Tierras Raras en Chile

10. TIERRAS RARAS EN CHILE

A continuación se detallan los estudios o investigaciones que han sido realizado en el norte de Chile con respecto a las tierras raras.

La Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) a través del Comité de Sales Mixtas inició un estudio básico orientado a investigar la posibilidad de encontrar cantidades económicamente significativas de elementos de tierras raras, dada la importancia tecnológica que en los últimos años han adquirido las tierras raras (TR). Planteándose como objetivos evaluar el contenido de TR en rocas ígneas muy diferenciadas y en sedimentos derivados de ellas en las cuencas de las regiones I y II; y evaluar su abundancia en rocas sedimentarias (caliza y apatita), que por su composición química o características estructurales pudieran tener afinidad por uno o más elementos del grupo en las regiones III y IV. Las muestras recolectadas fueron primeramente, analizadas al microscopio y por difracción de rayos X, con el objeto de determinar su composición modal y grado de pureza. Luego, las muestras seleccionadas fueron sometidas a un análisis por TR usando el método de activación neutrónica instrumental, pues este método ofrece las mayores ventajas, en cuanto a exactitud, en la determinación de dichos elementos. La abundancia de TR en rocas ígneas (plutónicas y volcánicas), sedimentos no consolidados y en rocas sedimentarias investigadas no superan las 1000 ppm, lo cual dista de ser de importancia comercial. La investigación dio como resultado que en las apatitas de El Laco (II Región) y las de las minas Yungay y El Arrayan (III Región) se obtuvo como contenido total de TR, expresado como óxido de TR, un valor superior a 8.000 ppm., valor que es considerado de interés económico.

Este trabajo tuvo como objetivo estudiar el contenido y distribución de las Tierras Raras (TR) en las apatitas del yacimiento de hierro “El Algarrobo”, con la finalidad de aprovecharlas como subproducto de la minería del hierro y a la obtención de información acerca de petrogénesis del yacimiento. Con la finalidad de cumplir los objetivos se muestrearon, estudiaron petrográficamente y analizaron por elementos mayores y trazas, apatitas y rocas del yacimiento El Algarrobo, apatitas del distrito El Arrayán, concentrados de apatita de las colas de la Planta de Pellets y de los rechazos de la Planta de beneficio de Minas El Algarrobo. Con respecto a los resultados obtenidos, se pudo decir que el potencial económico de las Tierras Raras considerando solamente su forma metálica,

constituye sobre el 80%, en peso, del total de Tierras Raras e itrio, siendo principalmente de La, Ce, Nd e Y. Los análisis por Difracción de Rayos X realizados a las apatitas del yacimiento “El Algarrobo” son principalmente, de la variedad fluorapatita debido a su estructura cristalina pero son químicamente cloroapatitas y en estricto rigor clorofluorapatita, lo que lleva a pensar que inicialmente fueron fluorapatitas. Esto se debe posiblemente a que después de la formación de apatita, hubo un aporte importante de cloro. En relación al análisis factorial y la petrografía se pudo decir que hubo una formación de dos fases: una fluida, compuesta por TR, Sc, Co y P; y una fase silicatada, compuesta por actinolita, feldespato y cuarzo. Ambas fases constituyen el mineral a explotar. Esto significa que se está en presencia de un magma de mena, constituido por tres fases: una fase rica en hierro (magnetita), la fase silicatada y la fase fluida. Desde el punto de vista petrográfico se definieron cinco tipos de apatita que poseen patrones característicos de TR: el tipo A, B, C son anteriores a la cristalización de la mena (La/Sm)nc  1, o sea, enriquecidas en TRL. Los tipos D y E, son posteriores a su cristalización (La/Sm)nc < 1, o sea, empobrecidas en TRL. Lo que se concluyo, que el fluido que cristalizó la apatita, se empobreció progresivamente en TR. Por lo que, la concentración de TRL varió en el tiempo. Debido a que el empobrecimiento de TRL en las apatitas, no se explica totalmente por la cristalización. Evidencias de terreno permiten concluir que en el yacimiento ha ocurrido la removilización de apatita. En solución hidrotermal, las TR, forman complejos donde las TRL son menos estables que las TRP, es decir, son susceptibles a formar dichos complejos. Por lo que, las TRL precipitan primero, enriqueciendo las soluciones residuales en TRP y las TRL reemplazarían al Ca de los minerales que posean. Debido a esto, en las últimas etapas de cristalización, la apatita presentará una alta razón TRP/TRL. Las apatitas que podrían aprovecharse económicamente provienen de las colas del Proceso de Peletización, rechazos de la Planta de Beneficio y minas del Distrito El Arrayán. Para la evaluación del potencial de las TR contenidas en las apatitas de la Planta de Beneficio se consideró la abundancia de TR del concentrado obtenido por flotación. Bajo contenido de apatita del 12,5%, es díficil obtener mejores concentrados porque las leyes de los rechazos no superan el 2% de P2O5, contenido muy bajo para el proceso de flotación de apatita con recuperaciones aceptables. Se evaluó la cantidad de apatita que queda en los rechazos del procesamiento de 1 millón de toneladas de mineral de hierro, obteniéndose aproximadamente 8200 toneladas de apatita, considerando una alimentación a planta de un mineral de hierro con 0,45% de P de cabeza.

La concentración de TR, considerada en la evaluación del potencial económico de las apatitas en el Distrito El Arrayán, corresponde al promedio de las abundancias de tres muestras obtenidas por concentración manual y magnética, referida a una tonelada de apatita. En el caso de las colas del Proceso de Peletización se consideró un millón de toneladas de mineral de hierro, que corresponden a 14.250 de toneladas de apatita, considerando una ley media de 0,45% de P para el mineral de hierro. El contenido de apatita en los concentrados obtenidos es del orden de 75%. En los casos anteriores, existe un factor que implicaría problemas en la obtención de fertilizantes o ácido fosfórico, a partir de apatitas, debido a la presencia de Cl (nocivo), porque produce fuerte corrosión en los equipos. Resumiendo se concluye que las apatitas de los rechazos de la Planta de Beneficio se descartan debido a que los rechazos contienen baja ley de P (