C1 - Minerales W97-03 Indec2007 -...

Industrias I72.02

Minerales de Uso Industrial

72.02 Industrias I Minerales de Uso Industrial

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1 MINERALES DE USO INDUSTRIAL ....................................................................... 3

1.1 MINERALES ............................................................................................................... 31.2 CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES.......................................................................... 31.3 YACIMIENTOS O MINAS............................................................................................. 31.4 RECURSOS MINERALES ............................................................................................. 41.5 MINERALES METALÍFEROS........................................................................................ 5

1.5.1 Hierro ................................................................................................................ 51.5.2 Aluminio............................................................................................................. 51.5.3 Cobre ................................................................................................................. 61.5.4 Plomo y Cinc ..................................................................................................... 6

1.6 MINERALES UTILIZADOS PARA LA OBTENCIÓN DE METALES.................................... 61.7 ESTADÍSTICAS ........................................................................................................... 71.8 PROCESOS BÁSICOS PARA LA OBTENCIÓN DE METALES.......................................... 131.9 FABRICACIÓN DEL ACERO ....................................................................................... 14

Esquema de fabricación del acero................................................................................ 151.10 FABRICACIÓN DE CEMENTO PORTLAND .................................................................. 161.11 OBTENCIÓN DE ALUMINIO....................................................................................... 17

1.11.1 Proceso Bayer.................................................................................................. 171.12 OBTENCIÓN DE COBRE ............................................................................................ 191.13 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 21


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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 capasde la corteza terrestre y cuya explotación ofrece interés para su industrialización y/ocomercialización.Son sustancias que permiten la extracción de los metales, o que se utilizan directamente enla 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 procesostecnológicos (reducción de tamaño, calcificación, concentración, metalurgia, etc.) danlugar a la obtención de metales.Ejemplos: hematita, bauxita, galena, blenda, magnetita, calcopirita.

NO METALÍFEROS: son aquellos minerales de los cuales no se extraen metales yque 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 ydiversas 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 losque pueden extraerse uno o más minerales útiles enforma económica.Los yacimientos pueden estar a nivel del suelo o bajo lasuperficie. Según como se encuentre el yacimiento, sehará la explotación del mismo. En el primer caso, laexplotación se hará a “cielo abierto”. Ejemplos de estasconstituyen la extracción de Cloruro de Sodio (LaPampa, Río Negro), conchillas (Buenos Aires), etc.Cuando el yacimiento se encuentra bajo la superficie, laexplotación se hace en galerías. Como ejemplostenemos la explotación de los yacimientos de mineralde hierro en Sierra Grande y Zapla.El material que se extrae de la mina se denominaMENA. Esta consiste en una mezcla del mineral, arena,tosca y otras sustancias sin valor que en su conjunto sedenomina GANGA. En términos general se puedeexpresar:

MENA = MINERAL + GANGA


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En muy pocos casos podrá encontrarse un metal en perfecto estado de pureza. En generalel metal, contenido en el mineral, forma sustancias inorgánicas tales como óxidos, sulfuros,carbonatos, etc. Además, el mineral viene acompañado de ganga, por lo que para saber elcontenido metálico en una mena, se utiliza el concepto de Ley de la misma, la que sedetermina de la siguiente manera:

LEY DEL METAL = (PESO DEL METAL/PESO DE LA MENA) x 100

De manera análoga, la ley del mineral esta determinada por:

LEY DEL MINERAL = (PESO DEL MINERAL/PESO DE LA MENA) x 100

1.4 RECURSOS MINERALES

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

Recursos minerales = Reservas demostradas + Reservas inferidas + Mineral potencial

RESERVAS DEMONSTRADAS: son las que su volumen fue determinado mediantelabores mineras, tomas de muestras y están basadas en características y evidenciasgeológicas bien definidas. Los tonelajes de mineral y ley determinados tienen un errorde +/- 20%.

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

MINERAL POTENCIAL: es aquel cuya explotación (económica) requiere decondiciones más favorables que las existentes en la actualidad, así también como, unamayor exploración.

Dado el complejo proceso de investigación que requiere la determinación de los recursosminerales de una región, puede decirse que las cifras que se obtienen, no reflejansolamente una realidad, sino también el grado de conocimiento que se tiene de la región.Para estas determinaciones es necesario no sólo considerar la determinación de los factoresgeológicos, técnicos y económicos, sino también el grado de conocimiento 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.


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1.5 MINERALES METALÍFEROS

Desde el punto de vista químico, los metales son los elementos que ceden electronesfácilmente para dar cationes (iones positivos). Además dichos elementos tienen lassiguientes 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 obtenciónde los metales más importantes de la industria tales como: Hierro, Aluminio, Cobre, Plomoy Cinc.En el Cuadro Nº1 se resumen los principales minerales que se utilizan para la obtención delos metales citados, así también como la composición química de los mismos.

1.5.1 Hierro

El hierro es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre ya que seencuentra en una proporción media del 5,06%. Se encuentra en depósitos que estánconstituidos por los siguientes minerales: hematita, magnetita, limonita y sideritaLa ley de hierro de los depósitos es variable, pero oscila entre 20 y 60%. En la Argentina,la producción del mineral de hierro alcanzó, en el año 1995, 310.000 toneladas con una leymedia del 65%. Los yacimientos más productores fueron los que se localizan en Río Negro(Sierra Grande) y en Jujuy (9 de Octubre y Puesto Viejo). No obstante, los requerimientosde la industria nacional hicieron importar minerales de hierro y concentrados por un totalde 1.000.000 de toneladasLas reservas demostradas e inferidas de mineral de hierro en la Argentina alcanzaban, en ladécada 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 unaley media del 40%, mientras que el de Sierra Grande tiene hematita con una ley media del54%, pero tiene un inconveniente, el alto contenido de fósforo (1,4 %), lo que impide suutilización masiva en la siderurgia, ya que debe necesariamente mezclarse con otros debajo tenor, sin embargo la ganga que tiene fósforo es utilizable para la elaboración defertilizantes fosfatados.En el Cuadro Nº2 se detallan los valores e producción y recursos de este mineral en losdistintos continentes.

1.5.2 Aluminio

El Aluminio es más abundante que el hierro en la naturaleza, se encuentra en unaproporción del 8,07% en la corteza terrestre. Se encuentra en depósitos formando diversoscompuestos, pero el único mineral del que se extrae, hasta el presente, en formaeconómica, es la bauxita (Al2O3 .3H2O)El contenido de alúmina (Al2O3) de las bauxitas utilizadas para la obtención de aluminioes del orden del 50 al 60% no obstante hay una tendencia a utilizar bauxitas de menorcontenido y pronto se utilizarán algunas de contenido del orden 35%.El país no cuenta con bauxita solamente posee Alunita en Camarones (Chubut) y tierraslatéricas en Misiones, pero por su bajo contenido de Alúmina no sirven, en la actualidad,como minerales para la obtención del metal.En el Cuadro Nº2 se detallan los valores de producción de acero.


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1.5.3 Cobre

El Cobre es un metal que se encuentra en baja proporción en la corteza terrestre (menor al0.05%). Los minerales principales que se utilizan para la obtención del metal son lacalcopirita, calcocita, bornita, cuprita, azurita y malaquita. La ley de cobre de estosminerales es menor al 5 % y con frecuencia están en el orden del 3%Nuestro país es un débil productor de cobre, en el año 1995 se produjeron 10.521toneladas, con ley media de 3.1%. Las zonas más productoras se localizan en Mendoza yLa Rioja, no obstante existen yacimientos a lo largo de la cordillera desde Jujuy hastaChubut.En América Latina (Chile y Perú) se ubican las reservas más importantes del mundo deeste mineral. La producción de cobre, en 1995, en todo el mundo alcanzó los 9,9 millonesde toneladas de Cobre. En el Cuadro Nº4 se detallan los valores correspondientes areservas y producción.

1.5.4 Plomo y Cinc

Estos minerales generalmente se presentan en el mismo yacimiento, y también suelenaparecer juntos a otros minerales tales como Oro, Plata, Cobre, Antimonio, Bismuto yCadmio.Los yacimientos más importantes de la Argentina se localizan en Jujuy. Las reservas deeste yacimiento alcanzarían los 9 millones de toneladas con una ley de 11% en Pb y del16% de Zn, con un contenido de Ag de 280 gr. por tonelada de mineral. Existen tambiényacimientos en Mendoza (Paramillo de Uspallata) y en Río Negro (Gonzalito). Laproducción alcanzó en el año 1995, en nuestro país, las 11.000 toneladas de materialconcentrado de Pb; y 32.100 toneladas de mineral de Zn. En cuanto a la producciónmundial, las mismas alcanzaron a 2,7 millones de toneladas de plomo y 7,5 millones detoneladas de Cinc (Cuadros Nº 5 y 6).Los minerales de Plomo más importantes son la Galena (SPb), Anglesita (SO4Pb) yCerusita (CO3Pb). Los más importantes del Zinc son la Blenda (SZn) y Smithsonita(CO3Zn)

1.6 MINERALES UTILIZADOS PARA LA OBTENCIÓN DE METALES

Cuadro Nº 1

Metal Mineral Formula QuímicaHierro Hematita Fe2O3

Magnetita Fe3O4

Limonita 2Fe2O3 3H2OSiderita CO3 Fe

Aluminio Bauxita Al2O3 3H2OCobre Calcopirita CuFeS2

Calcocita Cu2SBornita Cu3FeS4

Cuprita Cu2OMalaquita CuCO3Cu(OH)2

Azurita 2CuCO3Cu(OH)2

Plomo Galena SPbAnglesita SO4PbCerusita CO3Pb

Cinc Blenda SZnSmithsonita CO3Zn


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1.7 ESTADÍSTICAS

Cuadro Nº2 - Producción mundial de acero en millones de toneladas en el 2008

Fuente:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel/index.html#myb

Cuadro Nº3 - Producción de aluminio(bauxita) en miles de toneladas en el 2008

Fuente:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminum/index.html#myb

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel/index.html#myb

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminum/index.html#myb


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Cuadro Nº4 – Producción mundial de mineral de cobre en miles de toneladas en el año

2007

Fuente:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/copper/index.html#myb

www.indec.com.ar

Cuadro Nº5 - Producción mundial de plomo en miles de toneladas en el año 2007

Fuentes:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lead/index.html#myb

Cuadro Nº6 - Producción y reservas mundiales de cinc en miles de toneladas

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/copper/index.html#myb

http://www.indec.com.ar/

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lead/index.html#myb


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Fuentes:http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zinc/index.html#myb

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zinc/index.html#myb


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Producción de minerales en yacimientos. Total del país. Año 2007

Nombre del mineral Producción enyacimientos

Toneladas

Total 112.473.385,7

Minerales metalíferos

Magnetita en bruto 122.429,0

Minerales de manganeso con oro y plata en bruto 204.510,0

Mineral de cobre con oro y plata en bruto 25.661.096,0

Minerales de oro en bruto 6.000,0

Minerales de oro y plata en bruto 35.541.485,4

Minerales de plomo, plata y cinc en bruto 686.927,0

Subtotal 62.222.447,4

Rocas de aplicación

Mármol en bruto o desbastado 5.667,0

Marmol en Bloques 256,0

Mármol Travertino en bruto o desbastado 14.390,0

Mármol Travertino, en bloques 508,0

Mármol Travertino, en bochones 520,0

Mármol Travertino, en escallas 850,0

Mármol Ónix en bruto o desbastado 236,0

Granitoides en bruto o desbastado 27.712,3

Granitoides en bloques 11.158,5

Areniscas, en bruto o desbastadas 440,5

Piedra laja en bruto 5.117,6

Serpentinita en bruto 163.517,5

Pórfido en bruto 287.173,3

Yeso natural en bruto o desbastado 1.285.552,1

Piedra caliza, en bruto 21.861.567,0

Conchilla en bruto 482.210,0

Dolomita, en bruto 941.154,1

Arena silícea en bruto 214.603,7

Rocas para Triturados Pétreos (incluye Basalto, Granito y Caliza) 16.568.271,9

Caolín en bruto 213.825,0

Bentonita en bruto 521.964,8

Otras arcillas en bruto 1.966.531,2

Subtotal 44.573.226,5

Minerales no metalíferos

Sal común de salina en bruto 2.152.751,8

Agata en bruto o desbastada 25,8

Cristal de roca en bruto o desbastado 61,9

Rodocrosita en bruto o desbastada 10,0

Cuarzo Amatista en bruto o desbastado 5,3

Piedras preciosas y semipreciosas ncp, en bruto 5,5

Cuarzo de pegmatitas o filones en bruto 10.998,8

Feldespato Potásico Molido (Microclino, Ortosa) beneficiado 300,0

Feldespato Sódico Molido (albita) en bruto 25.638,5

Diatomita en bruto 12.894,0

Baritina (incluye uso petrolero) en bruto 14.538,9

Fluorita en bruto 500,0

Talco en bruto (incluye esteatita y "piedra sapo") 49.130,0


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Puzzolana en bruto 32.200,0

Toba en bruto 31.521,9

Carbonato de litio natural, en bruto 17.705,0

Calcita en bruto 45.554,6

Boracita e hidroboracita en bruto 44.695,3

Colemanita en bruto 37.014,2

Tinkal en bruto 146.319,5

Ulexita en bruto 386.825,0

Otros boratos naturales en bruto 84.513,5

Celestina en bruto (Sulfato de Sr) 1.547,3

Tosca en bruto 2.529.112,8

Perlita en bruto 33.956,2

Turba en bruto 19.886,0

Subtotal 5.677.711,8

Fuente: INDEC. Encuesta Nacional Minera 2007.

Valor de la producción a precio de productor por mineral en yacimientos.

Total del país. Año 2007

Nombre del mineralValor de la producción en

yacimiento

$

Total 2.839.561.129,7

Minerales Metalíferos

Magnetita en bruto 3.305.583,0

Minerales de manganeso con oro y plata en bruto 11.043.540,0

Mineral de cobre con oro y plata en bruto 515.788.029,6

Minerales de oro en bruto 108.600,0

Minerales de oro y plata en bruto 1.284.995.290,3

Minerales de plomo, plata y cinc en bruto 55.641.087,0

Subtotal 1.870.882.129,9

Rocas de Aplicación

Mármol en bruto o desbastado 437.940,8

Marmol en Bloques 394.040,5

Mármol Travertino en bruto o desbastado 1.911.400,0

Mármol Travertino, en bloques 21.690,0

Mármol Travertino, en bochones 8.320,0

Mármol Travertino, en escallas 12.750,0

Mármol Ónix en bruto o desbastado 206.800,0

Granitoides en bruto o desbastado 6.804.173,9

Granitoides en bloques 5.098.150,5

Areniscas, en bruto o desbastadas 46.693,0

Piedra laja en bruto 732.882,5

Serpentinita en bruto 1.688.287,5

Pórfido en bruto 40.932.121,0

Yeso natural en bruto o desbastado 43.221.937,4

Piedra caliza, en bruto 81.377.594,2


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Conchilla en bruto 19.172.005,6

Dolomita, en bruto 14.277.596,1

Arena silícea en bruto 3.817.715,3

Rocas para Triturados Pétreos (incluye Basalto, Granito y Caliza) 218.129.512,3

Caolín en bruto 3.031.699,0

Bentonita en bruto 37.524.760,7

Otras arcillas en bruto 48.969.830,2

Subtotal 527.817.900,5

Minerales No Metalíferos

Sal común de salina en bruto 35.248.420,4

Agata en bruto o desbastada 116.890,0

Cristal de roca en bruto o desbastado 209.610,0

Rodocrosita en bruto o desbastada 200.000,0

Cuarzo Amatista en bruto o desbastado 253.750,0

Piedras preciosas y semipreciosas ncp, en bruto 47.870,0

Cuarzo de pegmatitas o filones en bruto 428.959,4

Feldespato Potásico Molido (Microclino, Ortosa) beneficiado 28.500,0

Feldespato Sódico Molido (albita) en bruto 2.127.995,7

Diatomita en bruto 311.701,0

Baritina (incluye uso petrolero) en bruto 2.531.436,8

Fluorita en bruto 75.000,0

Talco en bruto (incluye esteatita y "piedra sapo") 3.608.150,0

Puzzolana en bruto 76.000,0

Toba en bruto 31.521,9

Carbonato de litio natural, en bruto 246.099.500,0

Calcita en bruto 1.823.038,4

Boracita e hidroboracita en bruto 973.002,5

Colemanita en bruto 747.922,2

Tinkal en bruto 11.633.189,4

Ulexita en bruto 53.326.078,7

Otros boratos naturales en bruto 44.257.366,4

Celestina en bruto (Sulfato de Sr) 204.587,6

Tosca en bruto 13.242.259,6

Perlita en bruto 22.202.952,0

Turba en bruto 1.055.397,3

Subtotal 440.861.099,3

Fuente: INDEC. Encuesta Nacional Minera 2007.


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1.8 PROCESOS BÁSICOS PARA LA OBTENCIÓN DE METALES

Existen cuatro procesos básicos para la transformación de minerales y la obtención demetales. Estos procesos se denominan calcinación, tostación, oxidación y reducción, y, enla industria se realizan en hornos de distintos tipos.

Calcinación: es una reacción química en la cual, por efectos del calor que se lesuministra a una sustancia se produce la ruptura de la molécula generando dos o mássustancias distintas. Ejemplos:

Obtención de cal:

CO3Ca OCa + CO2 ( )

Carbonato cal Anhídridode calcio carbónico

Eliminación del agua de cristalización (Obtención de Al):

Al2O3.3H2O (bauxita) Al2O3 + 3H2O ( )

Magnetización del mineral de hierro:

3 Fe2O3 (hematita) 2 Fe3O4 (magnetita) + ½ O2 ( )


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Tostación: es una reacción química, en la cual se calienta una sustancia en presenciade oxígeno. Generalmente se usa para la eliminación del azufre de los sulfuros.

SPb + 3/2 O2 PbO + SO2

Sulfuro Oxígeno Oxido Anhídridode plomo de plomo Sulfuroso

El método es muy utilizado en la obtención del cobre.

Reducción: es una reacción en la cual un elemento gana electrones de otro que loscede. Se reducen óxidos para la obtención de metales, por ejemplo la reducciónquímica permite obtener hierro, y la reducción electrolítica la obtención de aluminio.

2 FeO + C 2 Fe + CO2 ( ) (Obt. Hierro)Óxido Carbono Hierro AnhídridoFerroso Carbónico

2 Al2O3 + 3 C 4 Al + 3 CO2 ( ) (Obt. Aluminio)Óxido Carbono Aluminio Anhídridode Al carbónico

Oxidación: es una reacción química en la cual un elemento cede electrones a otro.Generalmente se denomina oxidación a la reacción entre un elemento y el oxigeno para darlugar a un óxido (Se pueden usar otros agentes oxidantes).

C + O2 CO2 ( )Carbono Oxígeno Anhídrido

Carbónico

Mediante la oxidación, a partir de productos intermedios se pueden eliminar elementos nodeseables.

Por ejemplo: Obtención de acero (a partir de arrabio liquido, Fe 93,5%, C 4% y otros, porinyección de O2 se obtiene acero, Fe 99,7% C 0,08% y otros).

1.9 FABRICACIÓN DEL ACERO

El mineral de hierro ingresa al Alto Horno, el cual es cargado, además, con coque yfundente (sustancia que con la ganga forma la escoria).En el Alto Horno, el óxido de hierro (del mineral) se reduce por el carbono (del coque)para dar hierro metálico fundido (arrabio, que contiene de un 3 a un 5 % de carbono) yreacciona el fundente con la ganga (del mineral) para dar escoria. Se produce, porconsiguiente una reacción de REDUCCIÓN.El arrabio que sale del Alto Horno se carga en un Convertidor, en el cual reaccionará elcarbono contenido en el arrabio con el oxígeno para formar anhídrido carbónico ydisminuir el tenor de carbono produciéndose acero. En esta etapa se producirá, por lo tanto,un proceso de OXIDACIÓN.


REDUCCIÓN (ALTOHORNO)

2 Fe2O3 + 3 C = 4 Fe + 3 CO2

1.9.1 Esquema de fabricación del acero

Coque

Mena (FeO, Fe2O3, Fe3O4)

Fundente (caliza)

Fe: 97-95%C: 3-5%

Chatarra

Fundente (cal,caliza,dolomita)

COQUERÍA

OXIDACIÓN(CONVERTIDORES LD)

Arrabio (Fe+C) + 1/2 O2 = Fe + CO

ArrabioLíquido

ACERO

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Oxigeno (O2)


1.10 FABRICACIÓN DE CEMENTO PORTLAND

La piedra caliza (CO3Ca) y la arcilla (SiO2.Al2O3.Fe2O3) se someten a un proceso dereducción de tamaño, trituración (primaria y secundaria) y molienda. Esto permite ladosificación adecuada. Posteriormente ingresa a un horno rotativo, donde se produceprimero la CALCINACIÓN de la piedra caliza, y posteriormente la reacción de la cal(CaO) con los óxidos que componen la arcilla (SiO2, Al2O3 y Fe2O3). Este proceso sellama clinkerización, obteniéndose el clinkerEl clinker producido es molido con una pequeña proporción de yeso (2%), produciéndoseel cemento Portland. El producto final se almacena en un silo, el cual alimenta laembolsadora o la tolva para la venta a granel.

Piedra caliza (CaCO3)

Arcilla (SiO2.Al2O3.Fe2O3)

Trituración Molienda (crudo) Dosificación yhomogenización

Molienda

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Clinker(cemento)

CEMENTOPORTLAND

SiO2.2CaOSiO2.3CaO

Al2O3.3CaOAl2O3.Fe2O3.4CaO

1) Calcinación (CO3Ca = CaO + CO2)2) Clinkerización

Horno rotativoYeso (SO4Ca 2H2O ) 2%


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1.11 OBTENCIÓN DE ALUMINIO

La bauxita acompañada de impurezas, es sometida a un proceso de digestión, mediante elagregado de hidróxido de sodio (NaOH), en el cual produce aluminato de sodio. Esteproducto, que se encuentra mezclado con las impurezas es sometido a un proceso defiltración, quedando como residuos las impurezas, y pasando como filtrado la solución dealuminato de sodio. Posteriormente se trata esta solución con agua haciendo precipitar eloxido de aluminio hidrato (Al2O3.3H2O) (Bauxita pura).Este oxido hidratado es CALCINADO, produciendo la alúmina pura (Al2O3), la cual essometida a un proceso de electrólisis para dar lugar al aluminio fundido

1.11.1 Proceso Bayer

El único mineral de aluminio procesable por el método Bayer es la bauxita, constituida poróxidos mono y trihidratados, solubles en álcali, cuyas impurezas normales son sílice, óxidode hierro y óxido de titanio.La sílice esta como silicato de aluminio (caolin, caolinita), atacable por soda cáustica, ycuarzo, no atacado, en forma muy lenta. La sílice “reactiva” eleva el costo del proceso porel consumo de soda cáustica y la pérdida de aluminio

El proceso se puede subdividir en 6 etapas

1) PREPARACION DE MATERIAS PRIMAS: consiste en el transporte,clasificación y molienda. La dosificación consiste en el agregado de la sodacáustica necesaria para la reacción más el exceso conveniente para la solubilizaciónde los óxidos. Las bauxitas trihidratadas (gibsita) son más fácilmente atacables,requiriendo menos concentración que las monohidratas (diásporo)La molienda se hace generalmente a malla 200 o diámetro 0,1 mm, tamañoadecuado a un ataque rápido completo y rápido

2) DIGESTION: consiste en someter al mineral y soda cáustica a temperatura ypresión a fin de solubilizar la alúmina. Bauxitas trihidradatas requieren menostemperatura y presiónCon mayor temperatura, presión y concentración alcalina, se solubiliza más sílice,que precipita al final como silicato de alúmina sódico, con la consiguiente perdidade aluminio y soda cáustica.

3) CLARIFICACION: es esta etapa se separa el aluminato de sodio en dilución delas impurezas insolubles ¨lodos rojos¨. Los sedimentadores separan la parte másgruesa y se termina de clarificar la solución con filtros. Ambos residuos se lavanpara recuperar aluminio antes de descartarlos (de la planta de aluminio)

4) PRECIPITACION: se enfría la solución y se siembra con cristales de alúminatrihidratada de una operación anterior. El aluminato de sodio se descomponeregenerando soda cáustica y precipitando cristales de alúmina trihidratada. Loscristales chicos recientemente formados son reinyectados para la siembra y loscristales más gruesos son lavados y enviados a calcinación.

5) EVAPORACION: de soda cáustica de regeneración y de lavado para surecirculación. Así la única soda cáustica que se pierde es la que humedece los lodosrojos y los cristales de alúmina hidratada, más lo consumido por la sílice reactiva.El lavado podría hacerse hasta la recuperación total de álcali pero se hace hasta elpunto que no resulta antieconómica


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6) CALCINACION: los cristales se calcinan en horno giratorio a 800-1000ºC. Serecuperan granos finos arrastrados por tiraje de gases de salida.Para la economía general de la planta es fundamental la recuperación de calor y ladeterminación del correcto lavado compatible con la pureza del producto final y larecuperación de reactivos por evaporación de agua de dilución.

BAUXITA(más impurezas)

Digestión

Precipitación

Al2O3. H2O

Na2(OH) (conc.)

Filtración

Aluminato deSodio (másimpurezas)

Residuo (Impurezas)

Solución deAluminato deSodio (Puro)

Agua (H2O)

Calcinación Al2O3. H2O Al2O3 + H2O

Alumina (Al2O3)

Proceso Electrolítico

ALUMINIO


19

1.12 OBTENCIÓN DE COBRE

La extracción del mineral se realiza generalmente por voladura en las minas a tajo abierto,la ley del mineral es de 0,5% al 1%. El mineral extraído es generalmente calcopirita de Cu,Fe y S y de otros minerales sulfurados.La primera etapa es la molienda y luego se separa la ganga por flotación. La operación deconcentración del mineral se produce entonces por el método de flotación por espumas. Serealiza la separación de la ganga del mineral, y se obtiene un concentrado del mineral conuna ley que se encuentra entre un 25 al 30% en Cu.Para obtener entonces cobre refinado se neutraliza el azufre por TOSTACIÓN, y luego seconcentra con aire que tiene oxigeno en exceso.Luego de esto se obtiene la Mata, con un 60 - 70% de Cu a través de un proceso de lechofluidizado.Se separa el hierro del cobre por TOSTACIÓN y se obtienen luego cobre al 99%.Se funde luego el cobre en forma de placas a una temperatura aproximada de 1150 oC queserán utilizadas como ánodos de cobre en bruto en una electrolisis. Este se realiza con unelectrolito de CuSO4 – H2SO4, y cátodos de Cu electrolito, a baja tensión. El ánodo se irádisolviendo, y se depositará Cu electrolítico en los cátodos.El proceso para un ánodo de espesor de 4 a 5 cm dura aproximadamente 20 días. Los restosde los ánodos quedan como chatarra para ser usados nuevamente en el proceso.Luego del proceso electrolítico, del lodo depositado en el fondo de las cubas se extraenotros metales como plata y oro. Los gases producidos en la operación anterior se enfríangenerando vapor que luego se transforma en energía. La pureza del cobre obtenido es del99,5%.


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Mena (2% Cu)

Trituración y Molienda

Concentración por el método de flotaciónpor espumas.

Concentrado de Cu (25 – 30% Cu)

TostaciónSCu + 3/2 O2 CuO + SO2

Óxido de Cu (CuO)

Proceso por lecho fluidizado

Proceso electrolítico

COBRE ELECTROLITICO (99,5% Cu)

Tostacion para separar el Fe del Cu.

Cobre (Cu 99%)

Se funde el Cu y se forman placas

Mata de Cu (60 – 70% Cu)


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1.13 BIBLIOGRAFÍA

“Los Recursos Minerales de America Latina” – Amilcar Herrera – Eudeba “Estadística Minera de la República Argentina. Año 1994” – Dirección Nacional de

Economía Minera “Mineral YearBook Vol. II y III - 1995” “La Argentina - Estructura Humana y Económica – 12da Edición” – Isidro J. F.

Carlevari – Ediciones Macchi

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