Industrias I Minerales de Uso Industrial

72.02

Minerales de Uso Industrial

1 MINERALES DE USO INDUSTRIAL

1.1 M

INERALES

... 3

1.2 C

LASIFICACIÓN DE LOS

M

INERALES

... 3

1.3 Y

ACIMIENTOS O

M

INAS

... 3

1.4 R

ECURSOS

M

INERALES

... 4

1.5 M

INERALES

M

ETALÍFEROS

... 5

1.5.1 Hierro ... 6

1.5.2 Aluminio ... 7

1.5.3 Cobre ... 8

1.5.4 Plomo y Cinc ... 10

1.6 P

ROCESOS

B

ÁSICOS PARA LA

O

BTENCIÓN DE

M

ETALES

... 11

1.7 F

ABRICACIÓN DEL

A

CERO

... 13

1.8 F

ABRICACIÓN DE

C

EMENTO

P

ORTLAND

... 155

1.9 O

BTENCIÓN DE

A

LUMINIO

... 167

1.10 O

BTENCIÓN DE

C

OBRE

... 199

1.11 C

OMERCIALIZACIÓN DE MINERALES METALÍFEROS

:

LOS

C

OMMODITIES

... 21

1.13 I

MPACTOS DE LA MINERÍA

... 23

1.12 B

IBLIOGRAFÍA

... 28

1 MINERALES DE USO INDUSTRIAL 1.1 M

INERALES

Los minerales son sustancias inorgánicas que se encuentran en la superficie o en las capas de la corteza terrestre y cuya explotación ofrece interés para su industrialización y/o comercialización.

Son sustancias que permiten la extracción de los metales, o que se utilizan directamente en la industria, construcciones u obras de ingeniería industrial.

1.2 C

LASIFICACIÓN DE LOS

M

INERALES

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 procesos tecnológicos (reducción de tamaño, clasificación, concentración, metalurgia, etc.) dan lugar a la obtención de metales.

Ejemplos: hematita, bauxita, galena, blenda, magnetita, calcopirita.

 NO METALÍFEROS: son aquellos minerales de los cuales no se extraen metales y que 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 y diversas obras de ingeniería.

Ejemplos: canto rodado, arena, conchilla, mármol, piedra caliza, dolomita, granito.

1.3 Y

ACIMIENTOS O

M

INAS

Los yacimientos o minas son cuerpos geológicos de los que pueden extraerse uno o más minerales útiles en forma económica.

Los yacimientos pueden estar a nivel del suelo o bajo la superficie. En el primer caso, la explotación se hará a “cielo abierto”. Ejemplos de estas constituyen la extracción de Cloruro de Sodio (La Pampa, Río Negro), conchillas (Buenos Aires), etc. Cuando el yacimiento se encuentra bajo la superficie, la explotación se hace en galerías. Como ejemplo tenemos la explotación del yacimiento de mineral de hierro en Sierra Grande. El material que se extrae de la mina se denomina MENA. Esta consiste en una mezcla del mineral junto con arena, tosca y otras sustancias sin valor que en su conjunto se denomina GANGA. En términos general se puede expresar:

Imagen 1: Mina a cielo abierto Imagen 2: Mina subterranea

En muy pocos casos podrá encontrarse un metal en perfecto estado de pureza. En general, el metal contenido en el mineral forma sustancias inorgánicas tales como óxidos, sulfuros, carbonatos, etc. Además, el mineral viene acompañado de ganga por lo que puede determinarse su pureza utilizando el concepto de Ley. Ésta se determina de la siguiente manera:

De manera análoga, la ley del metal está determinada por:

Dividiendo entre sí ambas expresiones, llegamos a la siguiente expresión

La ley, dado que mide la concentración del recurso a explotar resulta un factor fundamental a la hora de caracterizar la mina. Dicha concentración permite estimar la viabilidad económica de la explotación ya que determina los procesos que deberán ejecutarse para la purificación del mineral y, por ende, los costos.

1.4 R

ECURSOS

M

INERALES

La cantidad de minerales que posee un continente, un país o una región representan

 RESERVAS DEMOSTRADAS: son las que su volumen fue determinado mediante labores mineras, tomas de muestras, etc y están basadas en características y evidencias geológicas bien definidas. Los tonelajes de mineral y ley determinados tienen un error de +/- 20%.

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

 MINERAL POTENCIAL: es aquel cuya explotación (económica) requiere de condiciones más favorables que las existentes en la actualidad así como de una mayor exploración.

Algunas consideraciones:

Dado el complejo proceso de investigación que requiere la determinación de los recursos minerales de una región, considerando factores geológicos, técnicos y económicos, puede decirse que las cifras que se obtienen no reflejan solamente una realidad sino también el grado de conocimiento que se tiene 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.

1.5 M

^INERALES

M

^ETALÍFEROS

Desde el punto de vista químico, los metales son los elementos que ceden electrones fácilmente para dar cationes (iones positivos). Por otra parte, tienen las siguientes 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 obtención de los metales más importantes de la industria tales como: Hierro, Aluminio, Cobre, Plomo y Cinc.

Tal como ya se mencionó, la mayoría de los metales se encuentran en forma de

óxidos o sulfuros, salvo escasas excepciones como el oro o la plata. En el siguiente cuadro,

se resumen los principales minerales que se utilizan para la obtención de los metales

citados, así también como la composición química de los mismos.

Metal Mineral Formula Química Hierro Hematita Fe

₂

O

₃

Magnetita Fe

₃

O

₄

Limonita 2Fe

2

O

3

3H

2

O

Siderita CO

3

Fe

Aluminio Bauxita Al

2

O

3

3H

2

O Cobre Calcopirita CuFeS

2

Calcocita Cu

₂

S

Bornita Cu

3

FeS

4

Cuprita Cu

2

O

Malaquita CuCO

₃

Cu(OH)

₂

Azurita 2CuCO

3

Cu(OH)

2

Plomo Galena SPb

Anglesita SO

₄

Pb

Cerusita CO

3

Pb

Cinc Blenda SZn

Smithsonita CO

3

Zn

Cuadro 1: Minerales Metalíferos

1.5.1 Hierro

El hierro es el cuarto elemento más abundantes de la corteza terrestre encontrándose en una proporción media del 5,06% en yacimientos que están constituidos por los siguientes minerales: hematita, magnetita, limonita y siderita. En estado de pureza no tiene muchas aplicaciones. Su principal uso es en forma de acero al alearse con carbono y otros aleantes.

La ley de hierro de los depósitos es variable, pero oscila entre 20 y 60%. En la Argentina, la producción de minerales de hierro alcanzó, en el año 2008, 311.000 toneladas, mientras que en 2009 se redujo a 280.000 toneladas. Los yacimientos más productores son los que se localizan en Río Negro (Sierra Grande) y en Jujuy (9 de Octubre y Puesto Viejo). No obstante, los requerimientos de la industria nacional obligan a importar minerales de hierro y concentrados por un total de 1.000.000 de toneladas.

Las reservas demostradas e inferidas de mineral de hierro en la Argentina alcanzaban, en la década 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

una ley media del 40%, mientras que el de Sierra Grande tiene hematita con una ley media

del 54% pero tiene un alto contenido de fósforo (1,4 %) que impide su utilización masiva

en la siderurgia ya que debe, necesariamente, mezclarse con otros de bajo tenor. Sin

embargo, la ganga que tiene fósforo es utilizable para la elaboración de fertilizantes

Gráfico Nº1 - Producción mundial de acero en millones de toneladas en el 2008

Fuente: www.minerals.usgs.gov

1.5.2 Aluminio

El Aluminio es más abundante que el hierro en la naturaleza, se encuentra en una proporción del 8,07% en la corteza terrestre. Aparece en depósitos formando diversos compuestos pero el único mineral del que se extrae en forma económica, hasta el presente, es la bauxita (Al

2

O

3

.3H

2

O).

El contenido de alúmina (Al

2

O

3

) de las bauxitas utilizadas para la obtención de aluminio es del orden del 50 al 60%. No obstante la tendencia es a utilizar bauxitas de menor contenido y pronto se utilizarán algunas de contenido del orden 35%.

Argentina no cuenta con bauxita, solamente posee Alunita en Camarones (Chubut) y tierras lateríticas en Misiones. El primero es un sulfato hidratado de aluminio y potasio con impurezas, mientras que el segundo es un tipo de suelo presente en regiones de alta temperatura y humedad con elevado tenor de hidróxidos de aluminio y óxidos de hiero, dándole a la tierra un tono colorado. Ambos, por su bajo contenido de Alúmina, no sirven en la actualidad como mineral para la obtención del metal.

En el siguiente gráfico se detallan los valores de producción de aluminio.

Gráfico Nº2 - Producción de aluminio(bauxita) en miles de toneladas en el 2008

Fuente: www.minerals.usgs.gov

1.5.3 Cobre

El Cobre es un metal que se encuentra en baja proporción en la corteza terrestre (menor al 0.05%). Los minerales principales que se utilizan para la obtención del metal son sulfurados como la calcopirita, calcocita y bornita, aunque también se utilizan óxidos como la cuprita, azurita y malaquita. La ley de cobre de estos minerales es menor al 5 % y con frecuencia están en el orden del 3%. La explotación del mismo se suele realizar en minas a cielo abierto. El cobre es el tercer mineral de mayor utilización luego del aluminio y el acero

La Argentina produce cobre actualmente en el yacimiento Bajo la alumbrera, en la provincia de Catamarca. La producción anual es del orden de las 180.000 tn y se encuentra entre los 20 primeros productores de cobre del mundo. Sin embargo, el mineral potencial que presenta asciende a las 1500 tn/año, requiriendo mayores estudios para poder entrar en operación.

Estados Unidos;

2600

Australia; 1900 Brasil; 1700

Canadá; 3100

China; 12000

Alemania; 520 Islandia; 400 India; 1400 Mozambique; 560

Noruega; 1100

Rusia; 4200 Sudáfrica; 900

Tajikistan; 500 Emiratos Arabes Unidos; 900

Venezuela; 630

Otros Países;

4500

Cuadro 2: Yacimientos y Producción Provincial de Cobre en Argentina Fuente: INDEC

En América Latina (Chile y Perú) se ubican las reservas más importantes del mundo de este mineral. En el Gráfico Nº3 se detallan los valores correspondientes a la producción.

Gráfico Nº3 – Producción mundial de mineral de cobre en miles de toneladas en el año 2007

Fuente: www.minerals.usgs.gov

Estados Unidos;

1190

Australia ; 860 Canadá ; 585

Chile ; 5700

China ; 920 Indonesia ; 780 Kazajstán; 460 México ; 400

Perú ; 1200 Polonia; 470

Rusia; 730

Zambia ; 530 Otros Países;

1180

1.5.4 Plomo y Cinc

Estos minerales generalmente se presentan en el mismo yacimiento, y también suelen aparecer juntos a otros minerales tales como Oro, Plata, Cobre, Antimonio, Bismuto y Cadmio. Los minerales de Plomo más importantes son la Galena (SPb), Anglesita (SO

4

Pb) y Cerusita (CO

3

Pb). Los más importantes del Zinc son la Blenda (SZn) y Smithsonita (CO

₃

Zn)

Los yacimientos más importantes de la Argentina se localizan en Jujuy. Las reservas de este yacimiento alcanzan los 9 millones de toneladas con una ley de 11% en Pb y del 16% de Zn, con un contenido de Ag de 280 gr. por tonelada de mineral. Existen también yacimientos en Mendoza (Paramillo de Uspallata) y en Río Negro (Gonzalito). La producción alcanzó en el año 2009 en nuestro país las 700.000 toneladas de Galena en bruto. Por la parte del cinc, en el 2009 se produjeron 40.000 tn de Cinc electrolítico. En cuanto a la producción mundial, las mismas alcanzaron a 2,7 millones de toneladas de plomo y 7,5 millones de toneladas de Cinc (Gráficos Nº 4 y 5).

Gráfico Nº4 - Producción mundial de plomo en miles de toneladas en el año 2007

Fuente: www.minerals.usgs.gov - INDEC

Gráfico Nº5 - Producción y reservas mundiales de cinc en miles de toneladas

Fuente: www.minerals.usgs.gov - INDEC

1.6 P

ROCESOS

B

ÁSICOS PARA LA

O

BTENCIÓN DE

M

ETALES

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

 Calcinación: es una reacción química en la cual, por efectos del calor que se le suministra a una sustancia, se produce la ruptura de la molécula generando dos o más sustancias distintas a temperaturas menores que la del punto de fusión. Se suele usar para eliminar el agua presente por humedad, eliminar dióxido de carbono y compuestos orgánicos volátiles y para reducción de metales. Ejemplos:

 Obtención de cal:

→ Carbonato cal Anhídrido de calcio carbónico

 Eliminación del agua de cristalización (Obtención de Al):

→

 Magnetización del mineral de hierro:

→

Estados Unidos;

740

Australia; 1400

Canada; 680

China; 2800

Kazakhstan; 400 Mexico; 480

Peru; 1500 Otros Países;

2500

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

→ Sulfuro Oxido Anhídrido de plomo de plomo Sulfuroso

El método es muy utilizado en la obtención del cobre como se verá más adelante.

 Reducción: es una reacción en la cual un elemento gana electrones de otro que los cede y resulta oxidado. En nuestro caso, se utilizan reducciones para la obtención de metales a partir de los óxidos extraídos de la actividad minera o de las etapas intermedias de purificación. Ejemplos de esto son la reducción química permite obtener hierro, y la reducción electrolítica la obtención de aluminio, con 2 elementos fuertemente reductores como el carbono y el monóxido de carbono.

Obtención del hierro:

( ) →

Obtención del Aluminio:

( ) →

 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 dar lugar a un óxido (Se pueden usar otros agentes oxidantes).

→

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

no deseables como por ejemplo: en la eliminación de impurezas (Mn, S, etc) en la

obtención de acero (a partir de arrabio líquido, Fe 93,5%, C 4% y otros, por inyección

de O2 se obtiene acero, Fe 99,7% C 0,08% y otros).

1.7 F

ABRICACIÓN DEL

A

CERO

El mineral de hierro ingresa al Alto Horno junto con coque y fundente. El coque es un compuesto de carbono de buena resistencia y porosidad mientras que el segundo es una sustancia que reacciona con la ganga que entra junto al mineral para formar escoria que luego será extraída.

El mineral de hierro, ingresa oxidado por el tope del Alto Horno y va descendiendo a medida que se extrae por el fondo hierro fundido y escoria. El coque, por su parte, combustiona con el oxígeno del aire inyectado por boquillas ubicadas cerca de la base, para generar la temperatura que requiere el proceso y otorgar el CO que actúa como agente reductor. Esto último es posible dado que el CO

₂

generado en la combustión del coque se descompone a CO por encima de los 900ºC. A lo largo del descenso se va produciendo la reducción hasta generar el “arrabio”, que es hierro metálico fundido que contiene de un 3 a un 5 % de carbono e impurezas. El fundente, por su parte, reacciona con la ganga del generando escoria. Se produce por consiguiente una reacción de REDUCCIÓN.

Para reducir el contenido de carbono e impurezas, el arrabio que sale del Alto Horno se carga en un Convertidor en el que se inyecta oxígeno de alta pureza que reacciona con las dichas sustancias por oxidación y posibilita su extracción. Al disminuir el tenor de carbono e impurezas en el arrabio, se produce el acero. En esta etapa se producirá, por lo tanto, un proceso de OXIDACIÓN.

Esquema 1: Instalación de reducción en alto horno

Flujograma 1: Producción de Acero por Reducción Indirecta

Mena de hierro (FeO, Fe

₂

O

₃

, Fe

₃

O

₄

)

Reducción (Alto horno)

Arrabio líquido (Fe 95-97%, C 3-5%)

Oxidación (Convertidores LD)

Acero

Fundente (cal, Dolomita, caliza) Chatarra

Oxígeno (O2) Fundente (caliza)

Coque

1.8 F

ABRICACIÓN DE

C

EMENTO

P

ORTLAND

La piedra caliza (CO

3

Ca) y la arcilla (SiO

2

.Al

2

O

3

.Fe

2

O

3

) se someten a un proceso de reducción de tamaño, trituración (primaria y secundaria) y molienda permitiendo la dosificación adecuada. Posteriormente ingresa a una etapa previa de secado en la que se usan los gases calientes de combustión del quemador, luego de la cual entra a un horno rotativo. El horno se encuentra inclinado y tiene el mencionado quemador en el extremo inferior. El material va descendiendo por la inclinación y el giro y va sufriendo un aumento gradual de las temperaturas a medida que se acerca al quemador. A partir de los 900ºC se produce la CALCINACIÓN de la piedra caliza para formar la cal (CaO). Posteriormente, la cal reacciona con los óxidos que componen la arcilla (SiO

₂

, Al

₂

O

₃

y Fe

₂

O

₃

) proceso que se llama CLINKERIZACIÓN y del cual se obtiene el clinker.

El clinker producido es molido con una pequeña proporción de yeso (2%), produciéndose el cemento Portland. El producto final se almacena en un silo, el cual alimenta la embolsadora o la tolva para la venta a granel. A continuación se realiza un diagrama de las etapas del proceso junto a un esquema de la instalación productora.

Trituración

Molienda (crudo)

Dosificación y homogeneización

Horno rotativo

Clinker

Molienda (cemento)

Cemento Portland

SiO2.2CaO SiO2.3CaO Al2O3.3CaO Al2O3.Fe2O3.4CaO

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

Piedra caliza (CaCo3) Arcilla (SiO2.Al2O3.Fe2O3)

Yeso (SO4Ca 2H2O ) 2%

Esquema 3: Instalación Productora de Cemento Portland en Horno Rotativo

1.9 O

BTENCIÓN DE

A

LUMINIO

El proceso bayer es el principal método industrial para producir alumina. El único mineral de aluminio procesable por el método Bayer es la bauxita, constituida por óxidos mono y trihidratados (Al

2

O

3

.H

2

O y Al

2

O

3

.3H

2

O), solubles en álcali, cuyas impurezas normales son sílice, óxido de hierro y óxido de titanio. La sílice se presenta como cuarzo y silicato de aluminio (caolin, caolinita) que es atacable por soda cáustica en forma muy lenta. La sílice “reactiva” eleva el costo del proceso por el consumo de soda cáustica y la pérdida de aluminio.

El proceso se puede subdividir en 7 etapas

1) PREPARACIÓN DE MATERIAS PRIMAS: consiste en el transporte, clasificación y molienda de la mena de bauxita. Como parte de la preparación, se realiza una dosificación de soda cáustica necesaria para la reacción de digestión que sigue a esta etapa. La molienda se hace generalmente a malla 200 o diámetro 0,1 mm, tamaño adecuado a un ataque rápido y completo.

2) DIGESTION: consiste en someter al mineral y soda cáustica a temperatura y presión. En estas condiciones, la soda en exceso disuelve los minerales de aluminio generando aluminato de sodio mientras que el resto de los componentes permanecen insolubles. Las bauxitas trihidratadas son más fácilmente atacables, requiriendo menor concentración que las monohidratadas así como menor temperatura y presión. Si la temperatura, presión y concentración alcalina son excesivas, se solubiliza más sílice que la debida y precipita al final como silicato de alúmina sódico con la consiguiente pérdida de aluminio y soda cáustica.

3) CLARIFICACION: es esta etapa se separa el aluminato de sodio en dilución de las impurezas insolubles (¨lodos rojos¨). Se utilizan sedimentadores para separar la parte más gruesa y se termina de clarificar la solución con filtros. Los lodos se lavan a fin de recuperar la soda sin reaccionar para su reciclado.

4) PRECIPITACION: la solución filtrada se enfría y se realiza un proceso de precipitación controlada a bajas temperaturas en la que el aluminato de sodio se descompone regenerando la soda cáustica y precipitan cristales de alúmina trihidratada. Para generar la precipitación, la solución se siembra con cristales de alúmina trihidratada de una operación anterior. Al avanzar el proceso, los cristales chicos recientemente formados son reinyectados para la siembra y los más gruesos son lavados y enviados a calcinación.

5) EVAPORACION: la soda cáustica de regeneración y de lavado es sometida a un proceso de evaporación de la humedad para concentrarse y posibilitar su recirculación. Así la única soda cáustica que se pierde es la que humedece los lodos rojos 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 el punto que no resulta antieconómica

6) CALCINACION: los cristales de alumina trihidratada se calcinan en un horno giratorio a 800-1000ºC para extraer la humedad y generar alumina (Al

₂

O

₃

).

7) ELECTRÓLISIS: Por último, la alumina pasa por un proceso de electrólisis a

partir del cual se obtiene el aluminio.

Bauxita preparada (más impurezas)

Digestión

Aluminato de sodio (más impurezas)

Clarificación (sedimentación + filtrado)

Solución de aluminato de sodio (Puro)

Precipitación

Al

₂

O

₃

*3(H

₂

O)

Calcinación

Alumina (Al

₂

O

₃

)

Na2OH (concentrado)

Residuo (impurezas)

Agua (H2O) Soda cáustica a regeneración

por evaporación

1.10 O

BTENCIÓN DE

C

OBRE

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 trituración y molienda de la roca. Luego se separa la ganga del mineral por el método de flotación por espumas, obtienéndose un concentrado del mineral con una ley que se encuentra entre un 25 al 30% en Cu.

Para obtener cobre refinado se neutraliza el azufre por TOSTACIÓN con aire que tiene oxígeno en exceso, dando lugar al óxido de cobre. Luego de esto, se realiza un proceso de lecho fluidizado del que resulta una Mata con un 60 - 70% de Cu.

A continuación, se separa el hierro del cobre por TOSTACIÓN y se obtienen cobre al 99%. Éste se funde a una temperatura aproximada de 1150

^o

C en forma de placas que serán utilizadas como ánodos de cobre en bruto en una electrolisis. Este proceso se realiza con un electrolito de CuSO

4

– H

2

SO

4

, y cátodos de Cu electrolito, a baja tensión. El ánodo se irá disolviendo, 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 restos de 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 extraen otros metales como plata y oro. Los gases producidos en la operación anterior se enfrían generando vapor que luego se transforma en energía. La pureza del cobre obtenido es del 99,5%.

Esquema 4: Instalación de Obtención de Cobre

Mena (1% Cu)

Trituración y molienda

Concentración por flotación por espumas

Concentrado de Cu (25 - 30% Cu)

Tostación

Óxido de cobre (CuO)

Proceso por lecho fluidizado

Mata de Cu (60 - 70% Cu)

Tostación para separar el Fe del Cu

Cobre (Cu 99%)

Fundición del Cu para

1.11 C

OMERCIALIZACIÓN DE MINERALES METALÍFEROS

:

LOS

C

OMMODITIES

Los commodities son bienes producidos masivamente por el hombre o incluso aquellos disponibles en enormes cantidades en la naturaleza que poseen un muy bajo nivel de diferenciación de producto respecto a los distintos productores y un valor de cambio.

Por lo tanto, tienen fabricación, disponibilidad y demanda mundial así como posibilidad de ser transportados. Estos se pueden clasificar de la siguiente manera:

Por lo tanto, los metales de uso industrial analizados previamente son commodities.

El uso masivo para múltiples aplicaciones de gran relevancia en la vida humana proporciona la demanda para formar parte de esta categorización. Ejemplos:

Aluminio: segundo metal más usado en el mundo después del acero. Fuerte importancia en la industria de la construcción, en la del transporte, en maquinarias y equipos por su buena resistencia y menor peso en relación a otros materiales. También es muy usado en la eléctrica por su buena conductividad, para packaging de alimentos, y en bienes de consumo.

Cobre: tercer metal más usado en el mundo. En su estado de pureza, es utilizado principalmente en la industria eléctrica por su buena conductividad, ductilidad y resistencia mecánica. También es usado en construcción y en máquinas y equipos y en aleaciones como el bronce y latón.

Zinc: Es principalmente utilizado en la galvanización del acero para protegerlo de la corrosión por lo que se usa en la industria constructiva y de transporte. También es usado en bienes de consumo y en la salud y alimentos.

Históricamente, los seres humanos usaron las materias primas como fuente de

intercambio y comercio. Actualmente, ante el bajo grado de diferenciación que presentan,

los commodities se comercializan en mercados que agrupan a los productores frente a los

compradores de manera que se establece un precio uniforme para el producto por simple

juego de oferta y demanda. Las transacciones que se van realizando aportan información

instantánea a un sistema central que se encarga de publicar un precio que fluctúa en

función de las mencionadas transacciones. La mayoría de los commodities se

comercializan bajo la modalidad de contratos a futuros en la que las partes pactan un precio

a un cierto plazo en el que se concreta la transacción. Debido a las fuertes fluctuaciones de

precios y a la facilidad del intercambio en los mercados de futuros, los commodities

resultan una importante fuente para la especulación financiera. Cabe destacar que

actualmente el concepto de commodity se ha expandido y se utiliza también para ciertos

productos financieros como los bonos.

A continuación se expone la evolución de precios del aluminio, cobre, cinc en dólares por tonelada métrica. Como se puede apreciar, presentan una fuerte fluctuación sobre la que se desarrollan fuertes especulaciones. Las fluctuaciones presentan una fuerte correlación con el panorama económico mundial del momento.

Fuente: www.infomine.com

Evolución del Precio del Aluminio

Evolución del Precio del Cobre

Fuente: www.infomine.com

1.12 I

MPACTOS DE LA MINERÍA

La minería es una actividad que involucra numerosos procesos para su explotación.

Se realizan operaciones de extracción tanto a nivel superficial como subterráneo, operaciones de transporte y de extracción in situ de los minerales fundibles o solubles.

Todos estos procesos producen fuertes consecuencias sobre el medio ambiente y social que rodea la mina, que si no son tratados correspondientemente pueden resultar perjudiciales para tanto para los seres vivos como para el medio ambiente. En la argentina, la ley 24.585 reglamenta la protección ambiental para la actividad minera estableciendo niveles guía de calidad del agua y del aire, y los puntos a tener en cuenta para la realización de los informes de impacto ambiental por medio de personas especializadas que deben ser evaluados por las autoridades.

El impacto que produce la minería desde el punto de vista ambiental se puede clasificar de muy diversas formas:

 Según sea un impacto directo, o indirecto sobre el medio.

 Según sea a corto o a largo plazo

 Según sea reversible o irreversible (a escala humana)

 Según sea local o externo

 Evitable o inevitable

Evolución del Precio del Zinc

Por otra parte, los principales impactos que se producen son los siguientes:

 Impacto sobre la topografía y el paisaje

 Impacto sobre la atmósfera

 Impacto sobre el agua, tanto superficial o subterránea

 Impacto sobre el suelo

 Impacto sobre la flora y fauna

 Impacto socioeconómico y político

A) Impacto sobre la topografía y el paisaje:

El impacto visual generado por la mina es considerable, principalmente en el caso de la explotación en minas a cielo abierto, debido a la brusca ruptura del paisaje autóctono.

Sin embargo, para disminuir el impacto, dichas excavaciones se realizan con forma de foso troncocónico, dejando una parte del yacimiento sin extraer para que actúe de pantalla visual, o formando barreras de tierra con vegetación con el mismo fin. Los principales efectos de alteración del paisaje son el contraste cromático por las rocas de distintos colores y el rompimiento artificial de la línea de las cumbres. El correcto tratamiento de los estériles, aquellos materiales extraídos por la explotación minera que no poseen un valor rentable desde el punto de vista económico, depositándolos en las proximidades de las canteras formando escombreras, ayuda a reducir su contaminación tanto visual como ambiental, por lo que debe hacerse un aprovechamiento de los mismos almacenándolos en zonas apropiadas, pudiendo incluso aprovecharse para el relleno de canteras agotadas.

Imagen 3: Mina a cielo abierto

B) Impacto sobre la atmósfrera:

Debe evitarse que los gases sean emanados sin un previo tratamiento a la atmósfera.

Para ello se intercalan en las chimeneas de efluentes gaseosos equipos capaces de retener tanto partículas en solución como gases o líquidos disueltos. De este modo se garantiza que las concentraciones de contaminantes en el aire no sean dañinas ni perjudiciales para el medio ambiente.

El otro contaminante atmosférico que se genera es el polvo del material rocoso o de los suelos, como consecuencia de las operaciones de perforación, voladura, transporte, carga y descarga, trituración, etc. El polvo afecta fuertemente a los trabajadores así como a los habitantes de las áreas cercanas pudiendo producir enfermedades como la silicosis, asbestosis o cáncer. A su vez afecta a la vegetación y a la fauna del entorno. Para el control de este contaminante, debe trabajarse sobre todas las etapas del proceso

A fin de minimizar la emisión de polvos en las plantas de elaboración se deben utilizar ciclones o filtros para su extracción, y en los casos en que es posible trabajar con equipos cerrados o humedecer el mineral. En las etapas de transferencia de materiales, deben utilizarse equipos cerrados de transporte y evitar la caída libre de materiales pulverulentos. En el depósito de los estériles en las escombreras, deben usarse pantallas cortavientos y vegetación.

Además debe garantizarse la seguridad y el higiene del personal mediante la utilización de barbijos y la presurización de los ambientes cerrados, de forma tal de evitar la inhalación de partículas en suspensión. Y las plantas deben ubicarse a distancias suficiente de centros poblados de forma tal que las partículas precipiten y las concentraciones alcanzadas en la urbe sea inferior a la establecida por la ley.

C) Impacto sobre el agua:

El agua es uno de los insumos fundamentales para la producción minera. Para lograr su abastecimiento suele implantarse las plantas de procesamiento cerca de corrientes fluviales con los consecuentes impactos en el ecosistema. Si no se realiza una adecuado tratamiento y reposición las consecuencias pueden ser irreversibles, llegándose a la desertificación o a la perdida de la biodiversidad.

Por otra parte debe tenerse en cuenta que para el acopio de estériles formando escombreras deben realizarse tratamientos y acondicionamientos previos del lugar de deposición final, ya que a menudo presentan sulfatos, metales tóxicos y componentes radioactivos. Al ser apilados en montones, se encuentran expuestos a la intemperie y el contacto con el agua genera infiltraciones que arrastran estos componentes modificando los suelos y el agua superficial y subterránea. El sistema de desagüe de las minas también acarrea aguas con este tipo de características. Las sustancias tóxicas más frecuentes son metales o metaloides como el cadmio, el mercurio, plomo, zinc, cromo y arsénico. La contaminación del agua se traslada a la vegetación y a los animales que la consumen, por lo que toda la alimentación del hombre se encuentra afectada por la presencia de las sustancias tóxicas.

Debe planificarse adecuados sistemas de entubamiento y tratamiento de los efluentes,

como así también un correcto acondicionamiento del suelo con compactaciones de

diferentes capas de materiales y colocación de membranas impermeables para prevenir la

D) Impacto sobre el suelo:

Se estima que un 0,2% de la superficie terrestre se encuentra destinado a la explotación minera. Los estériles, como ya se mencionó, pueden provocar un impacto negativo en el suelo debido a las infiltraciones si no son adecuadamente consideradas. Por ejemplo, los estériles compuestos por sulfuros como la calcopirita o carbonatos como la siderita, producen un aumento de la concentración de los ácidos sulfúrico y carbónico respectivamente. La acidificación del suelo provoca la degradación y oxidación de la materia orgánica por lo que se reduce significativamente su productividad agrícola y forestal. A su vez, la mayor concentración de protones acelera la disolución del aluminio presente en muchos minerales que posee el suelo hasta generar el envenenamiento alumínico de los suelos.

Por otra parte, la lluvia ácida mencionada previamente afecta a los suelos. Si se trata de suelos calizos, la presencia de carbonatos neutraliza el efecto de la acidez mediante la formación de sulfato cálcico y liberando dióxido de carbono, pero si el suelo no contiene carbonatos, la lluvia provocará la acidificación del suelo. Este fenómeno es provocado también por la quema de hidrocarburos.

Como se ha expuesto existen amplias tecnologías para el acondicionamiento de suelos que evitan la infiltración de lixiviados y a su vez contemplan la correcta extracción y tratamiento de los mismos, a fin de evitar que se produzca la contaminación de suelos, napas y corrientes acuíferas circundantes.

E) Impacto sobre la flora y la fauna:

Como ya se fue anticipando, los cambios atmosféricos, del suelo y del agua provocan cambios en la flora y la fauna de la región. La fertilidad de los suelos se ve afectada por lo que el crecimiento de la vegetación se ve disminuido, pudiendo incluso llegar a desaparecer. A su vez, algunos de los contaminantes pueden trasladarse a la flora por lo que los cultivos se ven afectados impidiendo el consumo humano, pero si son ingeridos por animales pueden enfermar o indirectamente llegar al consumo humano.

F) Impacto socioeconómico y político:

La instalación de las minas provoca un primer impacto que es la afluencia de un gran

número de trabajadores hacia el área minera. A su vez, empresas e instalaciones de apoyo

se desarrollan en las cercanías por lo que se produce un aumento de la actividad económica

de la región. Debe considerarse en estos casos que existe una distancia mínima a la que una

Los impactos sonoros: explosiones, transportes, operaciones, etc, provocan contaminación auditiva. Para contrarrestarlo se disponen pantallas que controlan el impacto visual y actúan también como barreras sonoras. Estas pueden ser conformadas mediante una conservación parcial de la topografía así como por medio de una barrara artificialmente formada de tierra. A su vez, los trabajadores deben poseer protección auditiva para prevenir daños.

Esquema 5: Medios de Reducción de los Impactos de la Minería.

1.13 B

IBLIOGRAFÍA

 “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

 www.infomine.com

 "Mineralogía aplicada: salud y medio ambiente" – María Isabel Carretero León, Manuel Pozo Rodríguez.

 www.minerals.usgs.gov