Clase 01 - Introducción a la Concentración de Minerales.pdf

DEPARTAMENTO DEPART AMENTO DE MET ME TALURGI ALURGIA A

Introducción a la Concentración de Minerales Minerales, Yacimientos Métodos de Concentración

Pablo Bustos C.

CLASE N°1

USACH

DEPARTAMENTO DEPART AMENTO DE MET ME TALURGI ALURGIA A

USACH

El objeto de cobre más antiguo conocido hasta el momento es un colgante oval procedente procedente de Shanidar Shanidar (Irán), (Irán), que ha sido sido datado datado en el año 9500 a. C. a partir del año 6500 a. C., en varios varios yacimientos yacimientos se han encontrado encontrado piezas ornamentales y alfileres de cobre cobr e manufacturado a partir del martilleado en frío del metal nativo Varios siglos después se descubrió d escubrió que el cobre podía po día ser extraído de diversos minerales (malaquita, calcopirita, etc.), por medio de la fusión en hornos especiales, en los que se insuflaba oxígeno (soplando por largos tubos o con fuelles) para superar los 1000º C de temperatura. El objeto de cobre fundido más antiguo que se conoce procede de los Montes Zagros, concretamente de junto a él él se hallaron hallaron hornos hornos de Tal-i-Blis (Irán), y se data en el 4100 a. C., junto fundición, crisoles e incluso moldes.

CLASE N°1

2

DEPARTAMENTO DEPART AMENTO DE MET ME TALURGI ALURGIA A

USACH

El objeto de cobre más antiguo conocido hasta el momento es un colgante oval procedente procedente de Shanidar Shanidar (Irán), (Irán), que ha sido sido datado datado en el año 9500 a. C. a partir del año 6500 a. C., en varios varios yacimientos yacimientos se han encontrado encontrado piezas ornamentales y alfileres de cobre cobr e manufacturado a partir del martilleado en frío del metal nativo Varios siglos después se descubrió d escubrió que el cobre podía po día ser extraído de diversos minerales (malaquita, calcopirita, etc.), por medio de la fusión en hornos especiales, en los que se insuflaba oxígeno (soplando por largos tubos o con fuelles) para superar los 1000º C de temperatura. El objeto de cobre fundido más antiguo que se conoce procede de los Montes Zagros, concretamente de junto a él él se hallaron hallaron hornos hornos de Tal-i-Blis (Irán), y se data en el 4100 a. C., junto fundición, crisoles e incluso moldes.

CLASE N°1

2

DEPARTAMENTO DEPART AMENTO DE MET ME TALURGI ALURGIA A

USACH

Historia • Heród Heródot oto o (Fenic (Fenicio) io) (48 (484-4 4-425 25 A.C. A.C.)) en una una de de sus obra obrass infor informa, ma, usaban plumas grasosas de ganso para hacerlas pasar a través de arenas auríferas. • Siglo Siglo XV, XV, Gaud Gaudin in infor informa. ma. Lo Loss persa persass usab usaban an un un métod métodoo de concentración ultramarina basado en la mojabilidad selectiva de ciertos minerales con aceite. Era de Piedra (Paleolítico, Mesolítico, Neolítico) Era del Cob Cobre re:: 6000 A.C. (comienzo). Era del Bronc e: 2500 A.C (comienzo). Era del Hierro: Hierro : 1000 A.C. (comienzo). Era del Carb Carbón ón:: 1600 D.C. (comienzo). Revolución Revolución Industrial: Industrial: 1750-1850 D.C. Era del Petró Petróleo leo:: 1850 D.C. (comienzo). Era Eléctric Eléctric a: 1875 D.C. (comienzo). Era Atómica Atómi ca:: 1945 D.C. (comienzo).

CLASE N°1

3

DEPARTAMENTO DEPART AMENTO DE MET ME TALURGI ALURGIA A

USACH

• El cobre es uno de los pocos metales que se encuentran en la naturaleza en estado "nativo”. Por ello fue uno de los primeros en ser utilizado por el ser  humano. • La prim primer eraa alea aleaci ción ón co cono noci cida da:: El Bron Bronce ce.. • Es un ex exce cellen entte co connduc ucttor del ca callor y la electr ctricid cidad, por ende su uso actu ctual en ca cabl bles es y disi disipa pado dore ress de ca calo lor. r.

CLASE N°1

4

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Recurs os Minerales Metálicos

Chile es reconocido a nivel mundial como país minero, ya que su territorio es rico en yacimientos y depósitos metalíferos, principalmente de cobre, oro, plata, hierro, plomo, zinc y manganeso. La mayor cantidad de estos recursos se localizan en la zona norte de nuestro país, predominantemente al Norte de los 31ºSur, y su distribución geográfica conforma provincias metalogenéticas o franjas de orientación norte-sur, que se caracterizan por la presencia de uno o más tipos de yacimientos, siendo de gran importancia los yacimientos tipo pórfido cuprífero.

CLASE N°1

5

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

6

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

7

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

8

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

9

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

10

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

11

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

12

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Acero En Chile se encuentra la "Franja Ferrífera" que se ubica entre la 2da. y 4ta. Región donde CMP (empresa CAP) tiene sus principales instalaciones de extracción de Mineral de Hierro entre las cuales destacan Minas El Romeral, Los Colorados y la   Mina El Algarrobo, en la cual la extracción está en sus últimas etapas. El Mineral de Hierro existe en casi todo el mundo y muchos países son grandes productores. Las reservas mundiales de este mineral muestran a Rusia, Brasil e India como los países con importantes reservas.

CLASE N°1

13

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

14

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

15

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

16

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

17

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

18

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

19

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

20

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

21

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

22

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

23

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

24

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

25

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

26

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

MINERALES Y YACIMIENTOS Los metales se encuentran en la naturaleza asociados a otros elementos químicos, formando sales y compuestos insolubles. El cobre puede estar presente al estado de sulfuro o de óxido y sólo ocasionalmente al estado de cobre nativo. Cada una de estas formas químicas recibe el nombre de ESPECIE MINERALÓGICA. El sulfuro, Cu2S corresponde mineralógicamente a la CALCOCINA, El sulfuro, CuS corresponde mineralógicamente a la COVELINA, El sulfuro de cobre y fierro, Cu 5FeS4 Corresponde a la especie BORNITA El sulfuro de cobre y hierro, CuFeS2 , es la CALCOPIRITA.

CLASE N°1

27

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Los min erales por definición son: sustancias inorgánic as naturales que poseen una compos ición y estructura química definida. El término “ mineral” se usa con frecuencia en un s entido mucho más amplio e in cluye todo lo que se extrae de la tierra con valor econó mico. El carbón, la caliza, arcilla, y granito no entran dentro la definici ón de un mineral, sin embargo, su producc ión se reporta a veces como mineral.

CLASE N°1

28

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Enriquecimiento Supergeneo

CLASE N°1

29

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Mineral

Composición

Color

Calcopirita

FeCuS 2

Amarillo Latón

Calcosina o Calcosita

Cu 2S

Gris azulado.

Covelina o Covelita

CuS

Azul a Celeste

Bornita

FeCu5S4

Rosa café a naranja

Digenita

Cu9S5 (puede contener As)

Azulado, gris azulado.

Tenantita

(Cu 3AsS3,25 puede contener Fe, Zn, Ag)

Gris. Usualmente tinte azulado.

Enargita

Cu3AsS4

Gris rosado, Café rosa pálido

Hediondas, el Indio, Guayacán

Idaita

Cu3FeS4

Rojo anaranjado.

Mantos Blancos, Veta Sol, Punta del Cobre, Chuquicamata.

CLASE N°1

Yacimiento

Presente en numerosos yacimientos.

Salvador, Chuquicamata, Andina, el Teniente

30

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

CLASE N°1

USACH

COBRE NATIVO

CALCOPIRITA

BORNITA

MOLIBDENITA 31

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

COVELINA

CALCOSINA CLASE N°1

USACH

DIGENITA

ENARGITA 32

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

PIRITA

AZURITA

CLASE N°1

USACH

PIRITA

ATACAMITA

GALENA

CRISOCOLA 33

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

LIBERACION

Las especies mineralógicas se encuentran siempre asociados a la ganga formando mezclas que reciben el nombre de diseminaciones. Se dice que una diseminación es fina cuando los componentes de la mezcla son muy finos. En la Figura se muestran diversas diseminaciones de una especie en su ganga. Esta mezcla se llamará MENA

Porfido diseminación grueso

CLASE N°1

Diseminación Vetiforme

Porfido diseminación fina

34

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

mayoría de los yacimientos son mezclas de minerales y no minerales (ganga). Un yacimiento puede ser descrito brevemente como una acumulación de mineral en una cantidad tal que pueda ser extraído económicamente. Con el paso del tiempo y el agotamiento de depósitos ricos y accesibles, un depósito mineral no rentable puede convertirse en un yacimiento.

CLASE N°1

35

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

El Objetivo de la conminución es llevar las rocas de mineral a un tamaño, lo suficientemente pequeño, como para liberar las partículas de mineral económicamente valioso de la ganga.

Mineral de Cobre

Ganga

CLASE N°1

Mineral de Cobre liberado

Ganga

36

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

EL OBJETO DE LA CONCENTRACIÓN DE MINERALES El mineral de la mina está constituido de minerales valiosos, no valiosos y ganga, que vienen en forma conjunta. El procesamiento y la concentración de minerales es la etapa siguiente a la explotación en interior mina y su tarea es preparar el mineral de la mina para extraer el mineral valioso. Fuera de uniformar el tamaño del mineral, es un proceso de separación entre las partes con valor (mena) y las sin valor (ganga), para producir una porción enriquecida, o concentrado, que contiene la mayor parte del mineral valioso, y un descarte, o cola, que contiene predominantemente caja. La concentración o proceso de enriquecimiento, reduce considerablemente la cantidad de material que debe ser manipulada en las plantas, reduce a si mismo la cantidad de energía y reactivos para producir el metal puro en procesos siguientes.

CLASE N°1

37

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

El proceso de concentración de minerales reduce el volumen y el peso del concentrado que debe ser enviado a fundición, reduce el costo de transporte y manipulación, la reducción de costos de fundición es significativa debido a la disminución del tonelaje a tratarse, la menor cantidad de caja hace que la recuperación suba en la fundición. Contra estas ventajas se debe anotar el costo del tratamiento en la planta de concentración y las perdidas que se producen en la planta.

CLASE N°1

38

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Etapa

Sub-etapa

Rango Reducción

Op. Mina

Mine to Mill

Fractura – Micro Frac.

Trituración

Primaria

100 -> 10 cm

0.2 ->1.5

Giratorios

Secundaria

10 -> 3 cm

1.5 -> 2.5

Conos

Terciaria

4 -> 0.6 cm

2.5 -> 4.5

Conos

Barras

12 -> 4 mm

Menos 10

M. Barras

Bolas

6mm->100uM

10 ->18

M. Bolas

Bolas Remolienda

Menor a 74 um

20 -> 30

M. Bolas

Molienda

CLASE N°1

Kwhr/Ton

Equipos Explosivos Red

39

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

Concentración: Separación selectiva de una o mas especies, las cuales se separan aprovechando alguna propiedad del mineral.

CLASE N°1

40

DEPARTAMENTO DE METALURGIA

USACH

PROPIEDADES DE LOS MINERALES

CLASE N°1

41