Miner i Capitul0 i

7/31/2019 Miner i Capitul0 i

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PROCESAMIENTO DE MINERALES MINERALURGIA I MSc. Ing. Nataniel Linares Gutirrez

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CAPITULO I

INTRODUCCION A LA MINERALURGIA

1.1. OBJETIVO.

Al concluir el estudio de este captulo, el estudiante estar en condiciones de poder definir a laMineralurgia dentro del contexto general del Procesamiento de Minerales, delineando su alcance, sujustificacin tcnica y su justificacin econmica, as como tener una visin panormica de lamineralurgia peruana.

1.2. INTRODUCCIN.Todos los minerales o materiales inorgnicos que se emplean para mantener nuestra civilizacin,

se derivan de la corteza terrestre que comprende una capa delgada de material de slice hasta unaprofundidad de 13 Km., donde su distribucin no es uniforme, concentrndose unos en una parte yotros en otra parte de acuerdo al proceso geolgico el cual da lugar a los cuerpos o depsitos demineral tales como el cobre, plomo, zinc, nquel, molibdeno, etc. que comnmente se les denominaYacimientos los cuales al ser ubicados y evaluados son explotados econmicamente y procesadoshasta obtener un producto (concentrado o metal) comerciable. La utilizacin de tales substancias, quees lo que constituye la industria minero-metalrgica, comprende, no solamente la explotacin de losminerales, es decir, su extraccin o arranque de los lugares en que ellos se encuentran formandoparte de la corteza terrestre, sino tambin su beneficio o mejoramiento de calidad, librndolos deimpurezas, su transformacin en productos y artculos u objetos diversos y la obtencin y

manufactura de los metales. Estas diferentes actividades de la industria minera se separan en cuatroramas distintas: La geologa, la minera, la metalurgia y las ciencias ambientales.

La interrelacin de estas carreras o profesiones se muestra en este grfico (Figura 1.0):

Figura 1.0. Interrelacin de la carrera de la ciencia de los minerales


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Aqu la IngenieraGeologa participa con las operaciones comnmente denominadas cateo,prospeccin seguida de la exploracin que mediante la perforacin de tneles o perforacindiamantina, determina la mineraloga, su gnesis y dimensiona el yacimiento a travs de lacubicacin, la cual nos proporciona las reservas probadas y probables de mineral valioso. Estos datosnos ayudan a priori, decidir si el yacimiento es o no explotable econmicamente. Con las muestrasobtenidas de este proceso, se ejecutan las pruebas metalrgicas, para determinar el posible

tratamiento de extraccin del mineral valioso o del metal valioso.

Fig. 1.1. Esquema de mineralizacin en veta y bolsonada. Fig. 1.2. Esquema de mineralizacin diseminada o prfido.

Exploracin y determinacin de zonas de explotacin econmica

La Ingeniera Minera participa en el diseo del sistema de explotacin del mineral valioso, deacuerdo al tipo de mineralizacin del yacimiento. Si la mineralizacin es vetas o bolsonadas, seaplicar el mtodo de minera subterrnea de corte y relleno ascendente o descendente o el sistematrackless; o si la mineralizacin es diseminada o tipo porfirtico, se aplicar el mtodo de minera acielo o tajo abierto (open pit) y sus consiguientes operaciones de acarreo y transporte.

La minera o laboreo de minas, es en consecuencia, la operacin que consiste en obtener de lasminas los minerales en estado natural. Incluye las labores de reconocimiento, exploracin, anlisisqumico de muestras, instalaciones accesorias de toda ndole, labores preparatorias, extraccin,ventilacin, seguridad, etc.

Explotacin a cielo abierto Explotacin subterrnea

La Ingeniera Metalrgica consta generalmente de tres reas: Mineralurgia, Metalurgiaextractiva y Metalurgia de transformacin. Mineralurgia: Este trmino, de reciente creacin,


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comprende al beneficio, purificacin, enriquecimiento, concentracin y preparacin mecnica de losminerales, sin transformacin substancial; sustituye, por lo tanto, a los equivalentes ore dressing ymineral dressing del idioma ingls, y a los trminos equivalentes de otros idiomas. Pero comprende,adems, toda operacin elaborativa efectuada sobre los minerales no metlicos, con el fin de producirobjetos o artculos diversos utilizables en otras artes. Metalurgia extractiva, es la rama de laindustria Metalrgica que consiste en extraer de los minerales en su estado natural, o previo

tratamiento mineralrgico, los metales valiosos. Esta operacin se hace tambin por procedimientosde va seca y de va hmeda; pero estos ltimos, en general, se completan con los de la va seca, encuyo caso el procedimiento se llama de va mixta. Adems, casi todas las operaciones metalrgicas,como no dan el metal completamente puro, van seguidas de una operacin complementaria o"refinacin. Metalurgia de Transformacin, comprende los procesos que se efectan directamentesobre los metales o sus aleaciones con el fin de producir objetos o artculos diversos utilizables enotras artes. En este campo son tambin numerossimas las industrias metalrgicas: la del hierro, ladel acero; las cada vez ms numerosas e importantes, por sus mltiples aplicaciones, de lasaleaciones blandas y duras; la orfebrera, la amonedacin, etc.

Planta Concentradora Alumbrera (Chile) Planta concentradora Paragsha (Per)

La Ingeniera en Ciencia Ambientales su quehacer est definido como la bsqueda deconocimiento nuevo, de conceptualizaciones y explicaciones en el mbito del medio ambienteincorporando como agente y sujeto de cambio al ser humano. Lo ms caracterstico de su accionar esla relacin directa con la calidad de vida humana apoyada en la sustentabilidad de la industria minero-metalrgica, a corto y largo plazo, de su base bio-geofsica sobre el planeta. La definicin de CienciasAmbientales es estrictamente operacional: son ciencias que contribuyen al desarrollo econmico ysocial (o bienestar humano) sobre una base ambientalmente sustentable del Sector minero-metalrgico, en este caso. Las ciencias, tecnologas y profesiones que contribuyen a dicha meta sonmltiples y las CA constituyen la confluencia de distintos acercamientos disciplinarios al estudio ysolucin de problemas relacionados con la interaccin hombre-ambiente. Suponiendo que cadadisciplina proveer los especialistas necesarios, el verdadero desafo de las CA est en lamaterializacin de un enfoque multidisciplinario, que contribuir a un adecuado controlmedioambiental de la extraccin de los minerales, su procesamiento y transformacin de los metales,

logrndose la invencin de tecnologas ms limpias y menos dainas a la vida.

Revegetalizacin de las escombreras y relaveras


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1.3. MINERALURGIA. DEFINICION, OBJETIVO E IMPORTANCIA.

A. DEFINICION.

Conocida tambin como Procesamiento de Minerales o Beneficio de Minerales, es el

tratamiento de las menas extradas desde las labores mineras, a travs de un conjunto deoperaciones unitarias fsico-mecnicas, que tienen como fin, mediante un proceso de separacinslido-slido o concentracin sin destruir la identidad qumica de los minerales, la obtencin de uno ams productos valiosos denominados concentrados que contienen a los minerales valiosos, porende constituyen el producto vendible o con valor econmico y un producto no valioso denominadorelave o cola que contiene el mineral de ganga o estril de la mena, el cual ser depositadoadecuadamente en canchas de relave, operadas en estricta concordancia con la ley medio ambiental.

B. OBJETIVO.

El objetivo primordial de la Mineralurgia es mediante la aplicacin de operaciones fsico-mecnicas y de procesos fsico-qumicos, lograr convertir una mena de baja ley en un concentrado de

mineral de alta ley, el cual rene las caractersticas fsicas y qumicas requeridas por el proceso deextraccin del metal puro.

C. IMPORTANCIA.

La minera en nuestro Pas se caracteriza por la explotacin y procesamiento de los mineralespolimetlicos complejos destacando como metales principales de exportacin al oro, cobre, plata,zinc, plomo y estao. La produccin de estos metales permite que el Per est colocado entre losprincipales productores mineros del mundo.

Un alto porcentaje de la produccin minera de plata, plomo y zinc se exportan como

concentrados. En el caso del oro y cobre la presentacin es bsicamente en forma metlica condiferentes grados de pureza. Los rasgos actuales del contexto minero en el Per se caracterizan por:

Explotacin exitosa de yacimientos de baja ley de minerales de cobre y minerales con oro. Incorporacin de aspectos ambientales en el manejo de las operaciones metalrgicas. Ejecucin de acciones en beneficio de las poblaciones vecinas a las instalaciones de las

(Mina y Planta Concentradora) empresas mineras.

En el Per, es notable el desarrollo de Antamina,(Cu, Zn, etc) operacin de gran envergadura quese benefici con la economa de escala, bajo costo unitario por unidad producida y que obtienebeneficios adicionales por algunos subproductos.

Vista panormica y seccin de molienda de la Ca Minera Antamina


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Ello pudo lograrse por la aplicacin exitosa de tecnologas adecuadas, combinado con tcnicasde ingeniera, diseo y construccin apropiadas. Los circuitos de molienda, por ejemplo, tienenactualmente un perfil ms dinmico, dando como resultado un menor nmero de operacionesunitarias, que reemplazan a los circuitos de conminucin de mltiples etapas (Molino SAG). A su vez,las plantas concentradoras utilizan un menor nmero de grandes, pero eficientes mquinas deflotacin. El transporte hidrulico de slidos es eficiente y ambientalmente adecuado con el uso de

tuberas especiales denominadas mineroductos. En este milenio el desarrollo de un proyecto mineroexige el uso intensivo de alta tecnologa. En el procesamiento de minerales, las variadas alternativastecnolgicas para el desarrollo de un proyecto requieren evaluaciones de laboratorio y pruebas pilotoque demuestren su factibilidad.

El vertiginoso avance de la tecnologa obliga a un permanente monitoreo de las innovaciones y suincorporacin a los procesos metalrgicos. En este contexto, la tecnologa es considerada un factorestratgico en el desarrollo de los proyectos mineros y ello conlleva a que los Ingenieros estncontinuamente capacitndose. El precio de los metales, tales como cobre, zinc y plata, seencontraron muy cerca o estn en niveles histricamente bajos, se da tambin a que hoy estnexperimentando precios histricamente altos. Esto no significa sin embargo que, en muchosproyectos potenciales, a menos que sean suficientemente afortunados como para contar con leyes decabeza muy altas que muy difcilmente se descubrirn, el proyecto deber identificar la tecnologa de

procesamiento metalrgico que permita reducir los costos de capital, y a la vez, trabajar con bajoscostos de operacin, para hacerlo sustentable y sostenible en el tiempo.

Este aspecto tiene especial importancia en los proyectos pequeos que no pueden obtener lasventajas obvias de la economa de escala. Mediante el uso de tecnologa especifica, las plantasconcentradoras deben lograr la recuperacin, capacidad, leyes de concentrado, cumplir con normasambientales y proveer un lugar de trabajo seguro.

En consecuencia, la Mineralurgia como ciencia y arte es importante porque permite explotar losyacimientos mineros de baja ley y hacerlos aptos para la extraccin adecuada de los metales a bajoscostos y a altas recuperaciones, el cual se inicia en el laboratorio metalrgico, planta piloto, para conestos resultados proyectar la planta a nivel industrial o full escala

Laboratorio metalrgico Planta piloto

1.4. ALCANCE Y UBICACION TECNICA DEL CURSO.

Esta asignatura est diseada para estudiar los principios bsicos utilizados en las distintasoperaciones unitariasde la liberacin del mineral valioso (chancado y molienda); de clasificacin enseco (cribado), clasificacin en hmedo (pulpa), de modo que queden aptos para su separacin pormtodos de concentracin tales como por flotacin por espumas, gravimetra, medios densos,magntica, elctrica y electromagntica. As como operaciones auxiliares de transporte de minerales

en seco y en hmedo y almacenamiento.En el esquema que se presenta en la Fig. 1.3 se muestra en forma general el alcance de la

presente asignatura.


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GEOLOGA

MINERA

METALURGIA

MINERALRGIA METALURGIAEXTRACTIVA

METALURGIAFSICA Y

ALEACIONES

METALURGIAMECNICA O DETRANSFORMACIN(Fundicin, diseo yconstruccin demquinas)

TRITURACIN

CRIBADO

MOLIENDA

CLASIFICACIN

CONCENTRACIN

ProspeccinExploracinCubicacin de reservas

Seleccin y diseo del sistema de explotacinPreparacin de las labores para la explotacinAcarreo del mineral valioso

Flotacin de espumas

Medios densos

Gravimetra

Elctrica

Magntica y

electromagntica

Concentrados

Relave

Alcance de la Mineralurgia I

Fig. 1.3. Esquema de ubicacin de la Mineralrgia I

1.5. TERMINOLOGIA MINERALURGICA.

Para esta primera parte de la Mineralurgia se emplearn los siguientes trminos.

A. YACIMIENTO DE MINERALES.

Es aquel depsito de gran tamao que contiene mineral valioso suficiente para ser explotadoeconmicamente. Estos yacimientos pueden ser:

Yacimientos magnticos, que resultan de la solidificacin directa del magma. Yacimientos pegmatticos, que se forman por cristalizacin del magma residual concentrado en

el borde de la cmara magmtica. Yacimientos pirometasomticos, que se forman al entrar en contacto el magma intrusivo con

otro tipo de roca. Yacimientos hidrotermales, que son los que se forman debido al transporte de minerales por los

lquidos residuales del magma. Estos pueden ser a su vez: Hipotermales. Mesotermales. Epitermales. Teletermales. Xenotermales.

Yacimientos de exhalacin volcnica. Yacimientos sedimentarios, que se forman por el proceso de sedimentacin o deposicin de los

minerales.


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B. MENA.

Se denomina as a una roca extrada de mina que encierra una cantidad de mineral valioso suficientepara justificar su explotacin econmica, es decir, con una composicin qumica definida. La riquezade una mena se define como el porcentaje de metal que contiene, generalmente, en estadocombinado.

Los elementos presentes en una mena pueden clasificarse en:

Aprovechables: que son los que forman la masa de inters Neutros: que no tiene efecto en las propiedades de inters Indeseables: constituyen las impurezas

En las menas, el mineral y la ganga se encuentran ntimamente asociados, por lo que debenrealizarse diversos procedimientos fsicos y qumicos para obtener la separacin de ellos.

Origen de las menas

La teora actualmente ms aceptada, fue postulada por Goldschmidt quien formul que la tierra en

sus inicios era una masa gaseosa, la cual al enfriarse pasa desde el estado gaseoso al estado slido.En estos cambios de estado los elementos qumicos son separados paulatinamente clasificndosesegn sus propiedades en 3 etapas:

Primera Etapa: Siderfilo: proceso csmico que ocasion la sedimentacin de los metales mspesados, formndose un ncleo que contiene manganeso, hierro, cobalto, nquel, molibdeno, rutenio,radio, paladio, osmio, oro, iridio, platino y plata. Tifilo: formacin de compuestos afines con eloxgeno y azufre, dando origen a la capa intermedia de la tierra, la cual est constituidaprincipalmente por sulfuro y xidos de cobre, plata, cinc, cadmio, mercurio, galio, indio, talio,germanio, estao, plomo, arsnico, antimonio, bismuto, fsforo, azufre, selenio y telurio. Litfilo:formacin de la corteza terrestre de unos 90 Km de esfera.

Formacin de las rocas a travs de cristalizacin fraccionaria, comenzando con la solidificacin atemperaturas superiores a los 1200 C de los xidos metlicos ms pesados de naturalezarefractaria.

Segunda etapa: La cristalizacin se realiza cuando la temperatura desciende de los 1200C a 500 C,siendo la slice el disolvente de todos los minerales que cristalizaron en este perodo. La ltimacristalizacin se realiza a temperaturas inferiores de 500C, formndose minerales que contienencationes demasiado pequeos o demasiado grandes para ser aceptados en las redes de silicatos.

Tercera Etapa: Extraccin de elementos qumicos de rocas gneas mediante el agua, dixido decarbono, azufres, cidos hmicos, clorhdrico. Tambin se presenta la disolucin de compuestos decalcio, ferrosos, magnsicos y sdicos, y en la solubilizacin o precipitacin de xidos frricos, titanioy de silicio. Las especies de inters se extraen de sus menas mediante diferentes procedimientosmetalrgicos, los cuales pueden ser modificados segn las condiciones de las materias disponibles.La extraccin de la especie se realiza mediante un nmero limitado de operaciones.

Las partes de una mena son:

Mineral valioso. Mineral estril o ganga.

DEFINICIN DE MINERAL

Un mineral es una sustancia inorgnica natural, que posee estructura atmica-cristalina ycomposicin qumica definida, que en ocasiones se puede encontrar asociado con otros tipos deroca. Tambin se puede definir como una sustancia o compuesto inorgnico que posee unacomposicin qumica y red cristalina definida, que constituye la parte de mineral metlico o nometlico que le da el valor comercial a la mena y comnmente se le conoce con el nombre demineral valioso.


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Clasificacin de los minerales

La clasificacin de un mineral se basa en la composicin qumica y en la estructura interna, teniendocomo resultado una amplia gama de clasificaciones, las cuales a su vez se dividen en familias (segnclasificacin qumica), que a su vez se subdividen en grupos (clasificacin cristalogrfica yestructural), los cuales se pueden clasificar por su especie (misma estructura pero distinta

composicin qumica) para finalmente se subdividirse en variedades (composicin qumica nousuales).

Elementos Nativos Sulfuros Sulfosalesxidos Haluros CarbonatosNitratos Boratos FosfatosSulfatos Wolframatos Silicatos

Dentro de esta clasificacin se pueden diferenciar 2 grupos de inters, los minerales metlicos y losminerales industriales (o no metlicos). Como los productos que se pueden considerar de origen nometlico son muy diversos tanto en la naturaleza como en los usos, se clasifican en gruposconsiderando la importancia econmica y caractersticas del mercado.

Ganga.- O mineral estril que est constituido por una serie de minerales calco-silicosos, xidos ysulfuros que carecen de valor econmico, por lo tanto, separados del mineral valioso. Generalmenteconstituye la mayor cantidad de material que despus del tratamiento, debe ser descartado ydepositado adecuadamente. Debemos recordar que cuando se realicen las pruebas metalrgicaspreliminares, se debe tener en cuenta en forma especial porque pueden ser los causantes de laincompatibilidad del proceso. Esto se aprecia en la figura 1.4.

ZnS

2CuFeS

2FeS

3CaCO

CuPbS

AgAu

2SiO

Fig. 1.4. Esquema de una mena compleja de Cu-Pb-Zn.

CLASIFICACION DE LAS MENAS.

Las menas por el mineral que les da el valor econmico pueden ser:

1. Menas metlicas, son aquellas de las cuales se extraen los metales, y a su vez pueden ser:Menas nativas, donde el metal est en forma elemental, tal como el Au, Ag, Cu, etc.

Menas sulfuros que contienen al metal como sulfuro, tales como la galena (PbS) Pb; Lacalcopirita (CuFeS2) Cu; la esfalerita (ZnS) Zn; etc..

Menas xidos donde el mineral valioso puede estar presente como xido, sulfato, silicato,carbonato o alguna forma hidratada de los mismos. De Cu son: Cuprita, chalcantita, crisocola,


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malaquita, atacamita; de Pb son la Cerucita, la Anglesita, etc. de Zn son la Zincita, Willemita,Hemimorfita y la Smithsonita, etc..

2. Menas no metlicas, de las cuales se extraen compuestos naturales que tienen usos casiinmediatos. Entre ellos tenemos al azufre, carbn, talco, caoln, halita, fluorita, cuarzo, almina,bentonita, feldespato, etc..

Las menas por la cantidad de minerales valiosos que contienen, pueden ser:

Menas simples, son aquellas que contienen un slo mineral valioso. Mena de cobre, mena deoro, etc..

Menas complejas, son aquellas que contienen ms de dos minerales valiosos. Mena de Cu-Pb-Zn-Ag; Cu-Mo; Pb(Ag)-Zn, FeS2(Au).

Malaquita Pirita Calcopirita

C. LEY O GRADO.

La ley o grado es una medida de la calidad de cualquier flujo de mineral o pulpa, la cual se definepor:

Masa del componente valioso en el flujo

Ley (%) = x 100 (1.1)

Masa del componente valioso + ganga en el flujo

Las leyes o ensayes se expresan como un porcentaje del metal que representa la cantidad demetal como mineral, as por ejemplo, 2 % Cu, indica que en 100 t de mineral de cabeza estcontenido 2 t de Cu. Esto es:

100 t x 2/100 = 2 t de Cu

o 100 t de mineral de cabeza que ensaya 12 Oz Ag./t indican que estn contenidas 1200 Oz de Ag.

Esto es:

100 t x 12 Oz Ag./t = 1 200 Oz de Ag.


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Almadina Amatista Analcita Aglesita Apatita

Tirol (Austria) Brazil Tura (Siberia) Touissit (Morocco) Lake Baikal (Russia)Cubico Romboedrico Cubico Rombico Hexagonal

Apatita Apofilita Aragonita Aragonita Arsenopirita

Jumilla (Spain) Poona (India) Minglanilla (Spain) Mura (Spain)Panasqueira,

PortugalHexagonal Tetragonal Rombico Rombico Rombico

AZURITA BARITA BERILIO BORNITA BROCHANTITATouissit (Morocco) Asturias (Spain) Mangualde (Portugal) France Bou-Becker (Morocco)

Monoclinico Rombico Hexagonal Cubico Monoclinico

CALCITA CALINITA CASITERITA CELESTINA CELESTINAMurcia (Spain) Nevada Oruro (Bolivia) Madagascar Jan (Spain)Romboedrico Cubico Tetragonal Rombico Rombico

CERUSITA CERVANTITA CHALCOPIRITA CINABRIO COBRE

Midbladen (Morocco)

S.Luis Potos

(Mexico) Huaron (Peru) Almadn (Spain)

Lake Michigan

(USA)Rombico Rombico Tetragonal Hexagonal Cbico


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CROCOITA DANBURITA DOLOMITA DRAVITA ENDLICHITA

Dundas (Tasmania) Charcas (Mexico) Ojos Negros (Spain)Yinietarra(Australia)

Morocco

Monoclinico Romboedrico Romboedrico Romboedrico Hexagonal

FLUORITA GALENA GOETITA GROSSULARITA TALCOCavein Rock (Illinois) Maglad (Bulgaria) Bilbao (Spain) Conahuila (Mexico) Zaragoza (Spain)

Cubico Cubico Rombico Cubico Monoclinico

HALITA HANKSITA HEMIMORFITA HUBNERITA HIDROZINCITAAlicante (Spain) L.Searles (California) Mapimi (Mexico) Pasto Bueno (Peru) Santander (Spain)

Cubico Hexagonal Rombico Monoclinico Monoclinico

KIANITA LEPIDOLITA LIMONITA MAGNETITA MALAQUITAMinas Geraes

(Brazil)Brazil Van Ghizz (S.Africa) South Africa Kolwezi (Zaire)

Monoclinico Monoclinico Rombico Cubico Monoclinico

MARCASITA METEORITA MIMETITA MOLIBDENITA MUSCOVITA

Reocn (Spain) Gibeon (Namibia) Mapimi (Mexico) Conahuila (Mexico) FranceRombico Cubico Hexagonal Hexagonal Monoclinico


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NATROLITA OKENITA OLIVINO OPAL PERICLINAPoona (India) Poona (India) Lanzarote (Spain) Oregon (EEUU) El Negratn (Spain)

Rombico Triclinico Rombico Amorfo Triclinico

PIRITA PIROLUSITA PIRROTITA Cristal de Roca RODOCROSITANavajn (Spain) Mazarrn (Spain) Dalnegorsk (Rusia) Brazil Argentina

Cubico Tetragonal Hexagonal Romboedrico Romboedrico

ROSE SCOLECITE SELENITE SIDERITE SKUTERUDITETurkey Poona (India) Australia S.Almagrera (Spain) Bou-Azzer (Morocco)

Monoclinico Monoclinico Monoclinico Romboedrico Cubico

SMOKY QUARTZ SODALITE SPHALERITE STIBNITE STYLBHITE

France Minas Gerais (Brasil) Santander (Spain) Italia Poona (India)Romboedrico Cubico Cubico Rombico Monoclinico

SULPHUR TETRAHEDRITE TOPAZ VANADINITE WULFENITE

Mchow (Poland) Huaron (Peru)Minas Geraes

(Brazil)

Morocco Touissit (Morocco)

Rombico Cubico Rombico Hexagonal Tetragonal

Figura 1.4 a. Minerales de distintos lugares del mundo


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D. RECUPERACION.

La recuperacin mide la eficacia con la que la Planta Concentradora (separador) ha extrado losminerales valiosos contenidos en el mineral alimentado (mineral de cabeza). Una definicin adecuadaes:

Masa del metal contenido en el concentradoRecuperacin (%) = x 100

Masa de metal valioso contenido en el mineral alimentado

o tambin:

100% xfxF

cxCR = (1.2)

Donde:F = Mineral de cabeza en toneladas.

f = Ley del metal valioso en el mineral de cabeza o alimento, en %.

C = Concentrado del mineral valiosos, en toneladas.

c = Ley del metal valioso en el concentrado.

Ejemplo 1. Una Planta Concentradora trata 1000 t/da de un mineral de cabeza que ensaya 10 % dePbS. Esta produce 122.9 t/da de concentrado con una ley de 80 % de PbS y el relave analiza 0,19 %de PbS. Determine cul es la recuperacin del PbS?

Solucin.

1. Sea el siguiente diagrama:

Alimento; F = 1000 t/d PLANTA Relave T = ?

f = 10 % PbS CONCENTRADORA t = 0,19 % PbS

Concentrado PbS C = 122,9 t/d

c = 80 % PbS2. Clculo de la recuperacin.

Empleando la frmula de recuperacin antes mencionada, tenemos:

%,

, .

,

RcxC

fxF

x

x

R

PbS

PbS

= = =

=

80 122 9

10 100098 32

98 32%


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Respuesta.

En el concentrado se recupera el 98,32 % del PbS que se alimenta a la Planta Concentradora

1.6. JUSTIFICACIN TCNICA Y ECONMICA DE LA MINERALRGIA.1.6.1. JUSTIFICACIN TCNICA.

Por un lado podemos ver que los factores que hacen que un yacimiento de mineral sea apropiadopara la explotacin y la concentracin o procesamiento econmico, se pueden resumir en:

Localizacin y tamao del depsito. Caractersticas de la mena, ley, mineraloga y textura. Aspectos financieros, como capital de inversin, costos de capital, capital de trabajo, impuestos

de ley, regalas, etc. Costos de explotacin dependiendo si es la explotacin subterrnea o a cielo abierto,

dependiendo tambin del tipo de mineralizacin (vetas, diseminado, etc.) y ley del mineral valioso.

Costos de servicios de energa, agua, carreteras, insumos, terreno para disposicin de relaves,recursos humanos, etc. Docilidad de la mena para el tratamiento seleccionado, que influir en el diseo del diagrama de

flujo del proceso, costos de operacin, ley del concentrado y recuperaciones obtenibles. La demanda y precio del metal, precio de los concentrados y el valor del concentrado an en la

mina. La ley de corte mnima o cut off variar de un metal a otro de acuerdo a los factores antes

mencionados.

Por otro lado vemos que resulta posible identificar un cierto nmero de situaciones en que puedejustificarse la mineralurgia; estas son:

Control del tamao de las partculas para facilitar el manipuleo y tratamiento de las menas.

Obtencin de un producto de tamao y composicin regulados para hacer ms eficiente elproceso metalrgico ulterior. Exponer o liberar los elementos constitutivos de la mena para el procesamiento sub-siguiente, tal

como en la molienda se logra liberar el mineral sulfuro metlico, el cual podr ser separado, porejemplo, por flotacin por espumas.

Control de la composicin, mediante la eliminacin al menos parcial de los compuestosconstitutivos de la ganga que puedan interferir en la produccin de un producto metlico decalidad.

Los ltimos aos hemos sido testigos de cambios vertiginosos en la aplicacin de tecnologa deprocesamiento de minerales. Los aspectos ms relevantes del estado actual de desarrollo delprocesamiento de minerales en el Per, se describen en las siguientes categoras generales:

a) Conminucin

Instalaciones de circuitos de chancado en mltiples etapas y cribado. Empleo de maquinarias de chancado y molienda convencional sofisticada. Aplicaciones exitosas de molinos SAG y molino vertical o de torre. Optimizacin de circuitos de molienda-clasificacin con hidrociclones.

b) Concentracin de Minerales

Empleo de celdas y reactivos convencionales en flotacin de minerales. Se generaliza el empleo de celdas columna en circuitos de flotacin de limpieza. Tendencia a utilizar celdas de gran volumen en nuevos proyectos. Empleo de equipos de concentracin gravimtrica convencional y tendencia al uso de

concentradores centrfugos. Se aplica el mtodo de flotacin para concentrar sulfuros aurferos que luego son lixiviados. Otros mtodos de concentracin de minerales tienen limitadas aplicaciones.


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Nuevos equipos y sistemas de separacin slido-liquido (espesadores de alta capacidad yfiltros especiales).

Se acondicionan las plantas concentradoras, a fin de cumplir la legislacin ambiental vigente. Nuevas tcnicas de control y contabilidad metalrgica y optimizacin de las Plantas

Concentradoras.

1.6.2. JUSTIFICACIN ECONMICA.

Si un mineral no puede comercializarse sin concentrar, la operacin de procesamiento no se justificasi el producto no tiene un precio de venta mayor que todos los costos inherentes a su produccin, loscuales comprenden los costos de extraccin, concentracin, transporte y venta, as como los costosde impuestos (tributarios, canon, sobre-canon, regalas, etc.) y los costos relacionados con elcumplimiento de los reglamentos de control ambiental.

Como todos los procesos unitarios estn sincronizados, de modo que al final, el retorno econmicopor tonelada de mena sea mximo; los beneficios resultantes de la mineralurgia, previos a lafundicin u otro tipo de tratamiento, se resumen de la siguiente manera:

1. Proporciona ahorros en flete del transporte del concentrado.2. Reduce el tonelaje de material a tratarse en la fundicin y reduce los costos de tratamiento.3. Por los bajos costos y eficiencia de los mtodos de concentracin, permite explotar yacimientos de

menas ms pobres que las que se producen por los mtodos de explotacin de alto costo, agrandes tonelajes.

4. Las Plantas Concentradoras eficientes y de bajo costo hacen posible la explotacin y tratamientode aquellos minerales que nunca hubieran calificado como menas.

Para tener una visin ms clara, haremos una comparacin desde el punto de vista econmico,cuando se procesa una mena y se trata el concentrado en la fundicin y cuando se enva la menadirectamente a la fundicin para su respectivo tratamiento, mediante el siguiente problema.

PROBLEMA 1.- Una mena de Cu-Au-Ag ensaya 0,45 Oz Au/t, 4,50 Oz Ag/t y 2,2 % Cu. Esta menapuede ser enviada directamente a la fundicin para su tratamiento o podra ser tratado en unaConcentradora y luego el concentrado enviado a la fundicin para su tratamiento respectivo. En laConcentradora se recupera el 95% de Cu, el 90 % de Au y el 85 % de Ag en el concentrado. Elconcentrado analiza 4,85 Oz Au/t, 45,75 Oz Ag/t, 25,0 % Cu, 30,0 % Fe, 10,0 SiO2 , 5,0 % Al2O3. Lamena o concentrado se enva a una fundicin de cobre, la cual paga por los metales, de acuerdo a lasiguiente tarifa: Au: Si la mena o concentrado tiene 0,03 Oz Au/t seca o ms, se paga por el 96,75 % al precio neto

de 380 $/Oz. Ag: Si la mena tiene 1,0 Oz Ag/t o ms, se paga por el 95 %, al precio promedio de la plata,

durante la semana siguiente a la entrega en la fundicin. Adems habr una deduccin mnima de1,0 Oz Ag/t tratada; precio de la plata 5,30$/Oz.

Cu: Se deduce 1,3 % del ensaye de Cu (1,3 unidades de 20 lb por unidad en terminologa de

fundicin). Pagar por el resto de cobre, al precio de exportacin diario neto de 0,85 $/lb cotizadosen la semana siguiente al recibo en la planta, menos una deduccin de 2 centavos por libra decobre que se ha pagado.

Cargos : El cobro base de fundicin es 14 $/t seca; se considera : Zn - 7 % libre, 30 centavos porcada unidad en exceso; As - 1 % libre, 50 centavos por cada unidad en exceso; Sb - 1 % libre, 50centavos por unidad en exceso.

Fletes: 2 $/t de mena y 3,0 $/t seca de concentrado; desde la mina a la fundicin.Haga la comparacin correspondiente.

SOLUCION.

1er. Caso. Despacho directo de la mina a la fundicin.

Base de clculo = 100,00 t de mena seca.

Ag(mena) = 100,00 t x 4,5 Oz/t = 450,00 Oz.


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Fundicin paga por = 100 x (4,5 - 1) x 0,95 = 332,5 Oz Ag.

Au(mena) = 100 x 0,45 = 45,00 Oz

Fundicin paga por = 0,9675 x 45 = 43,537 Oz.

Cu(mena) = 100 t x 0,022 x 2204,62 lb/t = 4 850,164 lb

Fundicin paga por = 100 x (0,022 - 0,013) x 2204,62 = 1984,158 lb

Gastos por:

Flete = 100 x 2 = 200,00 $

Fundicin = 100 t x 14 $/t = 1 400,00

Total 1 600,00$

Pagos o Ingresos:

Au 43,537 Oz x 380,0 $/Oz = 16 544,06 $

Ag 332,5 Oz 5,30 $/Oz = 1 762,25 $

Cu 1 984,158 lb x (0,85 - 0,02) $ = 1 646,85 $

Total 19 953,16 $

Ganancia en fundicin directa = 19 953,16 - 1 600,00 = 18 353,16 $

2do

Caso. Concentrando la mena y enviando el concentrado a la fundicin.

Tomemos como base que se concentran 100 toneladas mtricas de mena a un costo de 5,0 $/t y

el concentrado es enviado a la fundicin para su tratamiento. En la planta Concentradora, el metalvalioso se recupera as: Cu, 95%, Au, 90%, Ag, 85%. En base a estos valores calculamos la cantidadde metal valioso a pagarse por la fundicin.

Cu(recuperado) = 100 t x 0,022 x2204,62 x 0,95 = 4 607,655 lb

En este caso el peso de concentrado de cobre que se obtiene de las 100 t de mineral de cabeza sepuede determinar utilizando la siguiente expresin:

%RcxC

fxFx= 100

Reemplazando valores numricos a la expresin, tendremos:

25 x C95 = x 100

2,2 x 100

despejando C que es el peso de concentrado de cobre en toneladas mtricas secas, obtenemos:

Cx x

xt= =

95 2 2 100

25 1008 360

,,

Fundicin paga por = 8,360 t x 2204,62 lb/t x (0,25 - 0,013) = 4 368,057 lb

Ag(recuperada) = 8,360 t x (45,75 - 1) Oz/t = 374,11 Oz

Fundicin paga por = 374,11 x 0,95 = 355,404 Oz


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Au(recuperado) = 8,36 x 4,85 = 40,546 Oz

o = 100 x 0,45 x 0,90 = 40,50 OzFundicin paga por = 40,5 x 0,9675 = 39,18375 Oz

Costos por :

- Concentracin = 100 t x 5 $/t = 500,00 $

- Flete = 8,36 t x 3 $/t = 25,08 $

- Fundicin = 8,36 t x 14 $/t = 117,04 $

Total 642,12 $

Ingresos por pago de los metales:

Au = 39,18375 Oz x 380,00 $/Oz = 14 889,82 $

Ag = 355,404 Oz x 5,30 $/Oz = 1 883,64 $

Cu = 4 368,57 x (0,85 - 0,02) = 3 625,48 $

Total 20 398,94 $

Ganancia = 20 398,94 - 642,12 = 19 756,82 $

Ganancia por concentracin = 19756,82 - 18353,16 = $1 403,66

Respuesta.

Cuando se concentra la mena y se funde el concentrado se obtiene una ganancia de 1403,66dlares con respecto a la fundicin directa de la mena.

1.7. LEY MINIMA DE EXPLOTACIN (CUT OFF).

Los Metalurgista revisamos este concepto, porque al igual que los Gelogos y Mineros estamosinvolucrados directamente en la formulacin, evaluacin, financiamiento y puesta en marcha deproyectos minero-metalrgicos, por ende, debemos saber la importancia que tiene la determinacinde la ley de corte en la evaluacin correcta de un proyecto minero-metalrgico y cul es lametodologa ms simple para su clculo.

Cuando se trata de la evaluacin de proyectos minero-metalrgicos se requiere una adecuadaestimacin de cinco variables principales, a saber:

La inversin inicial del proyecto. Los ingresos obtenidos por venta del concentrado o metal recuperado. Los costos que demanda la explotacin, tratamiento y comercializacin de los minerales o

metales valiosos. La tasa de descuento (Inters). El horizonte del proyecto.

La determinacin de estos valores en cada periodo nos permite calcular la rentabilidad delproyecto, segn la ecuacin siguiente:

VAN I B C

io n= +

+

( )

( )1(1.3)

Donde:VAN = Valor actual neto.


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Io = Inversin inicial del proyecto.B = Ingresos del proyecto.C = Costos o egresos del proyecto.i = Tasa de descuento o inters.n = Horizonte o vida del proyecto.

El horizonte o vida del proyecto est dado por la cantidad de mineral de reserva existente en elyacimiento; sin embargo, no es posible determinar qu mineral constituye reserva si no se conocecul es la ley mnima de explotacin; es decir, cul es la ley del mineral que permite cubrir todos loscostos y gastos de la Empresa Minera.

En consecuencia, debe quedar claro el concepto de reserva de mineral, como sigue:

1. Debe definirse como reserva mineral aquel mineral que una vez explotado incrementar el valorde la empresa.

2. Las reservas de mineral no es una cantidad constante en el tiempo, sino vara de acuerdo a losfactores internos y externos que afectan a la empresa.

CALCULO DE LA LEY DE CORTE.

La ley de corte o cut off, es el factor crtico en cuanto a contenido mnimo de mineral para que resulteeconmica la explotacin de una mina, en tal sentido, los factores que intervienen en la determinacinde este parmetro son:

1. Topografa y fisiografa del terreno.2. Tipo y cantidad de minerales.3. Concentracin y fundicin u otro mtodo de extraccin.4. Costo de produccin.5. Precio del mineral en el mercado.6. La extensin y forma del yacimiento.7. Evaluacin econmica.

Pero el objetivo de una Empresa, debe ser maximizar el valor presente de sus proyectos. Enconsecuencia, si la Empresa Minera no quiere tener prdidas, sus proyectos debern tener un valoractual neto mayor o igual a cero. Entonces la ecuacin (1.3) puede ser expresada de la siguientemanera:

VAN = 0 (B - C) = 0 (1.4)

Donde los ingresos de un proyecto minero-metalrgico pueden determinarse con una buenaaproximacin utilizando la siguiente expresin:

B = L x P x R (1.5)

Donde:

B = Ingresos del proyecto.L = Ley o grado de explotacin.P = Precio neto pagable.R = Recuperacin metalrgica del metal valioso.

Ahora, combinando las ecuaciones (1.4) y (1.5) se obtiene la ley mnima de explotacin (ley de corteo cut-off), que puede quedar expresada as:

CostosLey de corte = (1.6)

Precio neto x Recuperacin

La expresin (1.6) nos permite apreciar que la ley de corte mnima de explotacin es directamenteproporcional a los costos de la Empresa e inversamente proporcional a la cotizacin de los metales y


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a la recuperacin metalrgica. Esto quiere decir, que si los costos de la empresa se elevan, la ley decorte se incrementar y por lo tanto las reservas minerales disminuirn.

Mientras que, si la Empresa reduce sus costos, la ley de corte disminuir y las reservas mineralesaumentarn. Por otro lado, debe tenerse en cuenta que cuando se habla de costos de la Empresa,nos referimos a todos los costos y gastos que afectan a la Empresa. En consecuencia, deber

considerarse adems de los costos de produccin, los gastos administrativos y de comercializacin,los gastos financieros y todos los impuestos que paga la Empresa. Pero existen algunos costos queno son controlables por la Empresa tales como la carga impositiva, si estos se elevan, la ley de cortese incrementar y las reservas disminuirn. Tambin la cotizacin internacional de los metales sobrelos cuales la Empresa no tiene control, afecta de manera inversa el clculo de la ley de corte. As porejemplo, si el precio del metal disminuye, la ley de corte se incrementar y por consiguiente laEmpresa tendr menos reservas.

Ejemplo 2. Se desea saber cual es la ley de corte de una Empresa minera aurfera cuyos costos ygastos ascienden a US$ 75 por tonelada de mineral extrado si su recuperacin metalrgica es del85%. Asumir que el precio del oro es de 280 $/Oz y el precio neto pagable es el 80% de la cotizacindel oro.

Solucin

Aplicando la frmula (1.6) se obtiene:

Ley de corte =75

280 0 80 0 850 394

x xOz t

, ,, ; /=

Expresando en gramos tenemos:

Ley de corte = 0 394 311035 12 25, , ,Oz

tx

g

Oz

g

t=

Ley de corte = 12,25 g/t

Ejemplo 3.- Si la Empresa del ejemplo anterior tiene costos de produccin de 65 $/t. Calcule la ley decorte de produccin.

Solucin

Se emplea la misma frmula anterior, as tenemos:

Ley de corte =65

280 0 80 0 8531 1035 10 618

x xx

g

t, ,, ,=

Ahora, cmo debe interpretarse estos 2 valores de ley de corte obtenidos? El mineral cuya ley seamayor a 12,25 g/t se llamar mineral comercial, el mineral cuya ley sea menor a 12,25 g/t pero mayora 10,618 g/t se llamar mineral marginal y aquel cuyo valor sea inferior a 10,618 g/t se denominarmineral sub-marginal.

Como puede verse, esta clasificacin es importante, ya que permite que eventualmente el mineralmarginal pueda explotarse con las utilidades generadas por el mineral comercial.

Ejemplo 4.-Una Empresa minera que explota un yacimiento minero con contenido de zinc y plata,tiene como costos totales la cantidad de US$ 50/t extrada. La recuperacin metalrgica del zinc esde 80 % y de la plata es de 60 %. Asuma que la cotizacin de la plata es de 5,5 $/Oz y del zinc0,45$/lb. El mtodo de tratamiento es de flotacin, obtenindose un concentrado de zinc. Tambin

asmase que luego de valorizar el concentrado, las deducciones al contenido pagable del zinc es de45% y de la plata 30 % que son debidas a las maquilas de fundicin y otras penalidades delconcentrado.


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Solucin.

1. Contenido pagable de la plata.

$/Oz = 5,5 $/Oz x 0,70 x 0,60 = 2,31 $/Oz.

Esto quiere decir que 1 onza de plata vale US$2,31.O que:

1$ =1

2 31,= 0,4329 Oz de Ag (I)

2. Contenido pagable del zinc.

$/lb = 0,45$/lb x 0,80 x 0,55 = 0,198 $/lbEsto implica que 1 libra de zinc vale US$0,198.

O que:

1$ = 5,05 lb = 5 052204 6

100 0 2291%,,

,x Zn=

1$ = 0,2291 % Zn (II)

Ahora, igualando (I) y (II) se tiene:

0,4329 Oz Ag = 0,2291 % Zn

Por lo tanto:

1 Oz Ag =0 2291

0 43290 5292%

,

,,= Zn

1 Oz Ag = 0,5292 % Zn (III)

1 % Zn =0 4329

0 229118896

,

,,= OzAg

1 % Zn = 1,8896 Oz Ag (IV)

Las ecuaciones (III) y (IV) nos permiten determinar n soluciones de leyes de corte. As por ejemplopuede obtenerse una ley de corte equivalente en plata y una ley de corte equivalente en zinc. As:

Ley de corte equivalente Ag = 50$5 5 0 6 0 70

2165/, , ,

,tx x

= Oz/t

Ley de corte equivalente Zn =50$

0 45$ 0 8 0 55 2204 61145%

/

, / , , , / ,

t

lbx x x lb t Zn=

Ley de corte equivalente Zn = 11,45 %

Entonces, una ley de corte equivalente en plata de 21.65 Oz/t significa que si la Empresa explotamineral con ley de Plata ms de 21,65 Oz, cualquier mineral con contenido de zinc resultareconmico. De manera similar, si la empresa explota mineral de zinc de 11,45 %, cualquier mineraladicional con contenido de plata que se explote ser econmico.

Pero si sucediera que la Empresa minera tiene una ley constante de uno de sus metales y quieredeterminar la ley que deber tener el otro mineral para que la explotacin resulte econmica.


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Ejemplo 5.-La Mina del ejemplo anterior tiene una ley de plata de 10 Oz Ag/t, cul debe ser la leymnima de zinc que debe explotarse?Solucin.

Ley de corte de Ag adicional = 21,65 Oz/t - 10,0 Oz/t = 11,65 Oz/tAhora utilizando la ecuacin (III) tenemos:

1 Oz Ag = 0,5292 % Zn

11,65 Oz Ag = x

x = 6,17 % Zn

Ejemplo 6.- De manera similar, si la Empresa fija una ley de zinc de 8 %, cul debe ser la ley mnimade plata?

Solucin.

Ley de corte adicional Zn = 11.45% - 8% = 3,45% Zn.

Utilizando la ecuacin (IV) tenemos:

1 % Zn = 1,8896 Oz Ag.

3,45 % Zn = x

x = 6,52 Oz Ag.

Problema 2. A continuacin se da otra forma de determinar la ley mnima de corte o explotable.Partiremos de lo siguiente:

1. COTIZACIONES Y LEYES PROMEDIOS.

Se trata de una mena que contiene como metales valiosos Ag, Au y Pb. Se asume 1 tonelada mtricaseca.

COTIZACIONES LEYES DEL CONCENTRADO

Ag. = 1,78 $/Oz 259,57 Oz Ag/t

Au = 1,00$/g 18,53 g Au/t

Pb = 0,13674 $/lb 4,77 % Pb

2. CLCULO DEL VALOR BRUTO DE UNA TONELADA METRICA DE CONCENTRADO DE Ag.

Se obtiene el valor por separado para cada uno de los metales valiosos:

a) Para AgLey de Ag en el concentrado = 259,57 Oz Ag/t

% que paga la Empresa compradora = 96,5 %

Cotizacin de la plata = 1,78 $/Oz

Valor bruto de Ag contenida en 1 ts de concentrado:

1 t x 259,57 Oz/t x 96,5/100 x 1,78 $/Oz = $ 445,86

b) Para Au.

Ley de oro en el concentrado = 18,53 g/t% que paga la empresa compradora = 95 %

Cotizacin del oro = 1,00 $/g


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Descuento en ley por la empresa compradora = 1,0 g/t

Valor bruto de Au contenido en 1 ts de concentrado:

1 t x (18,53 - 1) g/t x 95/100 x 1,00 $/g = $ 16,65

c) Para Pb :

Ley de Pb en el Concentrado = 4,77 %% que paga la empresa compradora = 95,00 %

Cotizacin del Pb = 0,1367 $/lb

Valor bruto de Pb en 1 t s de concentrado

1 t s x 0,0477 x 2204,62 lb/t x 0,95 x 0,1367 $/lb = $ 13,66

Por lo tanto, el valor bruto de una tonelada mtrica seca de concentrado ser:

445,86 + 16,65 + 13,66 = $ 476,17 /.

3. CLCULO DEL VALOR NETO DE 1 TS DE CONCENTRADO.

Para determinar el valor neto de 1 ts de concentrado se descuenta por concepto de maquila $41,64.

Valor bruto $ 476,17 -

Maquila 41,64

Valor neto $ 434,53

El valor de la maquila debe distribuirse proporcionalmente a cada uno de los metales valiososcontenidos en 1 ts de concentrado. Esto es:

Para Ag :Valor bruto de 1 ts de concentrado = $ 476,17

Deducciones o maquila total = 41,64

Valor de Ag en el concentrado = 445,86

Maquila que corresponde a la Ag

476 17

4164

445 86,

,

,=

x

xx

= =445 8 6 41 64

476 1738 99

, ,

,, = 38,99

Para Au :Valor bruto de Au en el concentrado = $ 16,65

Maquila que corresponde al Au

46,1$16,476

64,4165,16 == xx = $ 1,46

Para Pb :


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Valor bruto de Pb en el concentrado = $ 13,66

Maquila que corresponde al Pb

19,1$

16,476

66,1364,41 == xx = $ 1,19

Entonces, el valor neto de 1 ts de concentrado ser:

Metal valioso Valor bruto en $ Deducciones ycastigos en $

Valor neto en $

Ag 445,86 38,99 406,87Au 16,65 1,46 15,19Pb 13,66 1,19 12,47

Total 476,17 41,64 434,53

4. VALOR DE CADA METAL EN 1 TS DE MINERAL DE CABEZA.

4.1. Se encuentra primero el valor de una tonelada de mineral de cabeza, sabiendo que elratio es de 11,95Entonces, el valor de 1 ts de mineral de cabeza = 434,53/11,95 = $ 36,36

4.2. Se encuentra el valor de cada metal por tonelada de mineral de cabeza.

Metal %

Ag : 406,87/11,95 = 34,05 $/t 93,65

Au : 15,19/11,95 = 1,27 $/t 3,49

Pb : 12,47/11,95 = 1,04 $/t 2,86

Total 36,36 $/t de mineral de cabeza

5. LEYES DE CADA METAL POR CADA DLAR.

Este valor se obtiene dividiendo el promedio de la ley de cabeza entre valor de cada metal por1 ts de mineral de cabeza

Leyes promedio de cabeza

Ag : 23,36 Oz/t

Au : 1,63 g/t

Pb : 0,39%

Leyes por dlar:Ag : 23,36 x 0,9365/34,05 = 0,6425 Oz/$

Au : 1,63 x 0,0349/1,27 = 0,0447 g/$

Pb : 0,39 x 0,0286/1,04 = 0,0107 %/$

6. CLCULO DE LAS LEYES MNIMAS. CUT OFF.

Teniendo en cuenta el costo de tratamiento de $ 13,00 por tonelada de mineral de cabeza, lasleyes mnimas sern:

Ag: 13 $/t x 0,6425 Oz/$ = 8,35 Oz/t

Au: 13 $/t x 0,0447 g/$ = 0,58 g/t

Pb: 13 $/t x 0,0107 %/$ = 0,139 %


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1.8. CAMPO QUE ABARCA LA MINERALURGIA.

En el punto 1.3 hemos definido a la mineralurgia como un conjunto de operaciones unitarias a lascuales se someten las menas para obtener un producto de calidad y cantidad suficiente para servendible a un precio que interese al comprador y proporcione ganancias al Empresario Minero. Entreestas operaciones bsicas en que consiste la mineralurgia son:

1. Conminucin Liberacin de la partcula de mineral valioso.

2. Clasificacin de partculas:

Tamizaje-cribado Dimensin de partcula Diferencias en densidad y masa Clasificacin hidrulica.

3. Operaciones de separacin slido-lquido Desaguado. Espesamiento Filtrado Secado

4. Operaciones slido-slido. Diferencias en densidad Medios Densos. Gravimetra

- Corrientes laminares.- Mesas vibrantes.- Cribado hidrulico - Jigs.

Flotacin por espumas Concentracin mediante fuerzas magnticas. Concentracin mediante fuerzas electrostticas.

5. Manipuleo de minerales.

Transporte de mineral en seco Transporte de pulpas por tuberas Almacenamiento. Alimentadores. Disposicin de relaves.

1.9. PANORAMA DE LA MINERALURGIA EN EL PERU.

Siendo nuestro Pas eminentemente minero, en ese contexto la Mineralurgia juega un papel muyimportante, puesto que su participacin ha permitido tratar la mayora de sulfuros metlicos decobre, plomo, zinc, plata, xidos metlicos como de estao, tungsteno, etc., menas sulfuradasque contienen oro, as como tambin los minerales no metlicos.

Debido a la cada de los precios minerales, al sistema de explotacin, leyes de medio ambiente y

leyes gubernamentales, la pequea minera a desaparecido totalmente, quedando apenasalgunas de la mediana minera, que por sus leyes an altas, estn logrando sobrevivir, es deciran estn en actividad. En la gran minera existen muy pocas minas en explotacin. Hoy estamosfrente a un nuevo BUM de la Minero-Metalrgica con el alza de los metales a precios casi nuncaesperados.

Sin embargo, las minas de oro contenido en sulfuros se vienen desarrollando en gran medida,aplicando mtodos combinados de tratamiento.

En conclusin podemos decir, la minera peruana ha experimentado importantes avances en eldesarrollo de nuevos procesos, en equipos nuevos u optimizados y en operaciones unitarias.Actualmente, estamos en una etapa de captacin y adaptacin de tecnologas desarrolladas en otraslatitudes, las cuales seguirn aplicndose en los futuros proyectos.

En los aos recientes, el procesamiento de minerales en nuestro pas ha incorporado tecnologasespecificas para el tratamiento de diseminados de oro, empleo de mineroductos, desarrollo debiotecnologa minera, aplicaciones de flotacin columnar, aplicaciones de molienda SAG,


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modernizacin de plantas hidro y pirometalrgicas que incorporan tecnologas de adecuacin almedio ambiente, etc.

En las plantas concentradoras an es factible incrementar la eficiencia en un nmero significativo deoperaciones de conminucin y flotacin de minerales.

El pas dispone de un conjunto de entidades y profesionales con alta capacidad para el desarrollo yadaptacin de modernas tecnologas en el procesamiento de minerales, en beneficio de los nuevosproyectos mineros.

Universidades e Instituciones de Educacin Superior, con facultades o escuelas de IngenieraMetalrgica o especialidades afines.

Empresas mineras del sector privado. Laboratorios comerciales de prestigio internacional. Gremios profesionales (Colegio de Ingenieros del Per, Instituto de Ingenieros de Minas del

Per, etc). Sociedad Nacional de Minera, Petrleo y Energa. Organismos del Ministerio de Energa y Minas (IPEN e INGEMMET).

En la figura 1.4 se muestra todos los proyectos y plantas metalrgicas que se regalaron en ladenominada privatizacin de las empresas mineras que eran administradas por el gobierno. Tenemosque aceptar que fuimos los propios profesionales minero-metalrgicos peruanos los que hemospropiciado esta innecesaria privatizacin, por ser o actuar adrede de malos administradores(corrupcin). Es una gran mentira que el estado no pueda tener empresas de xito, pues basta unoejemplo en Amrica Latina, CODELCO-Chile y en otra parte del mundo, OUTOKUMPU-Finlandia,empresas nacionales de xito.


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Fig. 1.4. Mapa que indica la privatizacin minera.


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CONCEPTOS COMPLEMENTARIOS.

1.- Concepto y origen de los yacimientos mineralesIntroduccin

Los elementos qumicos que componen nuestro planeta estn distribuidos de una forma que agrandes rasgos es muy regular, ya que depende de dos grandes factores:

Su abundancia en cada una de las capas que componen el planeta, La naturaleza y composicin de las rocas presentes en cada sector concreto que analicemos.

Sobre la base de los datos conocidos sobre la naturaleza y composicin geoqumica, mineralgica ypetrolgica de las diferentes capas en que est dividido nuestro planeta, la composicin es simple yhomognea en la zona ms profunda (ncleo), e intermedia en el manto, mientras que la capa mssuperficial (la corteza) presenta una composicin ms compleja y heterognea. Esto ltimo se debe asu vez a dos factores:

o El hecho de que la diferenciacin planetaria haya producido un enriquecimiento relativo deesta capa en los elementos ms ligeros, que no tienen cabida en los minerales quecomponen el manto, que son de composicin relativamente simple: fundamentalmentesilicatos de Mg y Fe. Eso hace que con respecto al manto, la corteza slo est empobrecidaen elementos como Fe y Mg (en lo que se refiere a elementos mayoritarios) y Ni, Cr, Pt, en loque se refiere a minoritarios o trazas.

o La mayor complejidad de los procesos geolgicos que operan en la corteza producenfenmenos muy variados de enriquecimiento o empobrecimiento de carcter local, queafectan a la concentracin de los distintos elementos qumicos de diferentes maneras.

De esta manera, podemos entender a la corteza como aquel segmento de nuestro planeta en el quese rompe la homogeneidad de la distribucin de los elementos que encontramos en capas msprofundas. Por ejemplo, a pesar de que existan algunas variaciones composicionales en el manto,

stas son insignificantes con respecto a la altsima variabilidad que observamos en la corteza. As, ensta podemos observar rocas gneas que independientemente de su lugar de origen (mantoastenosfrico, manto litosfrico, corteza) van desde composiciones peridotticas hasta las granticas.Es en la corteza donde, adems, encontraremos las rocas sedimentarias y metamrficas.

Los procesos que llevan a la diferenciacin de un magma, o a la formacin de una roca sedimentariao metamrfica implican en ocasiones transformaciones profundas qumico-mineralgicas. Es duranteel curso de esos procesos que algunos elementos o minerales pueden concentrarse selectivamente,muy por encima de sus valores "normales" para un tipo determinado de roca, dando origenconcentraciones "anmalas" que de aqu en adelante denominaremos "yacimientos minerales".

El carcter "anmalo" de estas concentraciones hace que los yacimientos constituyan singularidades

en la corteza terrestre.Es muy importante considerar el aspecto geoqumico del concepto: todos los elementos qumicosestn distribuidos en la corteza de forma muy amplia, aunque en general su concentracin en lasrocas es demasiado baja como para permitir que su extraccin de las rocas resulte rentable. Comohemos explicado, su concentracin para dar lugar a un yacimiento mineral se produce comoconsecuencia de algn proceso geolgico (gneo, sedimentario o metamrfico) que provoca laconcentracin del elemento. Por ejemplo, el oro que se encuentra concentrado en los yacimientossedimentarios de tipo placer puede proceder del oro diseminado en reas de gran extensin regional.En esas reas el oro estar presente en las rocas, pero en concentraciones demasiado bajas comopara poder ser extrado con una rentabilidad econmica. Sin embargo, el proceso sedimentarioproduce su concentracin en los aluviones o en playas, posibilitando en algunos casos su extraccineconmica.

En definitiva, para que un elemento sea explotable en un yacimiento mineral, su concentracin debeser muy superior a su concentracin media (clark) en la corteza terrestre.


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El otro factor importante a considerar es el econmico: esas concentraciones podrn ser o no deinters econmico, lo que delimita el concepto de Yacimiento explotable o no explotable, en funcinde factores muy variados, entre los que a primera vista destacan algunos como el valor econmicodel mineral o minerales extrados, su concentracin o ley, el volumen de las reservas, la mayor omenos proximidad de puntos de consumo, la evolucin previsible del mercado, etc., factores algunosfcilmente identificables, mientras que otros son casi imposibles de conocer de antemano.

Esta conjuncin de factores geolgicos y econmicos hace que el estudio de los yacimientosminerales sea una cuestin compleja y problemtica, en la que hay que conjugar la labor deespecialistas de distintos campos, ya que incluye desde las cuestiones que afectan a la prospeccin obsqueda de estas concentraciones, su evaluacin, el diseo y seguimiento de su explotacinminera, el estudio de la viabilidad econmica de la explotacin, el anlisis del mercado previsible paranuestro producto, hasta factores polticos (estabilidad econmica y social de un pas) o cuestionesmedioambientales, como la recuperacin de los espacios afectados por esta actividad.

El trmino de yacimiento mineral se he venido utilizando tradicionalmente para referirnos nicamentea los yacimientos de minerales metlicos, que se emplean para obtener una mena, de la que seextrae un metal. Es el caso, por ejemplo, del cinabrio, que se explota para la extraccin del mercurio.No obstante, el auge de las explotaciones de minerales y rocas industriales, y la similitud de los

procesos que dan origen a los yacimientos metlicos y de rocas y minerales industriales hacen queesta precisin no tenga ya sentido. De esta forma, en este temario se va a abordar de forma integralel estudio de ambos.

CONCEPTOS BSICOS

Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, hay una serie de conceptos que tienen una granimportancia, ya sea en los aspectos geolgicos-geoqumicos, o en los econmicos. Los msimportantes son los siguientes:

Mena: Es el mineral cuya explotacin presenta inters. En general, es un trmino que se refiere aminerales metlicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento qumico de inters (Cu de

la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, entre muchos ejemplos posibles). En este caso delos minerales metlicos, se requiere un tratamiento de la mena, que en general comprende dosetapas: el tratamiento mineralrgico y el metalrgico (ver ms abajo).

Ganga: Comprende a los minerales que acompaan a la mena, pero que no presentan inters mineroen el momento de la explotacin. Ejemplos frecuentes en minera metlica son el cuarzo y la calcita.Conviene resaltar que minerales considerados como ganga en determinados momentos se hantransformado en menas al conocerse alguna aplicacin nueva para los mismos.

Reservas: Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un grannmero de factores: ley media, ley de corte (ver ms abajo), y de las condiciones tcnicas,medioambientales y de mercado existentes en el momento de llevar a cabo la explotacin. Secomplementa con el concepto de Recurso, que es la cantidad total de mineral existente en la zona,incluyendo el que no podr ser explotado por su baja concentracin o ley. Ver ms detalles pulsando

Ley media: Es la concentracin que presenta el elemento qumico de inters minero en el yacimiento.Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t) (equivale a partes por milln,ppm) u onzas por tonelada (oz/t).

Ley de corteo cut-off: Es la concentracin mnima que debe tener un elemento en un yacimientopara ser explotable, es decir, la concentracin que hace posible pagar los costes de su extraccin,tratamiento y comercializacin. Es un factor que depende a su vez de otros factores, que pueden notener nada que ver con la naturaleza del yacimiento, como por ejemplo pueden ser su proximidad olejana a vas de transporte, avances tecnolgicos en la extraccin, etc.

Factor de concentracin: Es el grado de enriquecimiento que tiene que presentar un elemento conrespecto a su concentracin normal para que resulte explotable, es decir:


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Ley de corteFc = --------------------

Clark

As, por ejemplo, el oro se encuentra en las rocas de la corteza en una proporcin media o clarkde0.004 ppm, mientras que en los yacimientos de la cuenca de Witwatersrand (RSA) su ley de corte es

de 7 g/t (1.750 veces mayor). La figura muestra los factores de concentracin de una serie deelementos, y se aprecia como para elementos escasos este valor es mucho ms alto que para loselementos ms comunes, ms abundantes en el conjunto de la corteza.

Todo uno: Mezcla de ganga y mena que extrae de la mina o cantera, con un contenido o leydeterminado, que hay que saber previamente (investigacin de pre-explotacin) y confirmar tras laexplotacin.

Todo uno marginal: Aquel producto de la explotacin que tiene contenidos ligeramente por debajode la ley de corte, y que no se suele acumular conjuntamente con el estril, o bien para procesarmediante tratamientos de bajo coste, o en previsin de que los precios del producto suban y puedanaprovecharse como reservas.

Estril: Corresponde a las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades muy pordebajo de la ley de corte. No suele corresponder con la ganga, que como se indica antes, son losminerales acompaantes de la mena.

Subproductos(o by-products): Suelen ser minerales de inters econmico, pero que no son el objetoprincipal de la explotacin, si bien aumentan el valor econmico de la produccin: por ejemplo, el Cdo el Hg contenido en yacimientos de sulfuros con altos contenidos en esfalerita, o el manganesocontenido en los prfidos cuprferos.

Geometalurgia: Se refiere a la relacin existente entre el comportamiento metalrgico del mineralque es tratado en la planta de beneficio y las caractersticas geolgicas que afectan dichocomportamiento, tales como las especies mineralgicas presentes, la dureza, el grado de

fracturamiento, entre otros.

Explotacin minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales extraemos unmaterial natural terrestre del que podemos obtener un beneficio econmico: puede ser desde agua,hasta diamantes, por ejemplo. Se lleva a cabo mediante pozos (caso del agua o del petrleo, entreotros), en minas, subterrneas o a cielo abierto, o en canteras.

Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minera metlica, quepermiten obtener el elemento de inters a partir del todo-uno de mina o cantera. Implica o puedeimplicar una serie de procesos:

- Lavado o concentracin. Proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales se separan la

mena y la ganga. Pueden ser de carcter fsico: por ejemplo, separacin de la magnetita pormedio de electroimanes; o de carcter fsico-qumico: por ejemplo, flotacin de los sulfuros.- Metalurgia: Proceso o conjunto de procesos por el cual se extrae el metal correspondiente de

un mineral metlico. Puede ser por tostacin (caso de los sulfuros: HgS + calor + O 2 -> Hg +SO2) denominndose entonces pirometalurgia, o por va hmeda (CuCO3 + H2SO4 ->CuSO4(soluble); a su vez el CuSO4 se descompone electrolticamente: CuSO4 + en.el. -> Cu +SOx); este tipo se denomina hidrometalurgia; otra posibilidad es confiar este proceso a laaccin de bacterias, y se denomina entonces biometalurgia.

Otros procesos post-mineros: El producto minero, tal como sale de cantera o de la planta demineralurgia, si no es de carcter metlico, a menudo necesita otros tratamientos antes de seraprovechable: por ejemplo el petrleo necesita el refino; las rocas industriales necesitan corte ytratamientos superficiales de la superficie de corte; expansin trmica de perlita o vermiculita para

obtener ridos ligeros, calcinacin de la caliza para obtener cal (CaCO3 + calor -> CaO + CO2), entremuchos otros.


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ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES

El origen de los yacimientos minerales puede ser tan variado como lo son los procesos geolgicos, yprcticamente cualquier proceso geolgico puede dar origen a yacimientos minerales.

En un estudio ms restrictivo, hay que considerar dos grandes grupos de yacimientos:

1. Los de minerales, ya sean metlicos o industriales, que suelen tener su origen en fenmenoslocales que afectan a una roca o conjunto de stas,

2. Los de rocas industriales, que corresponden a reas concretas de esa roca que presentancaractersticas locales que favorecen su explotacin minera.

A grandes rasgos, los procesos geolgicos que dan origen a yacimientos minerales seran lossiguientes:

Procesos gneos:

Plutonismo: produce rocas industriales (los granitos en sentido amplio), y minerales

metlicos e industriales (los denominado yacimientos ortomagmticos, producto de laacumulacin de minerales en cmaras magmticas).

Volcanismo: produce rocas industriales (algunas variedades "granticas", ridos, puzolanas),y minerales metlicos (a menudo, en conjuncin con procesos sedimentarios: yacimientos detipo "sedex" o volcano-sedimentarios).

Procesos pegmatticos: pueden producir yacimientos de minerales metlicos (p.e.,casiterita) e industriales: micas, cuarzo...

Procesos neumatolticos e hidrotermales: suelen dar origen a yacimientos de mineralesmetlicos muy variados, y de algunos minerales de inters industrial.

Procesos exgenos o superficiales:

La erosin es el proceso por el cual las rocas de la superficie de la Tierra, en contacto con laatmsfera y la hidrosfera, se rompen en fragmentos y sufren transformaciones fsicas yqumicas, que dan origen a fragmentos o clastos, y a sales, fundamentalmente. Lastrasformaciones que implica la erosin pueden dar lugar a yacimientos, que reciben el nombrede yacimientos residuales.

El transporte de los clastos por las aguas y el viento, y de las sales por el agua, modifica lacomposicin qumica tanto del rea que sufre la erosin como del rea a la que van a pararestos productos. Adems, durante el propio transporte se producen procesos de cambiofsicos y qumicos, nuevas erosiones, depsito de parte de la carga transportada, etc.

La sedimentacin detrtica da origen a rocas como las areniscas, y a minerales quepodemos encontrar concentrados en stas, en los yacimientos denominados de tipo placer:oro, casiterita, gemas...

La sedimentacin qumica da origen a rocas de inters industrial, como las calizas, y aminerales industriales, como el yeso o las sales, fundamentalmente.

La sedimentacin orgnica origina las rocas y minerales energticos: carbn ehidrocarburos slidos (bitmenes, asfaltos), lquidos (petrleo) y gaseosos (gas natural).Tambin origina otras rocas y minerales de inters industrial, como las fosforitas, o lasdiatomitas, entre otras.

Como ya se ha mencionado, la sedimentacin asociada a los fenmenos volcnicosproduce yacimientos de minerales metlicos de gran importancia.


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Procesos metamrficos:

El metamorfismo da origen a rocas industriales importantes, como los mrmoles, o las serpentinitas,as como a minerales con aplicacin industrial, como el granate. No suele dar origen a yacimientosmetlicos, aunque en algunos casos produce en stos transformaciones muy importantes.

As pues, y a modo de conclusin, en cada caso han de darse unas determinadas condiciones quepermitan que se origine el yacimiento, como algo diferenciado del conjunto rocoso, en el que uno ovarios procesos geolgicos han actuado de forma diferencial con respecto al resto del rea, lo que hapermitido que se produzcan esas condiciones especiales que suponen la gnesis del yacimiento

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