1- yacimientos y recursos minerales
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YACIMIENTO
MINERAL
RECURSOS
MINERALES
Ing. ANTONIO ZEGARRA c.
CONCEPTOS BÁSICOS UTILIZADOS EN MINERÍA
CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LAS ROCAS
Las principales propiedades de las rocas son: dureza, resistencia,
estabilidad, peso específico, porosidad, fragilidad, estratificación,
esquistosidad, fracturación, esponjamiento, meteorización, permeabilidad
al agua y humedad.
o DUREZA: Es la resistencia de la roca a la penetración de un bisel hecho
de un metal duro. El grado de dureza se determina por: rayado, pulido,
perforación, penetración de barras cilíndricas con extremo plano o afilado.
o TENACIDAD: Es la resistencia de la roca a la separación de algunos
pedazos de su macizo. Las rocas poseen gran resistencia a la compresión y
muy poca resistencia a la tracción, corte y flexión.
o DENSIDAD: Es la cantidad de masa de roca contenida en unidad de
volumen, y se expresa en TM/m3.
o PESO ESPECIFICO: Es el peso (G) de la roca por unidad de volumen.
Generalmente en minería el término de densidad es sinónimo del peso
específico.
o POROSIDAD: Caracteriza la cantidad de poros en la roca y se mide por el
coeficiente de porosidad.
o FRAGILIDAD: Es la capacidad de roca de romperse o destruirse bajo
carga eléctrica.
o PLASTICIDAD: Propiedad de las rocas de deformarse sin destruirse.
o FRACTURACION: Se caracteriza por la presencia en rocas de fracturas.
o ESQUISTOCIDAD: Propiedad de las rocas principalmente metamórficas de
dividirse en lamina de acuerdo a una dirección preferente. La propiedad de
minerales y rocas de separarse más o menos fácilmente de la masa según
una o varias direcciones se denomina clivaje.
o METEORIZACION: Grado de descomposición de roca bajo la acción del
aire, agua y temperatura.
CLASIFICACION Y PROPIEDADES DE LAS ROCAS
o DESGARRABILIDAD: Se caracteriza por el coeficiente de esponjamiento,
el cual indica cuanto mayor es el volumen de la roca desgarrada con respecto
al volumen de misma roca in situ.
o HUMEDAD: Caracteriza el contenido de agua en roca.
La dureza, resistencia, tenacidad, fragilidad y densidad determinan los
métodos de desgarramiento y de separación del macizo, ósea de elección del
equipo de perforación y de las excavadoras.
o HINCHAMIENTO: De una roca, se entiende su capacidad de aumentar el
volumen bajo saturación con agua.
o PERMEABILIDAD: El grado de permeabilidad al agua de las rocas se
determina por el tamaño de los varios, grietas, y poros.
La estabilidad, esquistosidad, fracturación y meteorización de las rocas
determinan la estabilidad de bancos y de bordes de canteras, y en
consecuencia influyen sobre la seguridad de los trabajos mineros.
Densidad de algunas rocas
TM/m3
ROCA Eruptivas
Granito 2.56 - 2.74
Gabro 2.89 - 3.09
Andesita 2.44 - 2.80
Basalto 2.74 - 3.21
Sedimentarias
Areniscas 2.59 - 2.72
Calizas 2.68 - 2.84
Esquistos arcillosos 2.51 - 2.72
Arcillas 2.35 - 2.64
Metamórficas
Gneiss 2.59 - 3.00
Esquisto micáceo 2.54 - 2.97
A Que llamamos metales?
Se conoce con el nombre de metal a aquellos elementos químicos que se
caracterizan principalmente por ser excelentes conductores del calor y la
electricidad, por ostentar una importantísima densidad y por mantenerse
sólidos en temperaturas normales.
Se llama metales a aquellos materiales puros como son el oro, la plata y
el cobre, pero también a aquellas aleaciones con características
metálicas como el acero y el bronce.
Los metales, con la excepción del
mercurio, que es líquido, todos tienen
brillo metálico y un color casi siempre
blanco grisáceo, salvo en los casos del
cobre (rojo) y el oro (amarillo).
Talco Se puede rayar con la uña.
Yeso Difícil de rayar con la uña.
Calcita Es rayada por el hierro.
Fluorita Es rayada por el acero.
Apatito Difícil de rayar con un cuchillo.
Ortosa Se raya con el acero templado
Cuarzo No se raya con el acero templado; raya el vidrio.
Topacio Raya el cuarzo.
Corindón Raya el topacio.
Diamante El más duro de los minerales, raya todos los
demás.
Minerales de referencia en la escala de Mohs, tabla comparativa para
determinar la dureza de los minerales.
RECURSOS MINERALES
RECURSOS
MINERALES NO
ENERGÉTICOS
• Cualquier concentración de una sustancia mineral que tenga interés económico y un uso no energético.
• Aunque normalmente los minerales están asociados formando Rocas hay veces en que por distintos procesos se concentran minerales que pueden tener interés económico, son los llamados yacimientos.
• La explotación de estos yacimientos va a depender de la viabilidad técnica y de la rentabilidad económica. En un yacimiento se distingue entre Mena (la parte útil) y la Ganga (la parte no útil).
RECURSOS MINERALES NO ENERGÉTICOS
TIPO DE RECURSOS MINERALES
RECURSOS MINERALES NO METÁLICOS
• Los minerales no metálico. Son los que no
sirven para obtener metales.
Los principales son :
• los silicatos (forman rocas como el granito, el
cuarzo, el pórfido, el basalto y las arcillas
• los carbonatos (la calcita es el principal mineral
de la roca caliza, y el aragonito),
• los sulfatos (como el yeso) y
• las sales (como la halita y la silvina).
RECURSOS MINERALES NO METÁLICOS
RECURSOS MINERALES NO METÁLICOS O INDUSTRIALES
• Azufre: utilizado para fabricar ácido
sulfúrico
• Evaporitas: Halita, utilizada en
alimentación, Yeso en construcción.
• Fosfatos: Utilizados en la fabricación de
fertilizantes.
AZUFRE
• Su uso principal es la fabricación de ácido sulfúrico (por el método de contacto), que a su vez se usa para hacer explosivos, pigmentos, jabones y detergentes, tinturas y plásticos.
• El ácido sulfúrico es uno de los compuestos químicos industriales más importantes porque se emplea tanto en la fabricación de compuestos sulfurados como en la de numerosos materiales que no contienen azufre, tal como ácido fosfórico.
• Se usa también en la fabricación de cerillas, para el vulcanizado del caucho y, finamente dividido y mezclado con limo, como fungicida para las plantas.
• El azufre tiene también algunas aplicaciones en la industria cosmética y farmacéutica.
• El tiosulfato de sodio, Na2S2O3•5H2O, se usa en fotografía como fijador de negativos.
• Cuando se combina con diversos minerales, el azufre forma un cemento especial usado para fijar en la piedra objetos de metal como barandas y cadenas.
AZUFRE
HALITA
• La sal es un componente esencial de la dieta de los seres humanos y de otros animales de sangre caliente. Algunas personas restringen su consumo directo de sal, pero obtienen las cantidades necesarias comiendo carne y pescados que la contienen. La sal de mesa común destinada al consumo en zonas continentales alejadas del mar suele contener pequeñas cantidades de yodo para prevenir el bocio. Los animales salvajes a menudo se congregan en torno a corrientes saladas o en superficies con incrustaciones de sal para lamer los depósitos de sal.
HALITA (sal)
USOS
YESO
Construcción
En productos prefabricados En plastas en pared dura, en fabricación de tabiques,, como relleno.. Puede ser usado como roca de construcción. Como aislante.
Agroquímicos
En la fabricación de fertilizantes y de fosfoyesos que se aplican en la agricultura.
Agricultura
En agricultura se emplea para neutralizar los suelos alcalinos y salinos
Química
Para producir azufre, dióxido de azufre, ácido sulfúrico y sulfato de amonio.
Papel
Como relleno en el papel.
Pinturas
Como pigmento en papel, algodón y pinturas.
Tratamiento del agua
Para mejorar la calidad del agua.
Cerámica
En molduras de cerámica, en arcilla vaciada, moldes y esculturas,
Fundición
Forma parte de los fundentes de minerales de níquel.
Ortopedia
En la elaboración de moldes para ortopedia.
Dental
Piezas vaciadas de estuco para dentistas, elaboración de moldes dentales.
YESO
USOS
Mina Fosfato
Carga de
Fosfatos
USOS
• Medicina tratamiento e la hipofosfatemia en adultos, tratamiento de la
hipercalcemia tratamiento de los cálculos de riñón, limpieza del intestino en
preparación para una intervención quirúrgica, en endoscopia…
• Aditivo alimentario Las sales sódicas y potásicas del ácido fosfórico se
utilizan en una gran extensión como estabilizantes
• Detergentes debido al peligro de eutrofización se utilizan sustitutos de los
fosfatos como tensioactivos
YESO
RECURSOS MINERALES
METÁLICOS
• Los minerales metálicos. Son los que sirven por obtener los metales. Generalmente no forman rocas y se encuentran en pequeñas cantidades, por lo cual hace falta hacer minas para llegar a ellos. Cuando se extraen generalmente salen unidos a fragmentos de rocas.
• Se denomina mena al mineral del cual se extrae el metal y ganga a la roca acompañante y que no tiene valor
RECURSOS MINERALES METÁLICOS
Magnetita
RECURSOS MINERALES METÁLICOS
• Los minerales metálicos según sus
características y usos pueden ser:
• Metales preciosos
• Metales industriales no ferrosos
• Metales siderúrgicos
RECURSOS MINERALES METÁLICOS
Metales preciosos:Aquellos que se encuentran en estado libre en la naturaleza, es decir,
no se encuentran combinados con otros elementos formando
compuestos. Por ejemplo, el oro es bastante frecuente encontrarlo en
forma de pepitas en los depósitos aluviales. En joyería los metales
preciosos suelen ser el oro, (Au), la plata, (Ag), el paladio, (Pd) platino,
(Pt), y el rodio, (Rh).
Metales Industriales no Ferrosos:Son la materia prima para la industria de la transformación. Entre los
que
más se extraen están el plomo, cobre, zinc y molibdeno.
Se encuentran dentro de este grupo: antimonio, arsénico, bismuto,
estaño, aluminio, níquel, cromo, tungsteno, selenio, titanio, niobio,
tantalio y vanadio, entre otros.
Metales Siderúrgicos:Se utilizan como materia prima en la industria siderúrgica. Los más
importantes dentro de este grupo son: carbón, coque, hierro y
manganeso.
MINERALES DE HIERRO
Limonita
Pirita
Magnetita
Oligisto
Goethita
HIERRO
• El uso más extenso del hierro (fierro) es para la obtención de aceros estructurales; también se producen grandes cantidades de hierro fundido y de hierro forjado.
• Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la fabricación de imanes, tintes (tintas, papel para heliográficas, pigmentos pulidores) y abrasivos (colcótar).
USOS
Galena
Cerusita
MENERALES DE PLOMO
USOS
• El uso más amplio del plomo, se encuentra en la fabricación de acumuladores, pigmentos, soldadura suave y municiones.
• Como catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano, tóxicos para las pinturas navales con el fin de inhibir la incrustación en los cascos, agentes biocidas contra las bacterias grampositivas, protección de la madera contra el ataque de los hongos marinos, agentes reductores del desgaste en los lubricantes e inhibidores de la corrosión para el acero.
• Merced a su excelente resistencia a la corrosión, el plomo encuentra un amplio uso en la construcción, en particular en la industria química. Es resistente al ataque por parte de muchos ácidos, porque forma su propio revestimiento protector de óxido.
• Durante mucho tiempo se ha empleado el plomo como pantalla protectora para las máquinas de rayos X. En virtud de las aplicaciones cada vez más amplias de la energía atómica, se han vuelto cada vez más importantes las aplicaciones del plomo como blindaje contra la radiación.
• Su utilización como forro para cables de teléfono y de televisión.
PLOMO
MENAS DEL ALUMINIO
BAUXITA
USOS
• Por su elevada conductividad calorífica, se usa en utensilios de cocina y en los pistones de motores de combustión interna.
• Su alta resistencia en relación a su peso y su resistencia a la corrosión lo hace útil en la construcción de aeronaves, embarcaciones, en perfiles y otros elementos de construcción, vagones de ferrocarril y chasis de coches y motocicletas y en general para todos aquellos usos en los que se necesiten metales resistentes y ligeros.
• El peso del cable es muy importante en la transmisión de energía eléctrica de alto voltaje a largas distancias y por ello se usan los conductores de aluminio (en lugar de los de cobre) para tendidos eléctricos en líneas que soportan 700.000 V o más.
• El papel de aluminio de 0,018 cm de grosor, es de uso doméstico común, ya que protege los alimentos y otros productos perecederos de la descomposición. A causa de su ligereza, facilidad de manejo y compatibilidad con alimentos y bebidas, el aluminio se usa ampliamente como envase en la industria alimentaria.
• Los compuestos de aluminio se usan para la purificación del agua (sulfato de aluminio) y en cerámicas (óxido de aluminio).
ALUMINIO
MENAS DEL COBRE
PIRITA
CALCOPIRITA
CUPRITA Y COBRE
NATIVO
USOS
• Como es uno de los metales conductores de electricidad con el menor índice de resistencia, más del 50% del cobre se utiliza en el sector eléctrico. Es muy usado en la fabricación de cables, enchufes y terminales, así como en los componentes de casi todo los artículos alimentados por electricidad.El resto se destina a la construcción, a la arquitectura y al arte.Permanentemente, se trabaja en la identificación de nuevas aplicaciones del cobre en diferentes sectores. Un ejemplo está en las tecnologías de información donde los chips de cobre han demostrado favorecer una más rápida transmisión de datos en la Web.
COBRE
MENAS DEL MERCURIO
CINABRIO
USOS
• El mercurio metálico y sus compuestos inorgánicos se utilizan en distintas áreas como es el tratamiento de los minerales de oro y plata.
• Fabricación de amalgama para empastes dentales.
• En el llenado de termómetros, barómetros.
• Fabricación de bombillas incandescentes, válvulas de radio, tubos de rayos x interruptores, baterías, rectificadores, etc.
• Como catalizador para la producción de cloro y álcalis, y la producción de ácido acético y acetaldehido a partir del acetileno
• En la curtición de pieles y el tratamiento flexibilizante de estas, la fabricación de fieltro
• En la fotografía y el fotograbado
• En las pinturas a base de mercurio.
MERCURIO
MENAS DEL CROMO
CROMITA
USOS
• El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la corrosión y un acabado brillante.
• En aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable que contiene más de un 8% en cromo.
• En procesos de cromado (depositar una capa protectora mediante electrodeposición). También se utiliza en el anodizado del aluminio.
• Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas.
• El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes
CROMO
MENAS DEL ZINC
SMITHSONITA
ESFALERITA
USOS
• Los usos más importantes del zinc los constituyen las aleaciones y el recubrimiento protector de otros metales. El hierro o el acero recubiertos con zinc se denominan galvanizados, y esto puede hacerse por inmersión del artículo en zinc fundido (proceso de hot-dip)
• Depositando zinc electrolíticamente sobre el artículo como un baño chapeado (electrogalvanizado).
• Exponiendo el artículo a zinc en polvo cerca de su punto de fusión (sherardizing)
ZINC
MENAS DEL ESTAÑO
CASITERITA
USOS
• En forma de película, se usa como revestimiento protector del cobre, del hierro y de los diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva, aunque dada la facilidad con que se ataca por algunos ácidos resulta no apto para la elaboración de muchas frutas y otros alimentos.
• Se utiliza para disminuir la fragilidad del vidrio, en el estañado de hilos conductores y, aleado con niobio, en la preparación de semiconductores.
• Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos.
• Se utiliza en la preparación de importantes aleaciones como bronce (el estaño y cobre) y metal de tipografía (estaño, plomo y antimonio).
• Se usa también, en aleación con el titanio, en la industria aeroespacial y como ingrediente en algunos insecticidas.
• El sulfuro estánnico, conocido también como mosaico de oro, se usa en forma de polvo para dar aspecto metálico a objetos de madera o de resina.
ESTAÑO
Comparación DE LOS METALES Y NO METALES
Metales no metales
Tienen un lustre brillante;
diversos colores, pero casi todos
son plateados.
Los sólidos son maleables y
dúctiles
Buenos conductores del calor y la
electricidad
Casi todos los óxidos metálicos
son sólidos iónicos básicos.
Las capas externas contienen
poco electrones habitualmente
tres o menos.
No tienen lustre; diversos colores.
Los sólidos suelen ser quebradizos;
algunos duros y otros blandos.
Malos conductores del calor y la
electricidad
La mayor parte de los óxidos no
metálicos son sustancias moleculares
que forman soluciones ácidas
Las capas externas contienen cuatro o
más electrones*.
RECURSOS INDUSTRIALES O DE
CANTERA
• Rocas que se puedes utilizar en
construcción o como acompañantes de
procesos industriales.
YESO ARCILLA
GRANITO
TALCO GRAVA
CALIZA CAOLIN
IMPACTOS
AMBIENTALES DE LA
MINERÍA
• Existen dos tipos de minería: a cielo
abierto y subterránea
IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA
• Polvo
• Gases
• Partículas sólidas
• Contaminación acústica.
IMPACTO SOBRE LAS AGUAS
• Elementos tóxicos
• Aceites
• Hidrocarburos
• Reactivos
que son
arrastrados por
escorrentía o se
infiltran en los
acuíferos.
IMPACTOS EN EL SUELO
• Eliminación del mismo
• Alteración de sus componentes
IMPACTOS EN LA FLORA Y EN LA FAUNA
• Eliminación de la cubierta vegetal
• Huida de la fauna.
• Estos impactos se pueden minimizar
mediante diversas medidas:
aprovechamiento de residuos
uso eficiente de energía
uso de tecnología eficiente...
PROCESOS DE
RESTAURACIÓN
• Al poner en marcha una explotación minera
debe hacerse obligatoriamente una Evaluación
de Impacto Ambiental y cuando ésta es
abandonada debe restaurarse el terreno.
• La restauración debe comprender tanto la
restauración geológica como la restauración
biológica, en ésta tiene especial importancia la
revegetación.
• A veces una restauración completa es imposible
dado el estado del terreno.
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