argentina
Fuente: INDEC

En América Latina (Chile y Perú) se ubican las reservas más importantes del mundo de
este mineral. En el Gráfico
Nº3 se detallan los valores correspondientes a la producción.


Gráfico Nº3
– Producción mundial de mineral de cobre en miles de toneladas en el año
2007

Fuente: www.minerals.usgs.gov





Estados
Unidos;
1190
Australia ; 860
Canadá ; 585
Chile ; 5700
China ; 920
Indonesia ; 780
Kazajstán; 460
México ; 400
Perú ; 1200
Polonia; 470
Rusia; 730
Zambia ; 530
Otros
Países;
1180

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1.5.4 Plomo y Cinc

Estos minerales generalmente se presentan en el mismo yacimiento, y también
suelen aparecer juntos a otros minerales tales como Oro, Plata, Cobre, Antimonio, Bismuto
y Cadmio. Los minerales de Plomo más importantes son la Galena (SPb), Anglesita
(SO4Pb) y Cerusita (CO3Pb). Los más importantes del Zinc son la Blenda (SZn) y
Smithsonita (CO3Zn)
Los yacimientos más importantes de la Argentina se localizan en Jujuy. Las
reservas de este yacimiento alcanzan los 9 millones de toneladas con una ley de 11% en Pb
y del 16% de Zn, con un contenido de Ag de 280 gr. por tonelada de mineral. Existen
también yacimientos en Mendoza (Paramillo de Uspallata) y en Río Negro (Gonzalito). La
p
roducción alcanzó en el año 2009 en nuestro país las 700.000 toneladas de Galena en
bruto. Por la parte del cinc, en el 2009 se produjeron 40.000 tn de Cinc electrolítico. En
cuanto a la producción mundial, las mismas alcanzaron a 2,7 millones de toneladas de
plomo y 7,5 millones de toneladas de Cinc (Gráficos Nº 4 y 5).


Gráfico Nº4
- Producción mundial de plomo en miles de toneladas en el año 2007












Fuente: www.minerals.usgs.gov - INDEC

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Gráfico Nº5
- Producción y reservas mundiales de cinc en miles de toneladas

Fuente: www.minerals.usgs.gov - INDEC



















Estados Unidos;
740
Australia; 1400
Canada; 680
China; 2800
Kazakhstan; 400
Mexico; 480
Peru; 1500
Otros Países;
2500