Contenido. Minerales

(1)

1

Contenido

• Minerales



metales

• Mena, ganga, ley mineral

• Tipo de minerales

• Estructura de los materiales

• Tipo de enlaces: iónico, covalente,

metálico, van der Waals, hidrógeno

Minerales

• Minerales



sustancia de origen natural con un

rango de composición química característica

(Chang, 2000)



de aquí se obtienen el metal

• Mena



depósito mineral cuya concentración es

adecuada económicamente para extraer un

dado metal (Chang, 2000)

• Ganga



mena - minerales, casi siempre

(2)

3

Minerales

• Ley media

: Es la concentración que presenta el

elemento químico de interés minero en el yacimiento. Se

expresa como tantos por ciento, o como gramos por

tonelada (g/t)

• Ley de corte

o

cut-off

: Es la concentración mínima que

debe tener un elemento en un yacimiento para ser

explotable, es la concentración que hace posible pagar

los costos de su extracción, tratamiento y

comercialización. Es un factor que depende a su vez de

otros factores, ejemplo puede ser su proximidad o

lejanía a vías de transporte, avances tecnológicos en la

extracción, etc.

Minerales

Tipo Mineral

Metales sin combinar Ag, Au, Bi, Cu, Pd, Pt

Carbonatos BaCO3(whiterita), CaCO3(caliza), MgCO3 (magnesita), CaCO3. MgCO3(dolomita), LiCO3 Halogenuros CaF2(fluorita), NaCl (halita), NaCl, PCl, LiCl Óxidos Al2O3. H2O (bauxita), Al2O3(corindon), Fe2O3

(3)

5

Minerales en Argentina

• Agua Rica, Catamarca



Au y Cu

• Bajo la Alumbrera, Catamarca



Cu, Au,

Mo, Ag

• Cerro Vanguardia, Santa Cruz



Au, Ag

• Pascua Lama, San Juan



Au, Ag

• Río Colorado, Mendoza



K

• Sierra Grande, Chubut



Fe

• Salar del Hombre Muerto, Salta



Li

Tecnología minera

• Extracción

• Trituración

• Separación

• Transporte

• Metalurgia

– Reducción

(4)

7

Tecnología minera

• Extracción

– A cielo abierto

– Por túneles

Tecnología minera

• Trituración

(5)

9

Tecnología minera

• Trituración

Tecnología minera

(6)

11

Tecnología minera

• Separación

– zarandas

Tecnología minera

• Separación

– magnética

(7)

13

Tecnología minera

• Transporte

– Camiones

– Cañerías



mineraloducto

Mineral



Metal

CO, CO2 3Fe2O3(s)+ CO(g)2F3O4(s)+ CO2(g) Fe3O4(s)+ CO(g)3FeO(s)+ CO2(g) FeO(s)+ CO(g)Fe(l)+ CO2(g)

(8)

15

Estructura

• Las propiedades de las sustancias dependen en gran

del tipo de enlace que los une y, en el caso de los

sólidos, de la disposición de sus átomos en el espacio

• Los metales, generalmente, son sólidos cristalinos con

propiedades típicas debidas al ordenamiento de sus

átomos

• Para el estudio de la metalurgia es indispensable

conocer la estructura intima del cristal metálico y el

enlace típico que aparece entre sus átomos, para

deducir luego las propiedades de un dado metal

Estructura

• Enlace iónico

• Enlace covalente

• Enlace metálico

• Fuerzas de van der Waals

• Puente de hidrógeno

(9)

17

Enlace iónico

• Enlace iónico



es la fuerza electrostática

que mantiene unidos a los iones en un

compuestos iónico

– Anión



ión negativa



halógenos y O

– Catión



ión positivo



1A y 2A

• Ejemplo



LiCl



Li

+

_{+ Cl}

-CaO



Ca

2+

_{+ O}

2-Li

2 O



2Li

+

+ O

2-Enlace iónico

(10)

19

Nomenclatura de Pearson

http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/databases/Red_Book_2005.pdf

Enlace covalente

• Enlace covalente



es el enlace en el

cual dos electrones son compartidos por

dos átomos

• Ejemplos:

(11)

21

Iónico vs Covalente

Propiedad NaCl CO2 HO2

Aspecto sólido blanco gas incoloro líquido

incoloro

Punto de fusión 801 -78 0

Calor de fusión (kJ/mol) 30,2 9 6,2

Punto de ebullición (°C) 1413 -57 100

Calor de vaporización (kJ/mol) 600 --- 40,6

Densidad (g/cm3₎ _2,17 _0,001842 ₁

Solubilidad en agua (g/L) 370 3,4

---Conductividad eléctrica

sólido pobre pobre pobre

líquido buena pobre pobre

Enlace metálico

• Átomos con

e

-

_{valencia = 1, 2, 3}

• Los átomos tienden a

desprender estos

electrones

y los

iones positivos

que quedan

se disponen en una estructura geométrica

ordenada y simétrica, denominada

estructura

cristalina

• Con retículos cristalinos simples y regulares se

alcanzan valores muy bajos de energía interna

del sistema, o sea un

estado de equilibrio

(12)

23

Enlace metálico

• Átomos con

e

-

_{valencia = 1, 2, 3}

– Li, Na, K, Rb, Cs 1 – Be, Mg, Ca, Sr, Ba 2 – Sc, Y, La 1 – Ti, Zr, Hf 2 – V, Nb, Ta 3, 2 – Cr, Mo, W 1 y 2 – Mn, Tc, Re 2 – Fe, Ru, Os 2 y 1 – Co, Rh, Ir 2 y 1 – Ni, Pd, Pt 2 y 1 – Cu, Ag, Au 1 – Zn, Cd, Hg 2

– (B), Al, Ga, In, Tl 1

– Sn, Pb 4 (5,6s2_5,6p2₎

Enlace metálico

• Electrones



deslocalizados



gran fuerza de cohesión



resistencia

mecánica alta

(13)

25

Enlace metálico

Sistema Cúbico Tipo de Red:

centrado en las caras centrado en el cuerpo Sistema Hexagonal

van der Waals

• Fuerza de 2do orden

– más débil que iónico, covalente y metálico

– entre átomos y moléculas

– origen electroestático

– evidente en los gases nobles y en moléculas

de compuestos covalentes

(14)

27

Puente de hidrógeno

• Es un tipo especial de los enlaces de van

der Waals

• H―F, H―O, H―N



HF, H

2 O y NH

3 • El dipolo se forma por el H

+

_

(15)

Preguntas

1. Defina: mineral, mena y ganga.

2. ¿Qué se entiende por ley de corte de un yacimiento?

3. ¿Cuáles son las etapas típicas del procesado de un mineral?

4. ¿Cuál es el elemento metálico más abundante en la corteza

terrestre? ¿Cuál es su mineral asociado?

5. ¿Qué metales pueden encontrarse en estado metálico?

6. ¿Qué significa reducir un elemento químico?

7. Describa los enlaces iónico, covalente y metálico.

8. Describa la unión puente de hidrogeno. De ejemplos de sistemas

donde esta unión es importante.

9. ¿Cuántos sistemas cristalinos existen? ¿Cuántas redes de

Bravais?

10. Realice un esquema de las celdas unitarias de las redes P, F e I del sistema cúbico.