PROCESOS DE OBTENCIÓN DE NÍQUEL

El Níquel es un metal de transición del grupo en la tabla periódica, su símbolo es Ni, de numero atómico 28, su masa atómica es de 58,6934, su electronegatividad es 1,91 y estado de oxidación 2. Es un metal blanco, plateado y brillante, bastante duro, dúctil y maleable, es magnético hasta los 345°c. El Níquel metálico no es muy activo químicamente, no se oxida en frio ni se ataca por el agua, es soluble en ácido nítrico, en cambio reacciona con loa alógenos en caliente y en presencia de humedad y también en frio.

El Níquel se ha usado como moneda en aleaciones de Níquel-Cobre durante varios miles de años, pero no fue reconocido como una sustancia elemental hasta 1751, cuando un químico sueco lo aisló como metal. La mayoría de los yacimientos de Níquel se encuentran en Canadá, Cuba, la antigua unión de Republica Soviética socialistas, China y Australia. La producción de mena de Níquel ronda las 925mil toneladas anuales.

El uso del níquel se remonta aproximadamente al siglo IV a.C., generalmente junto con el cobre, ya que aparece con frecuencia en los minerales de este metal. Bronces originarios de la actual Siria tienen contenidos de níquel superiores al 2%. Manuscritos chinos sugieren que el «cobre blanco» se utilizaba en Oriente hacia 1700 al 1400 a. C.; sin embargo, la facilidad de confundir las menas de níquel con las de plata induce a pensar que en realidad el uso del níquel fue posterior, hacia el siglo IV a. C.

Los minerales que contienen níquel, como la niquelina, se han empleado para colorear el vidrio. En 1751 Axel Frederick Cronstedt, intentando extraer cobre de la niquelina, obtuvo un metal blanco que llamó níquel, ya que los mineros de Hartz atribuían al «viejo Nick» (el diablo) el que algunos minerales de cobre no se pudieran trabajar; y el metal responsable de ello resultó ser el descubierto por Cronstedt en la niquelina, o Kupfernickel, diablo del cobre, como se llama aún al mineral en idioma alemán.

El níquel es el 28º elemento más común. Constituye el 0.008% de la corteza terrestre. Se supone que el núcleo de la Tierra contiene grandes cantidades de este elemento. El níquel no se encuentra en la naturaleza como mineral puro excepto en los meteoritos. .

Los minerales de Ni más importantes son: la pirrotina o pirita magnética, la garnierita, la nicolita o niquelina, el níquel arsenical, y el níquel antimónico.

OBTENCIÓN- PROCESOS:

El níquel se extrae de minerales que provienes de sulfuros de níquel-hierro o silicato hidratado de níquel.

Se obtiene mediante procesos muy diversos, según la naturaleza de la mena y los futuros usos. En algunos casos, las aleaciones níquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros. Cuando se parte de minerales sulfurosos, se los transforma primero en mata que luego se machaca y tritura; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel tetra carbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.

1- En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma metálica pura después de que el cobre ha sido previamente eliminado por deposición con un electrolito y voltaje diferente. La electrodeposición de níquel es un proceso de deposición de níquel sobre una pieza metálica. Las piezas a tratar deben estar limpias y libres de suciedad, corrosión y defectos, antes de poder comenzar. Para limpiar y proteger la pieza durante el proceso de recubrimiento se puede utilizar una combinación de tratamiento térmico, limpieza, enmascaramiento, decapado y grabado. Una vez preparada la pieza se sumerge en una solución de electrolito y se utiliza como cátodo. El ánodo de níquel se disuelve en el electrólito en forma de iones de níquel. Los iones viajan a través de la solución y se depositan en el cátodo.

2- Método de Mond: En el método Mond, el cobre es eliminado por disolución en ácido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metálico impuro. Se pasa monóxido de carbono sobre el níquel impuro, formándose níquel tetra carbonilo (Ni (CO)4), un gas volátil que se descompone calentando a 200°C, depositándose níquel metálico puro. Los minerales sulfurosos como la pentlandita y la pirrotita, se reducen comúnmente en un horno y se envían en forma de un sulfuro aglomerado de cobre y níquel a las refinerías, donde el níquel se separa por diversos procesos.

El proceso Mond, proceso de Mond o del proceso de carbonilo es una técnica creada por Ludwig Mond en 18901 para extraer y purificar níquel. El proceso fue utilizado comercialmente hasta finales del siglo XIX. Se realiza mediante la conversión de los óxidos de níquel (níquel combinado con oxígeno) en níquel puro.

Este proceso hace uso del hecho de que los complejos de monóxido de carbono con níquel para dar carbonilo de níquel son fácilmente reversibles. Ningún otro elemento forma un compuesto carbonilo en las condiciones suaves utilizadas en este procedimiento.

Fases del proceso:

Este proceso tiene tres pasos:

a. El óxido de níquel reacciona con gas de síntesis a 200 °C para eliminar el

oxígeno, produciendo níquel impuro. Las impurezas incluyen hierro y cobalto.

NiO (s) + H2 (g) → Ni (s) + H2O (g)

b. El níquel impuro se hace reaccionar con exceso de monóxido de carbono a 50-

60 °C para formar carbonilo de níquel. No se forman los complejos con las otras

impurezas metálicas

Ni (s) + 4 CO (g) → Ni(CO)4 (g)

c. La mezcla de monóxido de carbono y el exceso de carbonilo de níquel se

calienta a 220-250 °C. En la calefacción, el tetra carbonilo de níquel se

descompone para dar níquel puro:

Ni(CO)4 (g) → Ni (s) + 4 CO (g)

3- El proceso de extracción de Ni de los depósitos de lateritas niquelíferas se podría explicar de la siguiente manera:

Todas las menas de Níquel que han sido formadas debido a transformaciones climáticas de la Peridotita o rocas similares y que tienen suficiente contenido metálico, son aptas para el tratado amoniacal. Después de su reducción en condiciones apropiadas. La tostación reductora en las lateritas niquelíferas, es el aspecto más crítico, ya que es necesaria la selectividad del mismo, de forma que todo el Níquel presente, pase al es tado metálico, sin que simultáneamente, se originen cantidades apreciables de Hierro metálico. En las lateritas niquelíferas se indica claramente la factibilidad de esta reducción selectiva, pero desde el punto de vista económico, es necesario lograr velocidades de disminución aceptables que implicarían la rebaja de los óxidos de Hierro con una pequeña formación de Hierro metálico.

Bajo condiciones reductoras, el Óxido de Níquel se reduce a Níquel metálico finamente dividido, mientras que el Óxido de Hierro presente en las lateritas lo hace en forma de Magnetita y en pequeñas cantidades de Hierro metálico. Cabe destacar, que el Hierro tiene un efecto inhibidor sobre la solubilidad del Níquel al formar soluciones sólidas, lo que facilita la extracción del mismo. El producto resultante de esta reducción es sometido a un proceso de lixiviación o lavado con Amoníaco, obteniéndose el Níquel metálico con un alto grado de pureza. a. Entre las cualidades de este proceso se pueden resaltar:

Se obtienen soluciones con alta concentración del metal.

Se obtienen metales de alta pureza, ya que las impurezas pueden ser removidas con facilidad.

Con el líquido apropiado, puede mantenerse un límite mínimo de pérdida.

En el procesamiento de níquel, los minerales lateríticos y sulfurosos son típicamente aplastados y molidos en un polvo fino. Se les agrega agua para crear una lechada bombeable, la cual es tratada con reactivos durante el proceso de flotación para concentrar el níquel. Los procesos de fundición la concentran aún más, creando mate rico en níquel, mientras que las impuridades son eliminadas como escoria. El mate, rico en metales base, es convertido mediante procesos de lixiviación para crear una corriente separa de níquel. También se producen corrientes de cobre. La escoria resultante del proceso de fundición es procesada aún más para recuperar los metales base y los PGMs. La composición de la escoria también puede ser usada para monitorear la integridad de los hornos y, así, determinar el tiempo de desmontaje para evitar fallas catastróficas.

Flujo gramas del proceso de obtención del Níquel:

Diagrama del Proceso

Etapas del proceso:

1. Extracción del mineral a cielo abierto: La mena se extrae por minería a cielo abierto -open pit- donde se emplean explosivos de ningún tipo para la extracción y remoción del material; mediante el uso de palas excavadoras el mineral es extraído y cargado y cargado a camiones para ser trasladado desde la mina hasta la planta de procesamiento. La explotación comienza con la perforación de la roca.

2. Almacenado y Transporte: Su almacenamiento debe realizarse evitando el contacto con los ácidos fuertes (sulfúrico, nítrico) pues pueden ocurrir reacciones violentas, el material extraído se almacena a la intemperie en pilas, se usan cintas transportadoras para llevarlo a las operaciones de reducción de tamaño y para alimentar el horno, el propósito principal de las pilas es garantizar la homogenización para la alimentación de la planta de procesamiento.

3. Trituración y Cribado: Después de ser extraído el mineral de la mena se realiza una trituración primaria con una trituradora de mandíbulas, donde el mineral es reducido desde 1200 mm de diámetro hasta 300mm, luego se pasa por una criba vibratoria de 450mm de apertura, después se lleva el material que pasa la criba mediante cintas de transporte a una trituradora de doble rodillo donde el mineral es reducido hasta obtener un tamaño particular máximo de 60mm, esta trituración se realiza húmeda debido a la humedad de la tierra.

4. Secado: Después de ser triturado y cribado la garnierita sufre un secado preliminar, ya que este se encuentra hidratado pues se encuentra en la tierra y en temporada de lluvia el mineral absorbe agua, lo que hace necesaria esta operación, en hornos de tambor rotatorio de 10m a 27m de longitud, 2.5m de anchura y aproximadamente 4m de diámetro, en partidas de 600kg; en las 24 horas se tratan en el horno alrededor de 2400kg del mineral.

5. Trituración terciaria: después de secado, se tritura de nuevo y se hace pasar por una criba fina, sometiéndolo a continuación por partidas de 500kg, hasta obtener un tamaño de partícula de máximo 15mm en una trituradora de rodillos.

6. Concentración del mineral: Para poder obtener níquel puro, se debe proceder a una concentración en mata, es decir, se tiene que añadir, aunque no se desee, azufre no presente para volverlo a eliminar más tarde completamente. El mineral finalmente molido en briquetas en una prensa de aglomerados con yeso, flúor, también con aglomerantes y polvo de carbón.

7. Reducción- Fundición: Esta operación se lleva a cabo en hornos, el yeso añadido se reduce produciendo CaS que se transforma con los silicatos de los metales pesados y sus óxidos, dando a su vez sulfuros y escorificándose la cal, la escoria funde con dificultad por su elevado contenido DE MgO; es por esto que se añade CaF2, para que se haga más liquida y más pobre en níquel, para esto se emplean hornos de camisa de agua de sección 1.5x5mt, tienen para un mejor efecto reductor una altura considerable y pasan hasta 150tcm de material en 24h. Luego de esta operación, la mata contiene cerca de 30-40% de níquel y 40-50% de Fe; el resto es azufre; y la escoria contiene un 0.4% de Ni. El níquel se encuentra como oxido de níquel.

8. Insuflación: El trabajo de concentración, usual antiguamente, por tostación y fusión ha sido sustituido por la insuflación en convertidores con revestimiento básico y adición acida. La mata fina obtenida por insuflación con 76 a 79% de Ni, contiene aproximadamente 0.1 a 0.2% de Fe; el resto de azufre; la escoria, rica en níquel vuelve a la fundición del mineral.

9. Tostación: La mata fina es tostada por completo para eliminar completamente el azufre, en hornos de reverbero a una temperatura superior a la de disociación de NiSO4, es decir, superior a 885°c, en esta etapa se obtiene níquel bruto y escoria.

10. Refinado: El níquel puro todavía contiene impurezas que lo hacen inapropiado para su elaboración posterior. Por refundición con entrada de aire es oxidada ya, favoreciendo el NiO disuelto, una parte de estas impurezas como S, As, C, Zn, Pb, Fe y eliminada. Como desoxidante se añade Mg o Al. Para efectuar el refinado se emplean hornos eléctricos con revestimiento básico del tipo de Heroult o Helberger y en cubas se utilizan como cátodos, finas capas de níquel electrolítico depositadas en baños especiales sobre chapas de Al. Al terminar la refinación electrolítica, los cátodos son cortados en placas pequeñas o refundidos y presentados en forma de bloques.

SUBPRODUCTOS DEL NÍQUEL:

Fabricante distribuidor de agua oxigenada, carbonatos de níquel, cromado, metales, óxidos de zinc, pastas para pulir, químicos para galvanoplastia, sal industrial, ácidos bóricos, ácidos crómicos, sulfatos de níquel, cianuros de sodio. Sulfato de Níquel, acetato de níquel y cloruro de níquel.

IMPACTO AMBIENTAL DEL NÍQUEL:

Como la extracción es a cielo abierto, esto repercute en la emisión de polvo a la atmosfera.

Los cursos de agua próximos a la mena pueden resultar afectados, poniendo en peligro la fauna y la flora del lugar, además el arrastre de las partículas por el agua perjudica a la agricultura, al erosionar y esterilizar la superficie del cultivo.

Para el manejo del material particulado, los polvos voladores se captan y reciclan.

Cuando se realiza la fusión de los óxidos, las escorias son estables, estas se usan d relleno.

Acarrea problemas para la salud humana, por los gases, el polvo en suspensión, ruido y vibraciones de la maquinaria puede afectar temporal o parcialmente a los habitantes próximos a las minas y a los trabajadores.

Enfermedades respiratorias. Afectar el sistema nervioso.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL ORO

El oro es un elemento químico de número atómico 79, que está ubicado en el grupo 11 de la tabla periódica. Es un metal precioso blando de color amarillo. Su símbolo es Au (del latín aurum, ‘brillante amanecer’). Es un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil. El oro no reacciona con la mayoría de los productos químicos, pero es sensible y soluble al cianuro, al

mercurio y al agua regia, cloro y a la lavandina. Este metal se encuentra normalmente en estado puro, en forma de pepitas y depósitos aluviales.

EXTRACCIÓN- OBTENCIÓN DEL ORO:

La minería del oro consiste en extraer oro del suelo. Hay varias técnicas de extracción.

Técnicas de extracción:

1. Panning

Primero: Se llena un ancho sartén de poca profundidad de la arena y gravilla que contiene oro. Segundo: La sartén se sumerge en agua y se agita, separando el oro de la gravilla y otros materiales. Como el oro es más denso que la roca, rápidamente se asienta en el fondo de la sartén. El material de la sartén es generalmente removido de los arroyos, a menudo a orillas del río, o reposa en yacimientos donde la densidad del oro permite su concentración. Este tipo de oro se encuentra en los arroyos o ríos secos.

La poruña, es una batea en miniatura, de unos 20 cm de diámetro que es de forma de un cono, pero bien tendido, y sirve para detectar el oro de los minerales de las vetas o filones; se muele el mineral algo fino y se coloca un puñado en la poruña, y se agita con agua, y el oro se asienta en el fondo y se puede calcular la cantidad de oro que contiene el mineral.

El panning es la técnica más sencilla para la búsqueda de oro, pero no es comercialmente viable para extraer el oro de los grandes depósitos, salvo que los costos laborales son muy bajos. A menudo se comercializan como atracción turística en las primeras compañías de oro.

2. Detector de metales

Con un detector de metales, una persona puede caminar alrededor de un área de exploración y sistemáticamente por debajo de la superficie. El sensor puede dar una medida positiva de una cantidad de oro a una profundidad de hasta un metro por debajo de la superficie. Como el dispositivo es fácil de operar y de gran movilidad, este método de prospección es muy popular entre los excavadores de oro.

3. Proceso con cianuro

La extracción de oro con cianuro se puede utilizar en zonas donde se encuentran finas rocas que contienen oro. La solución de cianuro de sodio se mezcla con rocas finas, ya que ha sido comprobado que pueden contener oro y/o plata, para

lograr que se separen de las rocas en forma de solución de cianuro de oro y/o cianuro de plata. Se le añade zinc a la solución, lo que precipita los residuos de zinc y también metales deseados como el oro y la plata. Se elimina el zinc con ácido nítrico o ácido sulfúrico, dejando la plata y / o barros de oro, que generalmente se funden en un lingote que luego son enviados a una refinería de metales para su transformación final con agua regia a metales puros en 99,9999%. Medgold fue una de las primeras empresas en utilizar este método.

Avances en los años setenta han promovido el uso del carbón en la extracción de oro de la solución de filtración. El oro es absorbido por la matriz porosa del carbono. El carbón activo tiene una superficie interna tan grande que, quince gramos (media onza) podrían cubrir 18,000 m².1 El oro puede ser separado del carbono mediante el uso de una solución fuerte de alcohol soda cáustica y cianuro. A esto se le conoce como la elución o desorción. El oro está entonces chapado a lana de acero por medio de electro-obtención. Unas resinas de oro específicas también pueden ser utilizadas en lugar de carbón activo, o donde se requiere la separación selectiva de oro, de cobre y de otros metales disueltos.

La técnica de cianuro es muy simple y sencilla de aplicar y también es un método muy popular para el procesamiento de oro y plata de bajo grado. Como en la mayoría de los procesos químicos industriales, existen riesgos ambientales que se presentan con este método de extracción, además de la alta toxicidad del cianuro en sí. Una situación en la que este problema se presentó fue en el desastre ambiental que hubo en Europa Central y Oriental en el año 2000, cuando durante la noche del 30 de enero, una presa en una instalación de reprocesamiento de una mina de oro en Rumania se liberaron aproximadamente 100.000 m³ de aguas residuales contaminadas con metales pesados de hasta 120 toneladas de cianuro en el río de Tisza.

4. Proceso de lixiviación en pilas

La pila o PAD de lixiviación es una estructura a manera de pirámide escalonada donde se acumula el mineral extraído. A este material se le aplica, a través de un sistema de goteo, una solución cianurada de 50 miligramos por litro de agua, la cual disuelve el oro. Mediante un sistema de tuberías colocadas en la base del PAD, la solución disuelta de oro y cianuro – llamada solución rica – pasa a una poza de lixiviación o procesos, desde donde se bombea hacia la planta de procesos.

La base del PAD está recubierta por una geo membrana, que es un material plástico de alta resistencia que impide el contacto de los químicos con el suelo, cuidando la calidad del agua.

5. Proceso Gold Mill

Mediante la planta de procesamiento de minerales Gold Mill (Molino de Oro) se busca procesar el metal que no puede ser obtenido mediante el lixiviado en pilas. El oro se recupera en 24 horas, a diferencia del proceso de lixiviación en pilas que dura casi 60 días.

La construcción del Gold Mill se inició a mediados del 2006 y concluyó a principios del 2008, con una inversión de 270 millones de dólares y un plan de producción de 9 años. 1500 trabajadores participaron en la construcción de esta importante obra que tiene una capacidad de procesamiento de 5, 000,000 ton/año.

Las operaciones de extracción de oro han seguido el siguiente desarrollo: extracción primitiva, extracción artesanal, extracción artesanal con mercurio, extracción tecnificada con mercurio, extracción tecnificada con cianuro, extracción industrial subterránea y extracción industrial a cielo abierto.

a. Operaciones de extracción primitiva:

- Arranque del mineral: de vetas o filones auríferos con maceta y cincel. El oro se encuentra generalmente en pequeñas partículas dentro de vetas o filones de cuarzo. Los mineros arrancan pedazos del filón de cuarzo del cual separan luego las partículas de oro.

- Trituración del mineral: El mineral se tritura manualmente con porras o macetas sobre piedras planas.

- Molienda del mineral: en artesas de piedra con morteros de piedra. El mineral triturado se muele para liberar de la ganga las partículas finas de oro. Los aluviones auríferos finos no necesitan molienda y se someten directamente al bateo.

- Separación de ganga y partículas de oro por bateo: a la orilla de alguna quebrada o rio. Dentro de platos de madera, o bateas, con agua, el mineral molido, o el aluvión, se somete a un movimiento de rotación, mientras se inclina la batea para que el agua se derrame y arrastre la ganga. Las partículas de oro más pesadas permanecen en el fondo de la batea.

- Venta: Los gránulos y el polvo de oro obtenido son vendidos por los mineros

b. Operaciones de la extracción artesanal

- Molienda dinámica: en artesa de piedra, con mortero de piedra, accionado en vaivén con los pies. El triturado del mineral de oro se carga a la artesa-mortero, se le adiciona agua y se muele con el movimiento de vaivén del mortero dentro de la artesa.

- Separación de ganga y partículas de oro, por arrastre de la ganga con agua sobre vellocinos en canaletas o canalones. El mineral triturado se hace pasar, con corriente de agua, por canaletas o canalones inclinados, cuyo piso está cubierto, para retener las partículas de oro, con cueros vellosos o

1. Arranque

mineral 2. Trituración 3. Molienda

4.Separación por bateo 5.Venta

Molienda Dinámica Separación Venta

lanosos, antiguamente llamados "vellocinos de oro", o por paños fabricados en la región.

- Venta: Los gránulos y el polvo de oro obtenidos son vendidos por los mineros.

PROCESO DE PRODUCCION DE ORO:

A finales de los 80s e inicios de los 90s, Newmont exploró la zona ubica al norte de Cajamarca, logrando identificar zonas mineralizadas. Una vez descubierta, el área de geología de la mina realizó estudios más detallados que le permitieron identificar cantidades precisas de mineral. En 1990 se llevaron a cabo los estudios de factibilidad para iniciar los trabajos en una planta piloto para la lixiviación en pilas. Con el inicio de las operaciones en Carachugo, el 7 de agosto de 1993, la empresa Yanacocha produjo su primera barradore. Para explotar y obtener el oro utiliza el método de minería a cielo abierto.

Etapas del proceso:

1. Exploración: Consiste en ubicar zonas donde exista la presencia de minerales cuya explotación sea económicamente rentable. En esta etapa cuenta: el trabajo de campo y la perforación.

Trabajo de campo: Inicialmente se utilizan reportes satelitales para determinar zonas mineralizadas. Los geólogos recogen muestras (rocas) del suelo para conocer los elementos y minerales que las conforman.

Perforación: Finalmente se investiga y determina cuanto mineral existe en la zona. Si los análisis dan resultados positivas, se procede a la perforación: se sacan muestras de diferentes profundidades, para determinar tipo, cantidad, profundidad y otras características del mineral.

2. Pre-minado y Minado:

Pre-minado: Antes de iniciar el trabajo de explotación en sí, es necesario retirar del terreno la capa superficial de tierra orgánica (top soil) que permita el crecimiento de vegetación en la superficie. Esto se hace con equipo pequeño, y deja las condiciones para que en la etapa de minado se pueda explotar con equipo gigante.

Minado: Consiste en la extracción del material que contiene oro y plata. El proceso se da en dos etapas:

- Perforación: Se perfora el terreno para colocar los explosivos y fragmentar el suelo para el carguío.

- Voladura: Los agujeros son llenados con material explosivo, que al detonar fragmentan la roca y remueven subterráneamente el material exponiéndolo. En esta etapa se aplican los mas altos estándares de cuidado en seguridad.

3. Carguío y Acarreo: Los camiones gigantes llevan el material extraído del tajo a la pila de lixiviación (PAD) acondicionada previamente. Todos los camiones y palas están controlados a través de un sistema computarizado que permite conocer por satélite su ubicación exacta en todo momento.

- Tajo: Las explosiones que se realizan y la posterior remoción de tierra empiezan a formar grandes huecos en la tierra llamados tajos.

- Maquinaria: Los camiones pueden cargar hasta 250 toneladas. - PDA o Pila de lixiviación: Es la estructura donde se acumula el mineral

extraído del cerro para ser lixiviado y así recuperar el oro existente.

4. Obtención del Oro:

Proceso de lixiviación en pilas: El mineral descargado en pilas de lixiviación es lavado con una solución cianurada para recuperar el oro y la plata. La

solución rica es llevada hacia las pozas operación a través de tuberías colectoras.

Método Gold Mill: Mediante la planta de procesamiento de minerales Gold Mill (molino de oro) se busca procesar el metal que no puede ser obtenido mediante la lixiviación en pilas. El oro se recupera en 24 horas.

5. Procesos de planta:

Columnas de Carbón: Proceso que permite concentrar la cantidad de oro que hay en la solución rica, para luego recuperarlo en el proceso de Merril Crowe.

Merril Crowe: La solución rica en oro y plata es filtrada y limpiada. Luego se le elimina el oxígeno y se le añade polvo de Zinc para precipitar el metal y hacerlo sólido. El producto de Merril Crowe es el que luego pasa al proceso de refinería.

6. Refinería: El oro obtenido en el proceso de Merril Crowe es sometido a operaciones de secado en hornos de retortas a 650°C. Finalmente, el producto obtenido pasa por un proceso de fundición en horno de arco eléctrico a 1200°C para obtener el Dore, que el producto final.

7. Cierre de minas: Consiste en una serie de actividades como la rehabilitación de las áreas donde se realizó la actividad minera, para devolverle condiciones similares o mejores. El suelo, la vegetación y la fauna, por ejemplo, se recuperan en el entorno original.

Reconformación: se visualizan las pendientes tratando de conservar la geografía de los alrededores. Los camiones trasladan el suelo orgánico que fue previamente almacenado antes de comenzar las operaciones. Ahora, se extiende el suelo orgánico con un espesor de 30cm a más.

Revegetación: Aplicación de cal y abono para preparar el terreno. Fertilización. Se siembran pastos nativos y exóticos, un transporte de especies nativas y por último, forestación.

SUBPRODUCTOS DEL ORO:

Del oro no se puede sacar nada, solo utilizarlo para varias cosas, es distinto en el caso del cobre q de este es el molibdeno. El oro se usa en joyería (como es bien sabido), tiene una alta conductibilidad. No hay otro metal tan dúctil o tan maleable.

Se usa para hacer cables hoy en día en china.

Otro ejemplo de uso del de oro es en las ventanas de nuevos edificios.

IMPACTO AMBIENTAL QUE PRODUCE LA OBTENCIÓN DEL ORO:

Deterioro de ambientes nativos en el área de extracción, y de su biota, o sea, del conjunto de especies de plantas, animales y otros organismos que ocupan esta área.

Alteraciones paisajísticas. Contaminación del aire con partículas sólidas, vapores y ruidos molestos. Generación de depósitos de residuos mineros. Posibilidades de contaminación del suelo y de aguas superficiales y

subterráneas con excrementos y residuos domésticos. Afectación de las personas que trabajan en el área de extracción

por contaminación de aire, aguas y suelos. Alteración superficial causada por los caminos de acceso, hoyos y fosas de

prueba, y preparación del sitio; Polvo atmosférico proveniente del tráfico, perforación, excavación, y

desbroce del sitio; Ruido y emisiones de la operación de los equipos a diésel; Alteración del suelo y la vegetación, ríos, drenajes, humedales, recursos

culturales o históricos, y acuíferos de agua freática; y, conflictos con los otros usos de la tierra.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL COBRE

El cobre cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.

El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas.

MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DEL COBRE:

La extracción de cobre generalmente tiene lugar en fosas muy grandes y abiertas

1. La extracción subterránea: se realiza cuando un yacimiento presenta una cubierta de material estéril muy espesa, lo que hace que la extracción desde la superficie sea muy poco rentable. Para ello se realizan distintos tipos de faenas bajo el suelo, las que pueden ser horizontales en túneles o galerías, verticales en piques o inclinadas en rampas.

2. La extracción a rajo abierto: se hace cuando una mina presenta una forma regular y el mineral está ubicado en la superficie y el material estéril que lo cubre pueda ser retirado con facilidad. Un rajo se construye con un determinado ángulo de talud, con bancos y bermas en las que se realizan las tronaduras (detonaciones), de donde sale el material que luego será transportado por estas mismas vías en grandes camiones.

PROCESOS INDUSTRIALES DEL COBRE:

1. Minería del cobre

El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados (20%), los primeros se tratan por un proceso denominado piro metalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia. Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (Cu2S) y covellina (CuS) y finalmente la secundaria calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.

La tecnología de obtención del cobre está muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la ley de los minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente concentraciones muy bajas del metal. Ésta es la causa de que muchas de las distintas fases de producción tengan por objeto la eliminación de impurezas.

2. Metalurgia del cobre:

La metalurgia del cobre depende de que el mineral se presente en forma de sulfuros o de óxidos (cuproso u cúprico).

Para los sulfuros se utiliza para producir cátodos la vía llamada piro metalurgia, que consiste en el siguiente proceso:

El proceso de refinado produce unos cátodos con un contenido del 99,9% de cobre. Los cátodos son unas planchas de un metro cuadrado y un peso de 55 kg.

Otros componentes que se obtienen de este proceso son hierro (Fe) y azufre (S), además de muy pequeñas cantidades de plata (Ag). Como impurezas del proceso se extraen también plomo (Pb), arsénico (As) y mercurio (Hg).

Como regla general una instalación metalúrgica de cobre que produzca 300.000 t/año de ánodos, consume 1.000.000 t/año de concentrado de cobre y como subproductos produce 900.000 t/año de ácido sulfúrico y 300.000 t/año de escorias.

Cuando se trata de aprovechar los residuos minerales, la pequeña concentración de cobre que hay en ellos se encuentra en forma de óxidos y sulfuros, y para recuperar ese cobre se emplea la tecnología llamada hidrometalurgia, más conocida por su nomenclatura anglosajona Sx-Ew.

El proceso que sigue esta técnica es el siguiente: Mineral de cobre-> lixiviación-> extracción-> electrólisis-> cátodo

Esta tecnología se utiliza muy poco porque la casi totalidad de concentrados de cobre se encuentra formando sulfuros, siendo la producción mundial estimada de recuperación de residuos en torno al 15% de la totalidad de cobre producido.

Conminucion del mineral

Concentración (flotación)

Fundición en horno

Paso a convertidores

Afino Moldeo de ánodos

Electro refinación Cátodo

¿COMO SE PRODEUCE EL COBRE?

El cobre está presente en la corteza terrestre principalmente en forma de minerales sulfurados como la calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4) y calcosina (Cu2S). El contenido en cobre de estos minerales es bajo, alrededor de un 0.5% en minas a cielo abierto y hasta un 2% en minas subterráneas.

El cobre también se presenta en forma de minerales con oxígeno como carbonatos, óxidos, silicatos y sulfatos, pero en menor concentración.

Según sea la mena, el proceso de extracción del cobre será diferente, así tenemos:

Extracción de cobre a partir de menas sulfuradas (pirometalurgia) Extracción de cobre a partir de menas de óxido (hidrometalurgia)

El cobre aparece vinculado en su mayor parte a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados. Estos dos tipos de mineral requieren de procesos productivos diferentes, pero en ambos casos el punto de partida es el mismo: la extracción del material desde la mina a tajo (rajo) abierto o subterránea que, en forma de roca, es transportado en camiones a la planta de chancado, para continuar allí el proceso productivo del cobre.

Proceso para la extracción del cobre sulfurado

Extracción del cobre

Geología

Planificación

Operaciones

Tronadura

Transporte

Carguío

Cobre oxidado Cobre sulfurado

Etapas Etapas

Etapas:

a. Exploración geológica: es la primera etapa, y sin ella, ninguna otra etapa posterior tendría sentido. Aquí, se identifica que hay un yacimiento con mineral suficiente para ser trabajado, se determinan sus características y se establece la forma de explotarlo.

b. Extracción, carguío y transporte: teniendo claro que existe un yacimiento, se decide comenzar a trabajar en él. Las rocas y los minerales adecuados se extraen de la mina y son transportadas a la planta donde continúan los demás procesos de producción.

Cobre oxidado:

c. Chancado: Es la etapa en la que grandes máquinas reducen el tamaño del material extraído en la mina a porciones cada vez más pequeñas y compactas, de no más de 1,5 pulgadas. Dicho material se ordena apilándolo.

d. Lixiviación: las pilas de material mineralizado se riegan con una solución de agua con ácido sulfúrico que disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre. Esta solución escurre a través de la pila, se recoge, luego se purifica y se concentra antes de llevarla a la electroobtención.

e. Electroobtención: es una electrólisis, es decir un proceso mediante el cual se separa un compuesto -cobre, en este caso-, de otros, usando para ello la electricidad. Así, se recupera el cobre desde la solución desarrollada en la lixiviación, obteniéndose cátodos de la más alta pureza (99,99%).

1. Lixiviación

2. Electroobtencion

3. Cátodos

1. Molienda

2. Flotación

3. Fundición

4. Electrorefinacion

f. Cátodos: los cátodos obtenidos son examinados cuidadosamente. Aquellos seleccionados son apilados, pesados y embalados para su despacho, el que se realiza mediante trenes y camiones a los puertos de embarque.

Cobre Sulfurado:

g. Molienda: mediante molinos se continúa reduciendo las partículas de mineral hasta obtener un tamaño máximo de 180 micrones (0,18mm). Con esto se forma una pulpa con agua y reactivos que se lleva a la flotación.

h. Flotación: en esta etapa se genera espuma, cuyas burbujas atrapan el cobre y otros minerales sulfurados contenidos en la pulpa. Luego de varios ciclos, se recolecta y se seca esta espuma para obtener el concentrado de cobre que continúa su purificación.

i. Fundición: para separar el cobre de otros minerales e impurezas, el concentrado de cobre seco se trata a grandes temperaturas en hornos especiales. Luego de varios procesos se obtiene cobre RAF (refinado a fuego) el que es moldeado en placas de un peso aproximado de 225 kg, llamadas ánodos.

j. Electro refinación: los ánodos provenientes de la fundición se llevan a celdas electrolíticas para su refinación. De este proceso se obtienen cátodos de alta pureza. 99,99 % de cobre.

SUBPRODUCTOS DEL COBRE:

1) Molibdeno: Una de las principales características de este mineral es su alto punto de fusión, que lo convierte en un insumo importante para la fabricación de aceros especiales. Además, no se puede encontrar en estado puro en la naturaleza, pero con frecuencia está asociado al cobre.

Durante el proceso de concentración del cobre se obtiene como subproducto el concentrado de molibdeno (bisulfuro de molibdeno), cuyo aspecto es el de un fino polvillo negruzco y muy resbaladizo. Este material es sometido a un proceso posterior tostación para eliminar el azufre.

Lo que resulta de este proceso es el trióxido de molibdeno, un polvo de color amarillo verdoso, se vende envasado como polvo en tambores o tamborcillos, o en briquetas en maxi sacos, y parte desde puertos marítimos ubicados en el norte y centro de Chile hacia diversos mercados del mundo

2) Barros anódicos: Los barros anódicos son un concentrado de metales preciosos generado durante la refinación electrolítica.

Debido a la presencia de metales preciosos como plata, oro, platino y paladio, los barros anódicos tienen un elevado valor comercial. Para eso deben ser sometidos a un proceso físico-químico que permita separar estos componentes.

Los metales preciosos obtenidos de los barros anódicos son utilizados para la fabricación de joyas, monedas, películas, papeles fotográficos, catalizadores, entre otros.

3) Después del proceso de elaborar ánodo de cobre y cátodo de cobre se obtienen los siguientes subproductos: Ácido sulfúrico. Escoria granulada. Lodos electrolíticos. Sulfato de níquel. Yeso.

IMPACTO AMBIENTAL DEL COBRE:

El cobre no se degrada en el medio ambiente. Los compuestos de cobre pueden degradarse y liberar cobre al aire, el agua o los alimentos.

El Cobre entra en el aire, mayoritariamente a través de la liberación durante la combustión de fuel. El Cobre en el aire permanecerá por un periodo de tiempo eminente, antes de depositarse cuando empieza a llover. Este terminará mayormente en los suelos, como resultado los suelos pueden también contener grandes cantidades de Cobre después de que esté sea depositado desde el aire.

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente atado a la materia orgánica y minerales. Como resultado este no viaja muy lejos antes de ser liberado y es difícil que entre en el agua subterránea. En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias, tanto suspendido sobre las partículas de lodos como iones libres.

El Cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos. En suelos ricos en Cobre sólo un número pequeño de plantas pueden vivir. Por esta razón no hay diversidad de plantas cerca de las fábricas de Cobres, debido al efecto del Cobre sobre las plantas, es una seria amenaza para la producción en las granjas. El Cobre puede seriamente influir en el proceso de ciertas tierras agrícolas, dependiendo de la acidez del suelo y la presencia de materia orgánica. A pesar de esto el estiércol que contiene Cobre es todavía usado.

El Cobre puede interrumpir la actividad en el suelo, su influencia negativa en la actividad de microorganismos y lombrices de tierra. La descomposición de la materia orgánica puede disminuir debido a esto.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL HIERRO

El hierro o fierro (en muchos países hispanohablantes se prefiere esta segunda forma) es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe y tiene una masa atómica de 55,6.

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante; y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el planeta en su núcleo, se concentra la mayor masa de hierro nativo equivalente a un 70%. El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético.

El hierro es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. También existe en el Universo, habiéndose encontrado meteoritos que lo contienen. Es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta con un 70%. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3).

OBTENCIÓN- EXTRACCIÓN DEL HIERRO:

Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son óxidos, y los que no, se pueden oxidar para obtener los correspondientes óxidos.

La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto horno. En él se añaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que actúa como escorificante.

Los gases sufren una serie de reacciones; el carbono puede reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:

C + O2 → CO2

A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:

CO2 + C → 2CO

Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:

2CO + O2 → 2CO2

El proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).

En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:

Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2

FeO + CO → Fe + CO2

Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta, reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:

Fe3O4 + C → 3FeO + CO

El carbonato de calcio (caliza) se descompone:

CaCO3 → CaO + CO2

Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como se ha visto antes.

Más abajo se producen procesos de carburación:

3Fe + 2CO → Fe3C + CO2

Finalmente se produce la combustión y desulfuración (eliminación de azufre) mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio: hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la industria.

El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidores.

En la industria, el procedimiento más normal de obtención del hierro, partiendo de los minerales, es la reducción de éstos por carbón. El proceso simplificado consiste en tratar el óxido de hierro con el carbonato, formándose óxido de carbonato y hierro libre. Si se trata el óxido de carbono con más óxido de hierro, se forma anhídrido carbónico y más hierro libre. En el proceso indirecto se empieza por reducir el óxido de hierro par obtener colado o fundición.

Fundición: El hierro colado o fundición se fabrica en los llamados altos hornos. Se caracteriza por servir para moldeo, ser resistente a la compresión y tener fragilidad. Se puede obtener varias clases de hierro colado dependiendo del proceso de fabricación, del enfriamiento, de las materias primas y de la ganga del mineral, pudiéndose dividir en dos grupos: fundiciones ordinarias y fundiciones especiales. Las Fundiciones Ordinarias están formadas principalmente de hierro y carbono. Puede ser: la fundición gris, la fundición blanca y la fundición maleable. Las Fundiciones Especiales pueden ser: ferromanganesas y ferro silíceas.

Desde el punto de vista tecnológico existen tres tipos fundamentales de procesos:

1) Por soplado, en el cual todo el calor procede del calor inicial de los materiales de carga, principalmente en estado de fusión.

2) Con horno de solera abierta, en el cual la mayor parte del calor proviene de la combustión del gas o aceite pesado utilizado como combustible; el éxito de este proceso se basa en los recuperadores de calor para calentar el aire y así alcanzar las altas temperaturas eficaces para la fusión de la carga del horno.

3) Eléctrico, en el cual la fuente de calor más importante procede de la energía eléctrica ( arco, resistencia o ambos ); este calor puede obtenerse en presencia o ausencia de oxígeno; por ello los hornos eléctricos pueden trabajar en atmósferas no oxidantes o neutras y también en vacío, condición preferida cuando se utilizan aleaciones que contienen proporciones importantes de elementos oxidables.

En la fabricación de acero existen las fases hierro, escoria y gases. Este sistema heterogéneo tiende a un estado de equilibrio si se adicionan unos elementos reaccionantes o varía la temperatura o la presión. Al fabricar un acero se pretende eliminar de la fase hierro los elementos perjudiciales en acceso y añadir los que faltan para conseguir el análisis final previsto. Por las reacciones reversibles entre las tres fases (hierro, escoria y gases) se consigue, al producirse un desequilibrio, la segregación o paso de elementos, eliminar del hierro la escoria, o viceversa. Es necesario un profundo conocimiento de estas reacciones para fabricar un acero con buen resultado. Todo el proceso de obtención de acero consta de un primer período oxidante o de afino, en el que se elimina el Carbono en fase gaseosa; el silicio y el manganeso se oxidan formando compuestos complejos con la escoria, que puede eliminarse; si la escoria es además básica, se elimina el fósforo. El segundo período es reductor y debe eliminar el exceso de óxido de hierro disuelto en el baño del hierro durante el período oxidante, a fin de poder eliminar después el azufre; o puede también recuperar el manganeso oxidado que pasó a la escoria. Finalmente, hay un período de desoxidación o refino por acción de las ferro−aleaciones de manganeso y silicio, que se adicionan en el baño a la

cuchara, y de aluminio metálico, en la lingotera. Estos períodos pueden tener mayor o menor duración e importancia y realizarse netamente separados o entrelazados, y a mayor o menor velocidad en unos procesos que en otros. El desescoriado puede ser total o parcial en cada período, o transformar las primeras escorias oxidantes en reductoras. Todo ello dependerá del horno o proceso utilizado, de las condiciones de las materias primas, de los elementos que interesa que pasen a la escoria y no retornen de ésta al baño de hierro, etc.

Proceso de extracción y Peletizado del mineral de Hierro

ga hacia el molino

Inicio Perforación y

dinamizado en la mina

Levantamiento del material

Transporte a la refinería

Extracción

Descarga ferroviana desde la mina

Acopio del mineral procesado

Carga del mineral procesado y descarga

hacia el molino de bolas

Triturado Hidroseparacion del hierro y sus impurezas

Separación magnética

Transporte al 1ro y 2do concentrador

Espesador de concentrado

Proceso de recuperación de agua

Transporte a estanques agitadores

Paso por filtros de disco, hacia

buzones concentrados

Mezcla de aditivos

Transporte hacia el disco peletizado

Horno de parilla

Horno giratorio

Harnero Pallet chips

Pilas de pallet

Transporte almacenamiento

El hierro que se utiliza en la industria suele proceder fundamentalmente de dos sitios:

a) De las minas.

b) De la chatarra, es decir, a través del reciclado de automóviles, electrodomésticos.

Coque:

El calor requerido para fundir el mineral en los hornos altos se obtienen de la combustión del coque. El coque es el residuo que queda después de calentar ciertos carbones en ausencia de aire. Es un material duro quebradizo y poroso, que contiene de 85% a 90% de carbono, junto con alto de cenizas, azufre y fósforo.

Mineral de hierro:

El principal mineral de hierro es el hematitis, el cual cuando es puro contiene 70% hierro. Cuando este óxido de hierro contiene agua se denomina limonita, y contiene 60% de hierro cuando es puro. La magnetita se halla con menos abundancia. La siderita se ha empleado como mineral, pero debido a su pequeño contenido en hierro no se emplea con frecuencia en la actualidad.

Chatarra:

Solo los metales pueden ser utilizados varias veces. Otros materiales, tales como la madera, vidrio y hormigón constituyen u escombro cuándo han perdido su utilidad. En cambio, os metales procedentes de estructuras inservibles, tal como calderas, puentes, buques, automóviles, etc., se convierten en chatarra aprovechable.

ETAPAS DEL PROCESO:

En este apartado vamos a estudiar cuales son los pasos que hay que seguir para obtener el hierro en la minería, tanto si se trata de una mina subterránea o una mina a cielo abierto.

1) El primer paso será hacer explotar la roca, por ejemplo, con dinamita.

2) El material que se ha soltado gracias a la explosión se carga en camiones.

Todos los pasos que siguen tienen como objetivo separar la parte del mineral que tiene hierro (mena), de la tierra, rocas y otras impurezas (ganga). Para ello debemos realizar las siguientes operaciones:

3) Los camiones se hacen pasar por arcos detectores de metal, de esa forma descartamos aquellos que no tienen metal, los cuales directamente son eliminados.

Los camiones que si tienen metal son llevados a la planta de tratamiento en la que se realizan los siguientes pasos:

4) Primero se trituran las rocas, para facilitar la separación de la mena y la ganga.

5) Finalmente se pueden eliminar parte de las impurezas mediante imanes o mediante flotación (se aprovecha que el hierro pesa más que las rocas, o pueden emplearse detergentes que se pegan al hierro y lo hacen flotar).

Son todos estos pasos se puede conseguir hierro con una pureza aproximadamente del 70%, es decir, aún nos queda un 30% de impurezas, lo cual es un porcentaje todavía muy importante que debemos seguir eliminando.

6) Para poder ser utilizados en los pasos que vamos a ver a continuación debemos terminar compactando los trozos de hierro obtenidos para conseguir nuevamente pequeñas rocas, a este le denominamos sinterizado.

Proceso de Peletización del Hierro

El proceso productivo se inicia con la extracción del mineral de hierro desde las minas en el norte de nuestro país (III y IV regiones).

Si el mineral posee bajo contenido de impurezas (principalmente fósforo y azufre), puede ser utilizado para carga directa a Altos Hornos, requiriendo sólo tratamientos de molienda y concentración.

7) Molienda y Concentración

8) Peletización y Endurecimiento Térmico

Reducción del mineral para obtener Arrabio

Alto Horno: La reducción del mineral para obtener arrabio, se realiza en los Altos Hornos. Por el tragante (parte superior del horno) se cargan por capas los minerales de hierro, la caliza y el coque.

La inyección de aire precalentado a 1.000 ºC, aproximadamente, facilita la combustión del coqué, generando elevadas temperaturas y gases reductores que actúan sobre el mineral y la caliza, transformándolos en arrabio (hierro líquido) y en escoria, respectivamente. La colada, que consiste en extraer estos elementos acumulados en el crisol (parte inferior de los saltos hornos), se efectúa

aproximadamente cada dos horas. El arrabio es recibido en carros torpedo para ser transportado a la Acería de Convertidores al Oxígeno; la escoria, separada del arrabio por su menor densidad, se hace fluir hacia un foso donde es "apagada" y granulada por un chorro de agua.

La producción del hierro:

Para producir hierro, se alimenta por la parte superior de un alto horno una carga con capas alternadas de coque, piedra caliza y mineral de menas de hierro. Un alto horno es virtualmente una planta química que reduce continuamente el hierro del mineral. Químicamente desprende el oxígeno del óxido de hierro existente en el mineral para liberar el hierro. Está formado por un recipiente cilíndrico de acero forrado con un material no metálico y resistente al calor, como ladrillos refractarios y placas refrigerantes. El diámetro del recipiente cilíndrico de 9 a 15 m (30 a 50 pies) disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un punto situado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total de 40 m (125 pies. La parte inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas toberas, por donde se fuerza el paso del aire. Cerca del fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o vacía) el alto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay otro agujero para retirar la escoria. La

Arrabio líquido o solido

Proceso pudelado

Convertidor Bessemer

Hornos de hogar

Hornos de arco

eléctrico

Hornos de refinación

Cubiloto

Hierro dulce Aceros al carbón

Colados de hierro maleable

Hierro colado o fundición gris

parte superior del horno, contiene respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvas redondas, cerradas por válvulas en forma de campana, por las que se introduce la carga en el horno. Los materiales se llevan hasta las tolvas en pequeñas vagonetas o cucharas que se suben por un elevador inclinado situado en el exterior del horno. Desde la parte baja de la cámara se inyecta por toberas una corriente de gases y aire precalentados a 900 °C a gran velocidad para realizar la combustión y la reducción del hierro efectuándose la combustión completa del coque que adquiere temperaturas máximas entre 1700 a 1800 °C. Los gases calientes (CO, H2, CO2, H2O, N2, O2 y los combustibles) realizan la combustión del coque conforme pasan hacia arriba, a través de la carga de materiales. El monóxido de carbono se suministra como un gas caliente, pero también se forma adicionalmente por la combustión del coque. El gas CO tiene un efecto reductor sobre las menas de hierro.

El hierro fundido escurre hacia abajo, acumulándose en la base del alto horno. El hierro fundido de primera fusión, o arrabio se vacía periódicamente en carros cuchara o carros torpedo con los cuales se llenan lingoteras o bien se conducen a mezcladoras calientes donde se almacenan y se mezclan con otras fundiciones para curarse posteriormente en algún proceso de obtención del acero (refinación de arrabio). Los lingotes se someten a una operación de enfriamiento para convertirse mediante procesos metalúrgicos posteriores, en: hierro fundido de segunda fusión, hierro dulce, hierro maleable o bien acero.

Los altos hornos funcionan de forma continua. La materia prima que se va a introducir en el horno se divide en un determinado número de pequeñas cargas que se introducen a intervalos de entre 10 y 15 minutos. La escoria que flota sobre el metal fundido se retira una vez cada dos horas, y el arrabio se sangra cinco veces al día.

La piedra caliza se combina con la sílice (Si O 2) presente en el mineral (la sílice no se funde a la temperatura del horno) para formar silicato de calcio (Ca Si O 4), de menor punto de fusión. Si no se agregara la caliza, entonces se formaría silicato de hierro (Fe 2 Si O 4), con lo que se perdería el hierro metálico, allí está la importancia de la piedra caliza. La cal se combina con impurezas tales como sílice (Si O 2), azufre (S) y aluminio (Al 2 O 3) para formar silicatos de calcio y de aluminio, en reacciones que producen una escoria fundida que flota encima del hierro.

El arrabio o hierro de primera fusión no se puede utilizar directamente en la industria por ser muy quebradizo debido a sus impurezas y poca resistencia contiene excesivo carbón, de 2.2% a 4.5%, además de cantidades de silicio, magnesio, fósforo cuyos contenidos son muy variables.

SUBPRODUCTOS DEL HIERRO:

Escoria: subproducto de la fundición de una mena. Posibilidades de subproductos en este tipo de yacimientos son: a) Titanio,

en la forma de minerales de titanio; b) Apatita; e) Cromo, molibdeno, cobalto, zinc, galio y vanadio, por reemplazo en la estructura de magnetita y/o hematita y d) Tierras raras, torio, uranio y vanadio, por reemplazo en la estructura de apatita.

IMPACTO AMBIENTAL DEL HIERRO:

La industria de acero es una de las más importantes en los países desarrollados y los que están en vías de desarrollo. En los últimos, esta industria, a menudo, constituye la piedra angular de todo el sector industrial. Su impacto económico tiene gran importancia, como fuente de trabajo, y como proveedor de los productos básicos requeridos por muchas otras industrias: construcción, maquinaria y equipos, y fabricación de vehículos de transporte y ferrocarriles. Durante la fabricación de hierro y acero se producen grandes cantidades de aguas servidas y emisiones atmosféricas. Si no es manejada adecuadamente, puede causar mucha degradación de la tierra, del agua y del aire.

A la hora de obtener la materia prima. La mayoría de las minas que se explotan en la actualidad se hacen a cielo abierto. Ello ocasiona un impacto acústico, paisajístico y de destrucción de hábitats.

La fabricación del carbón de coque emite, los siguientes elementos contaminantes: CO, CO2, amoniaco, alquitrán, cenizas y humos, entre otros.

Durante la transformación del mineral en producto comercial. Las emisiones que se liberan en el horno alto, hornos de afino, laminación, etc., son:

Metales pesados, como plomo, mercurio, etc., que contaminan el aire, el agua y la tierra.

Gases residuales y polvo. Gases de horno alto y horno eléctrico, como CO, CO2, SOx, NOx,

etcétera. Además, se producen otros tipos de contaminación, como:

Lodos procedentes de la depuración de los gases. Aguas residuales contaminadas con aceites, ácidos, etcétera.

Contaminación acústica.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL MINERAL PLATA

La plata es un elemento químico de número atómico 47 situado en el grupo 11 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Ag. Es un metal de transición blanco, brillante, blando, dúctil, maleable.

Se encuentra en la naturaleza formando parte de distintos minerales (generalmente en forma de sulfuro) o como plata libre. Es muy escasa en la naturaleza, de la que representa una parte en 10 millones de corteza terrestre.

La plata es un metal muy dúctil y maleable, algo más duro que el oro, la plata presenta un brillo blanco metálico susceptible al pulimento. Se mantiene en agua y aire, si bien su superficie se empaña en presencia de ozono, sulfuro de hidrógeno o aire con azufre.

Tiene la más alta conductividad eléctrica y conductividad térmica de todos los metales, pero su mayor precio ha impedido que se utilice de forma masiva en aplicaciones eléctricas. La plata pura también presenta el color más blanco y el mayor índice de reflexión.

La plata se encuentra nativa, combinada con azufre (argentita, Ag2S), arsénico (proustita, Ag3AsS3), antimonio (pirargirita, Ag3SbS3) o cloro (plata córnea, AgCl), formando un numeroso grupo de minerales de plata. El metal se obtiene principalmente de minas de cobre, cobre-níquel, oro, plomo y plomo-cinc de México, Canadá, el Perú y los estados unidos.

La metalurgia a partir de sus minerales se realiza fundamentalmente por la cianuración:

Ag2S + 4 KCN → K2S + 2 KAg (CN)2

MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DEL MINERAL DE PLATA:

Para la explotación de los filones argentíferos, en el altiplano se empleaba la técnica explosiva vernácula: los indios llenaban con agua las grietas abiertas de la roca y las heladas nocturnas hacían saltar las masas de roca. El sistema fue adoptado por los españoles.

Pero en trabajo menor, mientras que los indios, que desconocían la siderurgia se

valían de la madera dura y cornamenta de ciervos en cálida de instrumento, los españoles introdujeron implementos de hierro.

1) El método de la fundición fue utilizado por allá en el siglo XVI por los principales reales mineros argentíferos de aquella lejana América conquistada por los españoles. Para conseguir la separación de la plata de lo que se llama ganga, los indígenas del altiplano fundían el metal que primero era triturado agregándole óxido de plomo.

Para el calentamiento y así lograr la fundición de los metales, se empleaban hornos de fundición, hechos de barro o piedra y a los que se colocaba habitualmente en la cima de una montaña, al aire libre; estaban provistos de agujeros por los que el cortante viento nocturno penetraba, atizando el fuego y manteniéndolo vivo.

2) Método de AMALGAMACIÓN o de “Beneficio de Patio”: Se ha de destacar que

si bien los yacimientos americanos eran muy ricos, tenían una baja calidad, es decir que de cada metro cúbico de tierra extraída había una escasa cantidad de plata pura. Con la técnica de producción del rudimentario proceso de fundición jamás se habría extraído la plata que se llegó a obtener de los yacimientos americanos. Pero a mediados del s XVI apareció un novedoso sistema que revolucionaría la minería de la plata a nivel mundial, y por ende, en América: la amalgamación. Bartolomé de Medina (1497-1585), sevillano, descubrió el proceso de amalgamación. Su invento permitió extraer una mayor proporción de plata del mineral, lo que lo hizo rentable para la explotación de antiguos pozos o vetas.

PROCESOS DE OBTENCIÓN DE LA PLATA:

Proceso de la plata industrial

El proceso de plateado consiste en la electro-deposición de plata metálica sobre una superficie que puede ser metálica o no metálica, Los recubrimientos de plata mate, necesitan de un posterior abrillantado, es muy utilizado en la industria alimenticia, contactos eléctricos para interruptores, fabricación de reflectores, etc.

Proceso por amalgamación

En esencia se trataba de aprovechar al máximo la solubilidad de la plata en el mercurio, mediante la mezcla de su mineral impregnado en agua, sal común, un cuerpo llamado magistral y mercurio, para obtener una amalgama que se disociaba finalmente por acción del calor.

Se desarrollaba en cuatro etapas esenciales (amalgamación)

Diagrama de flujo

Etapas de este proceso:

1) Molienda de la menas de plata: con mazos o morteros, completada habitualmente con la pulverización en molinos y el amasado de la masa molida, previamente humedecidas, en caballerías. Esta primera etapa era de gran importancia; cuanto más fino era el mineral, mayor era la superficie de las partículas de sales de plata expuestas al contacto con el mercurio y más rápidamente se producía el proceso químico de la amalgamación, lo que generaba la necesidad de importantes instalaciones de molienda.

2) Mezcla de la masa con sal, mercurio y el llamado “magistral”, generalmente

consistente en piritas de cobre tostadas, en tortas extendidas sobre el piso

Amalgamación

1. Molienda de las menas de plata

2. Mezcla de la masa con sal y otros

3. Lavado con agua

4. Desazogado o destilación de la

amalgama

enlosado de un patio abierto o cobertizo. En la 2ª etapa, el uso del magistral es un descubrimiento posterior a 1554; se trataba, de piritas de cobre, es decir, sulfitos de este metal o más generalmente una mezcla de piritas de hierro y cobre, que actuaba como catalizador indispensable que permitía con mayor facilidad la amalgamación de la plata con el mercurio y que se descubrió ante la dificultad de extraer la plata contenida en determinados minerales con presencia antimonial. Una vez descubierto su uso, se empleó en todos los minerales de plata indistintamente, fuera cual fuera la composición del mineral base.

3) Lavado con agua del material en tinas provistas de un molinillo agitador para separar la amalgama de plata. La tercera etapa, aunque denominada “lavado”,

debiese ser llamada más exactamente “flotación”, ya que se trataba de un proceso

destinado a separar, basándose en sus diferentes pesos, las partículas más pesadas, las de la amalgama de plata y mercurio, que por tanto se iba al fondo, mientras que la materia más ligera de la torta, formada una capa delgada de lodo recibía el nombre de “lama” .Evidentemente en esta operación se perdía una cierta cantidad de lama y para recobrarla se hacía pasar el desperdicio por unas artesas de sedimentación.

4) Por último, desazogado o destilación de la amalgama, que dejaba la plata libre. En la última etapa, la masa amalgamada se comprimía hasta tomar forma de piña, nombre que en efecto recibía, y mediante aplicación de calor, el mercurio se vaporizaba y se recogía en una especie de capucha de metal llamada “capellina”,

desde la que por enfriamiento resbalaba y era recogido en la base. La plata que quedaba en la piña era casi totalmente pura y se sometía luego a fusión con el fin de darle una forma comercial de barra con un peso fino de aproximadamente 130 marcos.

Proceso de extracción de la Plata:

El proceso de Extracción del Oro y la Plata del interior de las minas se conoce como beneficio. En el altiplano se utilizaba la técnica explosiva vernácula para la explotación de los filones o vetas argentíferas, que consistía en un método sencillo, pero infalible. Los indígenas llenaban con agua las grietas abiertas en la roca y las heladas nocturnas hacían saltar las masas de roca. Justamente por su sencillez fue que el método fue adoptado por los españoles.

Etapas del proceso de obtención de plata en las minas: En este proceso se evidencian nueve etapas muy importantes.

Diagrama de flujo de la extracción de plata

Etapas de este proceso:

1) Extracción: La extracción desde sus yacimientos o minas dependiendo del caso. En los laboríos se prepara, ya sea el frente o cielo, así como los rebajes para realizar la tronada (dinamitar) esto se realiza por medio de barrenos hechos por la perforadora, con la finalidad de depositar uno o más cartuchos de un explosivo plástico, este va conectado a una mecha la cual recibe el nombre de

PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA PLATA

1. Extracción

2. Cribado y quebrado del mineral

3. Muestreo

4. Molienda

5. Cianuracion

8. Fundición

9. Refinería

7. Flotación

6. Amalgamación

"termalita", que en sus extremos se le coloca unas terminales conocidas como cápsulas, uno que permite encender la mecha y el otro que detona el explosivo.

Posteriormente de la tronada, el material que se acumula es cargado por medio de la pala neumática en los carros de góndola, trasladándolo a los depósitos denominados alcancías que son contenedores de almacenamiento de carga para después ser transportado por el manteo.

2) Cribado y quebrado del mineral: Por medio del manteo general se canaliza el material al área de quebradoras, en donde por medio de maquinaria conocida como quebradores primarios se reducen las piedras de gran volumen a medidas inferiores, clasificándose en las cribas (equipos semejantes a una coladera doméstica), para seguir a los quebradores secundarios o ser reciclados a los primarios, una vez que se obtiene la medida óptima del material, por medio de unas bandas es transportada a la molienda.

3) Muestreo: Este paso es intermedio y paralelo entre el cribado y molienda, ya que aquí se realizan los muestreos de las cargas para determinar la ley (grado de pureza y cantidad de plata y oro por carga) de material de proceso.

4) Molienda: Una vez quebrado el material, por medio de las bandas alimentadoras, llega el material a los molinos de mineral, éstos grandes cilindros constituidos por lianas de acero al molibdeno sujetadas en su pared por medio de tortillería permiten que por medio de las bolas de acero que giran en el interior del molino (el cual tiene un movimiento rotatorio) el material se a molido para convertirlo en lodo, ya que se le alimenta agua constantemente al interior del molino, saliendo a través del "trunions" (o salida del molino) para que por medio de canales se ha enviado al siguiente proceso.

5) Cianuracion: El material una vez molido pasa a unos tanques por medio de un impulso de rastrillo contantemente, se le agrega cianuro para el proceso de beneficio de la plata este sistema de agitación y cianuracion se hace una mezcla homogénea que se después se enviara a la plata de flotación pero no siempre puede ser por este método existe otro método conocido como amalgamación.

6) Amalgamación: El material se suele someterlo a tostación con agregado de sal común para transformar la plata en cloruro de plata. Esta sustancia se trata en toneles giratorios con agua y hierro con lo que se obtiene la plata libre.

7) Flotación: Aquí se recolecta las primeras espumas que se obtienen del proceso de cianuración, por medio de celdas contenedoras (tanque de lámina de acero) y de impulsores giratorios (éstosa unas revoluciones de giro considerablemente alta) hacen que las partículas de plata se separen de la tierra y piedra molida para

flotar en la espuma, que es derramada en unos conductos laterales de los tanques, estas espumas son enviadas por medio de bombeo al área de fundición y los deshechos también se envían por medio de bombas para ser almacenadas en los terrenos que se encuentran en las afueras de la ciudad conocidos como los "jales", que reciben este nombre dado que el deshecho de los procesos se llama tierra de "jal".

8) Fundición: Recolectan las espumas enviadas por parte de flotación, colocándose en unos sacos de lona, los cuales se encuentran en el interior de las prensas "Merick", para que sean compactadas y solidificadas por medio de presión, una vez extraídos, por un lado la humedad(agua cianurada) y por otro los lodos anódicos, se procede a depositar en los moldes para la fundición de los mismos.

La fundición se realiza en hornos cuyo combustible es el diesel o petrolato (éste último también derivado del petróleo similar al diesel pero más impuro).

En este proceso se le agrega a los lodos las ropas de deshecho de los trabajadores de las áreas de fundición y refinería (esto se realiza según las políticas de la empresa para evitar a toda costa las mermas de los metales preciosos) trozos de vidrio, madera, bórax entre otros, con el fin de que durante el proceso de fundición se limpien los metales obteniendo placas anódicas para el proceso de refinado.

9) Refinería: Una vez recibidas las placas anódicas de plata, se depositan en las tinas electrolíticas, que por medio de químicos y electricidad se desintegran las placas convirtiéndose en cristales de plata, este material en esa presentación se le llama granalla de plata, el cual es transportado a los hornos para fundir el material, los hornos empleados en este proceso son eléctricos para evitar contaminantes al ecosistema y para evitar pérdidas por volatilidad de los minerales a fundir.

Ya fundida la plata se deposita en las lingoteras giratorias, esto es una plancha en forma de disco que gira en forma horizontal en torno al horno.

Fríos y ya solidificados los lingotes se desmoldan para ser pulidos, pesados (en básculas de una precisión absoluta, éstas son tan sensibles que en una de ellas se podría pesar hasta un cabello humano), marcados, foliados, sellados y fletados para su embarque.

SUBPRODUCTOS DE LA PLATA:

La mayor parte de su producción se obtiene como subproducto del tratamiento de las minas de cobre, zinc, plomo y oro. Este mineral es un subproducto a la vez.

Un caso es la obtención de la plata como subproducto. Este método es el más utilizado, consigue el 80% de la plata obtenida en el mundo. En la producción de los metales que la acompañan, la plata queda mezclada con ellos, y se separa con una técnica diferente en cada caso. Si aparece mezclada con oro se extrae mediante electrólisis en una solución de nitrato de plata.

IMPACTO AMBIENTAL QUE GENERA LA EXTRACCIÓN DE PLATA:

Los impactos de la exploración y pre desarrollo, usualmente, provoca:

Agua: Los hoyos mal sellados, o que no tengan el entubado adecuado, pueden permitir intercambio y contaminación entre los acuíferos. Si no es neutralizada o tratada adecuadamente, el efluente del proceso de eliminación de agua de las minas superficiales o subterráneas, puede ser muy ácido, y contaminará las aguas superficiales locales y las aguas freáticas de poca profundidad, con nitratos, metales pesados o aceite de los equipos, reduciendo las existencias locales de agua, o causando erosión en los ríos y canales.

Aire: Las partículas atmosféricas provienen de la voladura, excavación y movimiento de tierras, transporte, transferencia de materiales, erosión eólica de la tierra floja durante la extracción superficial, o cualquier operación que ocurre en la superficie de las minas subterráneas. Los nitratos emitidos por la voladura y los productos de la combustión que producen los equipos a diésel, pueden estar presentes en las minas, tanto superficiales, como subterráneas. Puede haber una concentración de radón en los respiraderos de las minas subterráneas. En las operaciones de dragado e in situ, estarán presentes los productos de combustión de los equipos a diésel. Durante el procesamiento, las partículas atmosféricas serán producidas por el transporte, reducción (tamizado, trituración o pulverización), tráfico vehicular, erosión eólica de las áreas secas de la piscina de relaves, caminos y pilas de materiales.

Tierra: Durante el proceso de extracción superficial, el removimiento y almacenamiento de la sobre capa, y la construcción de las instalaciones auxiliares, significa la eliminación o cubierta de los suelos o vegetación, alteración o represamiento los ríos, drenajes, humedales o áreas costaneras, y modificación profunda de la topografía de toda el área de la mina. Durante el dragado o extracción de placeres, se concentran estos efectos en las áreas hídricas: se desvían los canales de los ríos, se crean

lagunas residuales, y se eliminan las playas; se utilizan las orillas para depositar los desechos y construir las instalaciones auxiliares.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL CARBÓN

El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil. La mayor parte del carbón se formó durante el período Carbonífero. Es un recurso no renovable.

Carbón, es un combustible sólido de origen vegetal. Además de carbono, el carbón contiene hidrocarburos volátiles, azufre y nitrógeno, así como cenizas y otros elementos en menor cantidad (potasio, calcio, sodio, magnesio, etcétera).

Clasificación de los carbonos naturales:

Turba: La primera etapa en la formación de carbón, tiene un bajo contenido de carbono fijo y un alto índice de humedad.

Lignito: Se encuentra en yacimientos pocos profundos, es el carbón de peor calidad, tiene un contenido de carbono mayor. (Tiene una capacidad calorífica inferior a la del carbón común debido al gran contenido de agua (43,4%) y bajo de carbono (37,8%); el alto contenido de materia volátil (18,8%) provoca la desintegración rápida del lignito expuesto al aire.

Hulla: Posee un contenido de carbono alrededor del 75-90% , lo que le otorga muy buenas cualidades como combustible. Si el fondo de la marisma o pantano tiene una pendiente relativamente acentuada, no se formará lignito, sino hulla, otra variedad de carbón. El bosque se presenta entonces como una banda relativamente estrecha que bordea la marisma, de la cual parten a la deriva viejos troncos y ramas rotas que se empapan de agua y terminan por zozobrar.

Antracita: La antracita (también llamado hulla seca) es el carbón con el mayor contenido en carbono y el máximo poder calorífico. Es el que mayor contenido de carbono posee, debido a que es el más antiguo.

¿CÓMO SE EXTRAE EL CARBÓN?

El carbón se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la actualidad los únicos depósitos de importancia comercial están en Europa, Asia, Australia, Suráfrica y América del Norte.

El carbón se puede obtener de dos formas: en minas de cielo abierto o de tajo y en minas subterráneas. Cuando se descubre una veta de carbón, se requiere conocer tanto el volumen del yacimiento como la profundidad, ya que estos factores determinan el hecho de que la explotación de la mina sea económicamente rentable.

La minería es el proceso de extracción de carbón desde el suelo y existen dos tipos: La minería subterránea, y la minería a cielo abierto o en la superficie.

1) Extracción Subterránea: Existen dos métodos principales de extracción subterránea: extracción mediante pilares y la extracción por tajos largos. En la extracción mediante pilares, los depósitos de carbón se extraen cortando una red de “salas” en la veta de carbón y dejando “pilares” de carbón para sujetar el techo de la mina. Estos pilares pueden suponer hasta el 40% del total de carbón de la veta, aunque este carbón puede, en ocasiones, extraerse en una etapa posterior. Esto se consigue mediante lo que se conoce como “trabajo explotado en retirada”,

en el que el carbón se extrae de los pilares al retirarse los trabajadores. En ese momento, se permite que el techo caiga y se abandona la explotación. La extracción por tajos largos supone la extracción completa del carbón de una sección de la veta o “cara” utilizando rajadoras-cargadoras mecánicas.

Una cara de tajo largo requiere una planeación detallada par a garantizar que la geología es favorable en toda la sección antes de iniciar los trabajos. La “cara” de

carbón puede variar en longitud entre 100-350m. Unas jacones hidráulicas de avance automático soportan provisionalmente el techo mientras de extraer el carbón. Una vez extraído el carbón de la zona, se deja que se desplome el techo. Más del 75% del carbón del depósito puede extraerse de paneles de carbón que pueden extenderse a lo largo de 3 km en la misma v eta. La principal ventaja de la extracción mediante pilares respecto a la extracción por tajos largos es que permite el inicio de la producción de carbón de forma mucho más rápida, utilizando maquinaria móvil con un coste inferior a los 5 millones de dólares (la maquinaria necesaria para la extracción por tajos largos puede llegar a costar 50 millones de dólares). La selección de la técnica de extracción depende de cada lugar, pero siempre se basa en criterios económicos; incluso se pueden utilizar ambos métodos en una única explotación.

2) Extracción Superficie: La extracción de superficie, también conocida como de “a

cielo abierto”, sólo resulta rentable cuando la veta de carbón está cerca de la superficie. Este método puede recuperar una mayor proporción del yacimiento de carbón que la extracción subterránea, ya que se trabaja en todas las vetas de carbón, llegándose a recuperar un 90% o más del carbón. Las explotaciones a cielo abierto grandes pueden cubrir una zona de muchos kilómetros cuadrados y utilizan piezas de maquinaría muy grandes, incluyendo: dragas excavadoras, que retiran el material sobrante; excavador; camiones de gran tonelaje, para el transporte de material sobrante y carbón, excavadoras de cuba y cintas transportadoras.

El material superior del suelo y la roca se rompe primero con explosivos, después se retira con dragas excavador as o mediante excavadoras y camiones. Una vez expuesta la veta de carbón, se perfora, fractura y extrae de forma sistemática en tiras. El carbón se carga en grandes camiones o cintas transportadoras para su transporte a la planta de preparación de carbón o directamente el lugar en el que se utilizará.

Preparación del carbón: El carbón directamente extraído del suelo, conocido como mineral al bruto (ROM), a menudo contiene impurezas no deseadas, como rocas y suciedad, y llega en una mezcla de fragmentos de diferentes tamaños. Sin embargo, los usuarios de carbón necesitan un carbón con una calidad consistente.

La preparación del carbón, también conocida lavado del carbón, se refiere al tratamiento del mineral bruto para asegurar una calidad consistente y la mejora de su idoneidad para usos finales concretos.

El tratamiento depende de las propiedades del carbón y de su uso previsto. Puede requerir un simple triturado o pasar por un proceso de tratamiento complejo para reducir el nivel de impurezas.

Para eliminar las impurezas, el mineral bruto se tritura y se separa en fracciones de diferentes tamaños. El material más grande se suele tratar utilizando un método de separación de densidad media. Durante este proceso, el carbón se separa del resto de impurezas haciéndolo flotar en un depósito que contenga un líquido de una gravedad específica, normalmente una suspensión de magnetita fina. Puesto que el carbón es más ligero, flota y puede separarse del resto, mientras que las rocas y el resto de impurezas más pesadas caen al fondo y se retiran como material residual.

Flujo Grama Del Carbón

SUBPRODUCTOS DEL CARBÓN:

Posiblemente el primer combustible fósil utilizado por el hombre fuera la turba, primera fase en la formación del carbón. Los yacimientos de turba se hallan en los pantanos, en zonas con unas determinadas condiciones climáticas y topográficas, ya que el suelo debe ser capaz de retener el agua en la superficie o cerca de ella, y la temperatura debe ser tal que no se produzca una evaporación y una putrefacción rápida (entre 5 y 9 °C). Por eso existen yacimientos de turba en zonas templadas del norte de Europa.

Como consecuencia de la propia temperatura del interior de la Tierra y de la presión ejercida por las capas de arena y lodo acumuladas sobre la turba, primero se formó el lignito, sustancia blanda de color marrón, que es

considerada como carbón a medio formar. Posteriormente, éste se fue transformando en hulla o carbón bituminoso, que es el más abundante y utilizado en la actualidad, y finalmente la hulla se transformó en antracita, el carbón de formación más reciente.

Como resultado de la destilación seca, o calentamiento en ausencia de aire; del carbón, surge un residuo, el coque que también tiene gran utilidad como combustible y como agente reductor. Además, se obtienen otros combustibles como el gas dudad, el gas de alumbrado y el alquitrán de hulla: Este último contiene grandes cantidades de compuestos aromáticos, corno el tolueno, xileno, naftaleno y otros, que se pueden separar por destilación fraccionada y se emplean como materias primas en la fabricación de explosivos o en la industria farmacéutica.

IMPACTO AMBIENTAL DEL CARBÓN:

Su utilización como fuente de energía se da por medio de la combustión que libera grandes cantidades de gases. En el proceso de combustión se libera sustancias contaminantes que se vierten al medioambiente y que traen aparejados efectos nocivos como la lluvia ácida, el efecto invernadero y la formación de smog, tres de las grandes problemáticas ambientales de esta era.

Destrucción de los recursos vivos dejando atrás zonas absolutamente desnudas y muertas.

Deterioro de la capa superficial, debido a la lluvia ácida. Efecto invernadero al producirse un aumento de CO2, las partículas no

dejan que el calor salga fuera de la atmósfera y se produce un aumento considerable de temperatura, cambiando el clima en alguna zonas.

Hay sequía y ésta acaba con la vegetación, con los animales, los cuales son el sustento de los habitantes.

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL MERCURIO

Elemento químico, metal de transición, cuyo símbolo es Hg. Pertenece al segundo grupo del sistema periódico de los elementos, segundo subgrupo. Su número atómico es 80, y su peso atómico es de 200,61. Tiene siete isótopos estables.

Es de color gris claro, como plateado y bastante brillante. Es el único metal líquido a temperatura ambiente. Es además muy volátil.

Su dilatación es uniforme a cualquier temperatura.

Se solidifica a -38,87º C, hierve a 356,95º C y tiene un punto de fusión de -39 °C Su densidad es de 13,59 g/cm2, que es bastante elevada. Es muy difícil que le afecten los ácidos minerales.

Es buen conductor de la electricidad, y tiene un elevado coeficiente de dilatación térmica.

Su resistividad es de 0,957 *mm2/m, pero a -268,88º desaparece súbitamente su resistencia.

Si es sometido a una presión de 7.640 atmósferas (5.800.000 mm Hg) se transforma en sólido, habiéndose elegido esta presión como medida tipo para presiones extremadamente altas.

Se disuelve en ácido nítrico y en ácido sulfúrico concentrado, pero es resistente a los álcalis.

El mercurio ocupa el lugar 67 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. El mercurio es un elemento natural de la tierra presente en la corteza terrestre. Es el único metal líquido a temperatura ordinaria. Su color es blanco plateado y se encuentra en las minas en estado nativo, pero principalmente en combinación con azufre.

El mercurio se encuentra en la naturaleza en:

- Estado libre: Acompañando como minúsculas gotitas a sus minerales. - En forma de compuestos: - El cinabrio: Es el más importante. Es el único del que se extrae

industrialmente el mercurio. Es un mineral de coloración rojiza característica, constituido por sulfuro de mercurio.

A pesar de que 25% de los principales minerales de mercurio son conocidos, prácticamente los únicos depósitos que han sido explotados para la extracción de mercurio son los de sulfuro de mercurio (cinabrio).

Fuentes de extracción del mercurio

El mercurio se obtiene de diversas fuentes, por nombrar algunas se encuentran:

- Producción minera de mercurio primario. Como producto principal de la actividad minera, es la forma más antigua: al calentar el mineral de sulfuro de mercurio a

temperaturas superiores a los 540 °C, se vaporiza el mercurio contenido en el mineral, luego se captan y enfrían los vapores para formar el mercurio metálico líquido.

- Como subproducto de la extracción o refinamiento de otros metales (zinc, oro, plata) o minerales.

- Mercurio primario recuperado al refinar gas natural (se comercializa como subproducto).

- Reprocesamiento o minería secundaria de residuos mineros antiguos que contienen mercurio.

- Mercurio reciclado, recuperado de productos usados y desechos de procesos de producción industrial.

- Mercurio de las reservas o inventarios gubernamentales.

- Reservas privadas (como el mercurio para la industria cloro alcalina). Quizás parte de estas reservas regresen al mercado posteriormente.

Extracción - Obtención Mercurio:

El mercurio se extrae del cinabrio mediante un proceso simple de calentamiento y recolección de los vapores. En las fábricas convencionales, la roca es molida en una pólvora fina que luego se calienta. El sulfuro del cinabrio reacciona con el oxígeno en el aire formando dióxido de sulfuro.

En temperaturas relativamente altas, como 675º F (357,2º C), el mercurio se vaporiza.

Sobre el horno en el que se calienta la pólvora hay un condensador que enfría el gas del mercurio en su estado líquido natural a temperatura ambiente. Ya que el mercurio es tan denso, es fácil deshacerse de las impurezas al filtrar la película superior del líquido, dejando debajo un mercurio altamente puro.

Este puede ser refinado aún más mediante la destilación, donde la temperatura se aumenta de a poco para quemar impurezas en puntos de ebullición menores, y luego capturar los vapores del mercurio en el punto de ebullición del mismo, dejando detrás otras impurezas.

Obtención:

El mercurio se prepara por tostación del cinabrio, a una temperatura de unos 600º C. El mercurio se volatiliza y sus vapores son conducidos a dispositivos de condensación herméticamente cerrados, donde el mercurio se condensa y se recoge en estado líquido. Otro método para purificar este metal, es tratarlo con ácido nítrico diluido, el cual oxida los demás metales, dejando libre el mercurio, que por último se lava con agua, se seca y se destila al vacío.

Otro método de purificación consiste en hacer pasar por el mercurio caliente una corriente de aire que produce la oxidación de las impurezas, las cuales se separan por filtración a través de pieles de gamuza o papeles especiales.

Flujo grama Del Mercurio

Este metal , se obtiene tan solo del cinabrio y precisamente por vía seca .Por razón de higiene sería de desear la práctica por vía húmeda o electrolíticas y así se ha intentado varias veces , pero nunca se ha realizado en gran escala porque la vía seca es más sencilla y barata y porque según la experiencia actual puede realizarse con perdida relativamente pequeñas , ya adoptando medidas de precaución adecuadas se disminuye considerablemente el efecto perjudicial sobre la salud .

La vía seca se funda en que le sulfuro de mercurio se descompone a temperaturas superiores a 400 °C, bien sea bajo la acción del aire o de la cal calcinada o del hierro metálico, y el mercurio se volatiliza.

Los vapores de mercurio se precipitan después en aparatos de condensación apropiados y el mercurio se obtiene , en parte directamente en forma metálica , y en parte en forma de productos intermedios , es decir , impurificados con polvo , productos de destilación del combustible y del betún contenido en mineral.

SUBPRODUCTOS DEL MERCURIO:

Cloruro de mercurio (I) o calomelanos. Sulfuro de mercurio o cinabrio.

Timerosal

IMPACTO AMBIENTAL DEL MERCURIO:

El metal es tóxico para microorganismos La toxicidad es afectada por la temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y

contenido de sales. La concentración en los organismos marinos depende de la edad del espécimen y de su posición en la cadena alimenticia. Se suele encontrar en las branquias y aparatos digestivos aunque posteriormente se metaboliza y se acumula en el hígado y finalmente en las partes musculares.

El mayor efecto negativo de la contaminación ambiental por mercurio se produce a nivel acuático, debido a que el metilmercurio (toxina muy potente para el pescado) con el tiempo se acumula en la vida acuática en concentraciones y niveles más elevados. Al ir remontando la cadena alimentaria, las dosis medidas en los depredadores van por consiguiente en aumento.

Los efectos del mercurio en los animales son daños en los riñones, trastornos en el estómago, daño en los intestinos, fallos en la reproducción y alteración del ADN. En la superficie terrestre, el mercurio que se acumula en el suelo es degradado por microorganismos (biometilación) o se oxida formando Hg2+. La metilación produce metilmercurio que escapa a la atmósfera y se descompone formando mercurio elemental; éste es arrastrado por las precipitaciones.

PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA ESMERALDA

La esmeralda es una variedad del mineral denominado berilo, que junto a éste contiene cromo y vanadio, que le dan su característico color verde y una dureza de 7.5 a 8 en la escala de Mohs. Este mineral es un ciclo silicato, y su peso específico oscila entre 2,65 y 2,90. Es un silicato de berilio y aluminio con cromo con fórmula química Be3Al2 (SiO3)6.

Es una piedra preciosa muy valorada debido a su rareza, pues desde la Antigüedad se descubrieron piedras preciosas de color verde como la malaquita, pero la esmeralda es la única cristalina. Su nombre, posiblemente persa, significa piedra verde y su tonalidad ha dado nombre al color verde esmeralda.

Se encuentra en gran cantidad en el departamento de Boyacá en Colombia (Muzo, Chivor, Otanche y Coscuez), y Brasil, también en menor medida en Zambia, donde los yacimientos son menos voluminosos. El mayor productor de esmeraldas en el mundo es Colombia seguido por Brasil.

“Formada de una estructura piramidal, el color verde de su esencia nos abre el entendimiento, la comprensión y la paz” Desde su nacimiento la esmeralda nos

cautiva con su leyenda ancestral y su encanto mitológico. Las lágrimas de “Fura”

por la pérdida de su amado “Tena” riegan los bosques y penetran la tierra hasta

convertirse en hermosas piedras verdes. Así nace la leyenda mitológica de nuestras esmeraldas colombianas y es así como la piedra madre nace en la tierra para brillar por sí sola.

La más bella gema nace en el punto umbilical del mundo, proveniente de roca sedimentaria que refleja su magnífica calidad por su brillo y color. La naturaleza y transformación de la gema logran una conexión sensorial con el fin de modificar la percepción tradicional, conocer su origen desde su extracción y su manipulación, hasta convertirla en un poder adquisitivo, hace parte de su esencia.

Extracción – Obtención de la Esmeralda:

Las minas de esmeraldas de Colombia son propiedad del Estado que las da en concesión a empresas privadas que, al mismo tiempo entregan sub-concesiones a otros inversores. Un gran porcentaje de los procesos mineros de esmeraldas es desarrollado y realizado por los colombianos.

La minería se hace de dos maneras: un proceso llamado "a cielo abierto” que se utiliza muy poco debido a problemas ambientales, y el otro proceso es a través de túneles o socavones que van tras la vetas blancas de calcita potenciales de contener esmeraldas cristalizadas. La minería en general es muy difícil, pero la minería de Esmeralda es aún más difícil porque al contrario de otros minerales, que también se encuentran en los lechos de los ríos, las esmeraldas se encuentran sólo en las vetas de crecimiento original.

Las minas se encuentran ubicadas en la cordillera oriental, una zona de montaña con gran vegetación cuya forma de explotación predominante es la de excavación de largos túneles que atraviesan el interior de las montañas en busca de las vetas de esmeraldas.

Anteriormente se utilizaba la explotación a cielo abierto con explosivos y maquinaria pesada que permitía remover grandes cantidades de tierra y avanzar de forma rápida en busca de las zonas con la génesis para la formación de los cristales de esmeraldas, pero esta práctica con el paso de los años fue quedando atrás por el impacto ambiental que tenía sobre la región y todos los concesionarios de explotación de esmeraldas han ido en busca de métodos más amigables con el medio ambiente.

Los túneles son elaborados obedeciendo técnicas de excavación subterránea selectiva, que siguen un rumbo donde se presume pueda estar una franja de mineralización, y se basan en el comportamiento mineralógico del material que se va extrayendo del túnel a medida que este avanza.

La explotación de esmeraldas por medio de túneles es una labor que requiere miles de horas hombre de trabajo, grandes esfuerzos económicos y frecuentemente muchos años antes de poder encontrar un depósito de esmeraldas, esto si Dios y la buena fortuna lo permiten.

Dentro de las actividades más comunes dentro de la explotación de esmeraldas podemos mencionar:

Flujo Grama de la Esmeralda

Etapas del proceso:

1) Preparación en Inicio de Actividades: Esta es la primera fase del proceso de explotación donde se define el punto de partida del túnel y junto a él se instala el campamento para albergar a los mineros, los equipos, herramientas e insumos necesarios para la operación de la actividad minera. También se deben instalar los sistemas de electricidad, agua, ventilación, desagüe, selección de material, evacuación de material estéril y primeros auxilios.

Retiro de material

Ventilación e iluminación

Transporte de material

Preparación e inicio de actividades

Perforación

Explosiones

Limpieza y selección

Fortificación

Desagüe

2) Perforación: Para desarrollar las labores de perforación se utilizan herramientas de mano como picos y barras, y un martillo neumático con el que se perforan las zonas que presentan rocas con alta dureza haciendo huecos del espesor de la broca y aproximadamente un metro de longitud para colocar pólvora y efectuar pequeñas explosiones.

3) Explosiones: Se preparan pequeñas cantidades de pólvora las cuales se introducen en los agujeros hechos con el martillo colocándoles detonadores y mecha de detonación. Luego de las explosiones se debe esperar a que el sistema de ventilación evacúe del túnel los gases y el polvo generado para poder ingresar nuevamente.

4) Retiro de Material: Luego de las explosiones con la ayuda de herramientas de mano se hace un retiro de todo el material que queda suelto en el frente del túnel y se inspecciona si el material extraído conserva las condiciones mineralógicas que se persiguen para seguir avanzando en esa dirección.

5) Transporte de Material: El material retirado del frente del túnel se transporta hasta la boca del mismo en carros de extracción que son empujados por los mineros, estos carros pueden llegar a pesar media tonelada y demandan de un gran esfuerzo físico para ser movidos dentro del túnel y puestos en los ascensores cuando se han construido clavadas.

6) Ventilación e Iluminación: Con el desarrollo de los trabajos y el avance del túnel se deben ir instalando los ductos de ventilación que son hechos con un plástico cilíndrico que se une en la punta de los trabajos y por el cual se inyecta aire por medio de ventiladores desde la boca del túnel. Algo similar ocurre con la iluminación la cual se elabora con un cableado eléctrico que brinda electricidad a los diferentes focos que se instalan a lo largo del túnel. La iluminación es muy importante para poder revisar las formaciones rocosas, advertir la presencia de esmeraldas y evitar dañarlas en el proceso de retiro del material.

7) Desagüe: Generalmente el interior de la montaña tiene zonas donde se encuentran filtraciones importantes de agua las cuales se deben dirigir hacia la boca del túnel por medio de la construcción de pequeños canales si se ha logrado mantener el piso del túnel uniforme y un recorrido horizontal, cuando las condiciones son otras se debe recurrir en algunos casos al uso de motobombas para la evacuación del agua.

8) Fortificación: Como se menciona en el punto anterior se encuentran zonas dentro de la montaña con presencia de agua o muy húmedas que hacen inestable el túnel y por ello se debe fortificar con la construcción de camaretas elaboradas

generalmente con madera y que permiten contener los materiales débiles y brindarle seguridad a los trabajadores.

9) Limpieza y Selección: Una vez el material llega a la boca del túnel el mismo se selecciona y limpia con agua para poder observar la presencia de material de interés mineralógico o directamente la aparición de esmeradas. Las esmeraldas encontradas se clasifican y envían a nuestras oficinas en Bogotá donde se tallan y finalmente se exportan.

SUBPRODUCTOS DE LA ESMERALDA:

Cuarzos Pirita

Moralla

IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESMERALDA:

El polvo emitido tiene su origen en las propias actividades extractivas, durante la voladura y arranque de material, o durante los procesos de carga y transporte, o en relación a procesos metalúrgicos. Además puede haber una importante remoción eólica de material fino en escombreras y balsas abandonadas.

Los gases emitidos tienen su origen en la combustión de la maquinaria, la emisión natural durante el proceso de extracción.

El ruido molesto Se genera por voladuras, maquinaria pesada de arranque y transporte, maquinaria de molienda, etc.