Lateritas y Bauxitas
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Depósitos Depósitos residuales residuales
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Depósitos residualesDepósitos residuales
Tipos de yacimientos residuales
• Los yacimientos económicos de tipo residual pueden ser de: hierro, manganeso, bauxita, arcillas, niquel, fosfatos, kianita, baritina, y otras sustancias menos comunes.
• Los procesos básicos de interperismo y acumulación se aplica a todos ellos, sin embargo la diferencia radica en la fuente de materiales, cambios químicos y otros detalles de formación difieren considerablemente para cada sustancia.
• Una meteorización intensa y prolongada en el tiempo lleva a la lixiviación de elementos mayores de minerales silicatos (Ca, Na, Si, Mg, Mn, etc.) y a una concentración de elementos poco moviles como Fe y Al en rocas ricas en estos elementos.
Requerimientos esenciales para la Requerimientos esenciales para la formación de un depósito residualformación de un depósito residual
•El mineral de importancia económica se genera por procesos de interperismo el cual es estable y se acumula (feldespatos y sienita = bauxita), el material no económico es removido.
•Las sustancias no deseadas deben ser solubles y las valiosas insolubles, bajo condiciones superficiales imperantes.
ProtolitoProtolito
• Existencia de roca o veta que presente altos contenidos de material valiosos susceptible de concentrarse bajo condiciones de interperismo apropiadas.
El climaEl clima
• Estos depósitos ocurren en zonas actuales o paleozonas tropicales o subtropical en un clima asociado con grandes y prolongadas estaciones lluviosas y ambiente oxidante que favorecen la desintegración química.
• Las temperaturas sobre los 20C, favorecen los procesos químicos por los cuales el SiO2 pasa a solución y el Fe2O3 y Al2O3 queda como residuo.
• La abundante precipitación genera la destrucción y solución de los silicatos bajo condiciones especificas de Eh y pH.
• La alumina es insoluble en pH 4 a 9, pero soluble en pH menor a 4, con una moderada solubilidad de SiO2 bajo un pH 10.
• pH cercano a 3 y un bajo Eh, necesarios para garantizar el transporte del Fe con un enriquecimiento residual en alumina.
El pHEl pH
El relieveEl relieve• Topografía plana y estable en el tiempo (superficie de
peneplanización).
• Zonas en donde la superficie de erosión son con pendientes suaves y ondulosas permiten un anfiltración continua y lenta del agua de lluvias y un nivel freático estacional alto.
• El relieve debe presentar una pendiente suave o los minerales deseados serán lavados con facilidad, sin embargo las condiciones superficiales deberán ser tales que permitan la remoción de materiales estériles disueltos.
• Estos yacimientos ocurren normalmente en zonas cratónicas, relacionados a la meteorización prolongada de rocas sub superficiales.
• Estabilidad tectónica prolongada y continua en el tiempo, es esencial para que los residuos se acumulen en cantidades importantes y el depósito no sea destruido por erosión.
• Preservación: erosión mecánica nula
Ambiente tectónicoAmbiente tectónico
EdadEdad• La formación de las bauxitas aparentemente
requiere de largos períodos de tiempo, siendo la mayoría de los depósitos de edad cretácica y muchos son terciario inferior o medio.
• Más del 90 % de todas las Bauxitas conocidas se formaron en los últimos 60 millones de años.
• Los mayores depósitos de Bauxitas se formaron hace menos de 25 millones de años.
Depósitos minerales en suelos lateríticos
• Laterita: Suelo intensamente meteorizado del cual se han removido los minerales solubles. El suelo residual es rico en minerales de baja solubilidad tales como óxidos e hidróxidos de aluminio (bauxitas) y óxidos e hidróxidos de hierro (lateritas ferríferas). Estos suelos contiene poco o nada de arcillas y cuarzo.
• a) Lateritas ferríferas• b) Lateritas manganíferas• c) Lateritas niquelíferas• d) Lateritas ricas en aluminio (Bauxitas)
• Las lateritas corresponden a horizontes edáficos fuertemente enriquecidos en óxidos e hidróxidos de hierro, como consecuencia de la acumulación de estos componentes en respuesta a la meteorización química avanzada de una roca que ya previamente mostraba un cierto enriquecimiento en este componente.
• Están formadas mayoritariamente por hidróxidos y óxidos de hierro (goethita, lepidocrocita, hematites), a menudo acompañado de sílice o cuarzo, y de hidróxidos de aluminio y manganeso.
• En general estos minerales se disponen en agregados terrosos o crustiformes, formando capas de espesor muy variable, que puede llegar a la decena de metros.
• Se forman en zonas de relieve horizontal sobre rocas ricas en hierro, fundamentalmente sobre rocas ígneas básicas o ultrabásicas, ricas en minerales ferromagnesianos como el olivino o el piroxeno.
• La hidrólisis de estos minerales, a través de serpentina y clorita fundamentalmente, produce como productos finales óxidos/hidróxidos de hierro, sílice, y sales solubles de Mg y Ca (procedente de clinopiroxeno).
• Algunos de los componentes minoritarios de estos minerales (Ni, Cr, Co) pueden también concentrarse en la laterita, aumentando sus posibilidades mineras.
• De las lateritas se extrae fundamentalmente hierro, a menudo enriquecido, como hemos mencionado, en elementos metálicos refractarios.
• Algunos de los yacimientos de hierro más importantes del mundo son de este tipo, como los del estado de Minas Gerais, en Brasil.
Aluminio
• Es el tercer elemento más abundante en la naturaleza
• Ocurre mayoritariamente de manera combinada como silicato
• Su única mena corresponde a las bauxitas
Las Bauxitas
• Las bauxitas son muy similares a las lateritas, pero enriquecidas preferencialmente en hidróxidos de aluminio, debido a que se forman sobre rocas previamente enriquecidas en este elemento.
• Se explotan para la extracción metalúrgica del aluminio, del que son la única mena.
Bauxita• Es un hidrogel endurecido y parcialmente
cristalizado que corresponde a una mezcla de varios óxidos hidratados de aluminio con considerables variaciones en los contenidos de aluminio
• Para que una bauxita pueda ser mena de aluminio debe tener por lo menos 35% de Al2O3 y menos de 5% de SiO2, 6% de Fe2O3 y
3% de TiO2.
Origen• Se forman sobre rocas ricas en minerales
alumínicos, y en concreto, sobre rocas ígneas ácidas, ricas en feldespatos (granitos, sienitas), o sobre rocas sedimentarias arcillosas (lutitas) o sobre rocas metamórficas ricas en moscovita (esquistos, micasquistos).
• También pueden formarse sobre calizas, como consecuencia de la disolución de estas, que deja un residuo arcilloso (terra rossa) cuya meteorización a su vez puede dar lugar a la bauxita.
Mineralogía• Mezcla de varios óxidos hidratados de aluminio
con considerables variaciones en los contenidos de aluminio
• Constituido por proporciones variables de gibbsita (Al2O3·3H2O), boehmita (Al2O3·H2O), diaspora
(Al2O3·H2O).
• Gibbsita y boehmita son los minerales comunes en depósito superficiales. Durante la diagénesis, estos minerales recristalizan a diaspora.
• A menudo se acompañan de impurezas en la forma de óxidos de hierro y titanio (hematitas, rutilo) y minerales arcillosos, halloysita, nantronita y fundamentalmente caolinita.
• Al igual que en las lateritas, estos minerales se asocian en agregados terrosos y crustiformes, así como bandeados, brechoides, pisolíticos.
• Suelen presentar coloraciones claras, a menudo con tonalidades rojizas, debidas a la presencia de hidróxidos de hierro.
Relaciones Eh-pH en la formación Relaciones Eh-pH en la formación de bauxitas y lateritasde bauxitas y lateritas
Génesis de los hidróxidos de Génesis de los hidróxidos de aluminioaluminio
Relaciones entre hidróxidos de Relaciones entre hidróxidos de aluminioaluminio
Composición química
• Su composición química es variable y define su calidad industrial.
• En especial su relación Al2O3/SiO2 y su contenido en Fe2O3 permiten su clasificación detallada y comercial.
• Especial interés tiene el parámetro ALFA, cuya fórmula es la siguiente:
ALFA = [0.85 · (%SiO2 – (%Al2O3)]/%Al2O3
Parámetro Alfa• Este parámetro define aproximadamente el exceso
o déficit de alúmina de un material respecto a una caolinita, afectado por un signo negativo, y permite clasificar los materiales bauxíticos en las siguientes categorías:
• Bauxitas: ALFA entre –1 y –0.75 • Bauxitas arcillosas: ALFA entre –0,75 y –0.50 • Arcillas bauxíticas: ALFA entre –0,50 y –0.25 • Arcillas poco bauxíticas: ALFA entre –0,25 y 0.00 • Materiales arcillosos: ALFA entre 0.00 y 0.25 • Materiales detríticos: ALFA 0.25
Tipos de depósitos
• Depósitos tipo manto. Capas aproximadamente horizontales en o cerca de la superficie
• Depósitos interestratificados
• Bolsonadas
• Depósitos detríticos
Modo de ocurrencia
• Como pisolitas u oolitas
• Mena esponjosa manteniendo la textura original de la roca
• Mena arcillosa o amorfa
Explotación y usos
• Las Bauxitas se explotan de dos maneras:- Minería de rajo abierto (Open-pit)- Minería subterranea
• El 90% de las bauxitas explotadas en minería se usan para la producción de aluminio metálico
• El otro 10% se utiliza pra la fabricación de material refractario, abrasivos, compuestos químicos y cemento
Principales puntos de explotación
• Los principales yacimientos de bauxitas se localizan en:1) Australia2) El escudo de Guinea3) El escudo de Guyana (Surinam)4) El escudo brasileño
Depósitos Terra rossa• Representa un 14% de la producción y esta se
desarrollan en ambientes karsticos en rocas carbonáticas.
• Las menas son ricas en óxidos de hierro: 20% óxidos de hierro, 50% alumina, 5% sílice, minerales de Ti y otras impurezas y 25% agua.
• Tonelaje: varios cientos de millones de toneladas
Depósitos de bauxita laterítica
• Representa un 85% de la producción
• La mena generalemnte contiene menos de un 10 % de óxidos de hierro y varían entre 25 y 60% de alumina.
• Tonelaje: varios cientos a cientos de millones de toneladas.
Mecanismos de generación de depósitos residuales
• Acumulación de un mineral preexistente que no ha cambiado durante el proceso.
• Las lateritas y bauxitas corresponden a un tipo particular de suelo, desarrollado en condiciones específicas: en climas tropicales, con temperaturas medias altas, y con alta pluviosidad.
• Un carácter también necesario para el desarrollo de estos suelos peculiares es la topografía plana, por favorecer la permanencia del agua en el suelo, y retardar los procesos erosivos sobre el mismo.
