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MINERALES Y MENAS 1. MATERIALES DE YACIMIENTOS METÁLICOS

Los yacimientos metalíferos representan, en general, concentraciones extremas de metales que primitivamente estaban dispersos. Los metales de interés están generalmente unidos químicamente a otros formando las menas minerales. Estas, a su vez, aparecen entremezcladas con minerales no metálicos (o materia rocosa) denominados ganga. La mezcla de las menas minerales y la ganga constituyen la mena, que generalmente se presenta a la forma de rocas. De esta forma, las menas minerales son los minerales. Así, existen varias clases de mineral de cobre, tales como la calcosita, bornita, calcopirita, cuprita, cobre nativo y malaquita: uno solo o varios de estos pueden estar presentes en un yacimiento. Asimismo, de una sola mena mineral se puede obtener más de un metal: por ejemplo de la estannita se obtiene estaño y cobre a la vez. Por consiguiente, un depósito mineral puede dar varios metales a partir de varias menas. Los metales de interés económico se obtienen de diferentes fuentes. La mayor parte del oro existente en el mundo procede de oro nativo; por consiguiente, su separación de los minerales que lo acompañan es un proceso relativamente sencillo, y no planteaba problemas serios de extracción ni siquiera a los antiguos. En cambio, la plata no sólo procede del metal nativo sino también de combinaciones con azufre y otros elementos. Lo mismo puede decirse del cobre, el plomo, el zinc y la mayoría de los otros metales. Figura 1. Yacimiento de mineral a tajo abierto.

La mayor parte del hierro utilizado en la industria se obtiene a partir de combinaciones de ese metal con el oxígeno. De estas sencillas combinaciones se ha abastecido el género humano de los metales deseados durante más de 2000 años. En la Tabla 1 se presentan algunas menas minerales importantes de varios metales. Los minerales de ganga son las materias no metálicas asociadas a un depósito. Usualmente se desechan al proceder al tratamiento del mineral. Comúnmente, la ganga contiene tan sólo minerales no metálicos, pero técnicamente pueden serlo, tales como la pirita, que usualmente se desechan por inútiles.

. Tabla 1 Listado de Menas minerales más comunes Tabla

2 Listado de Minerales de Ganga comunes

2. MENA MINERAL El término mena se utiliza a menudo, en términos generales, para designar cualquier cosa extraída de una mina. Técnicamente es un agregado de minerales y ganga, a partir del cual pueden extraerse uno o más metales. Por lo tanto, para ser mena la materia debe ser beneficiable, lo cual hace que tenga una importancia económica lo mismo que geológica. El procesamiento de un mineral (su beneficio) depende de la cantidad y precio del metal, y también del costo de extracción, procesamiento, transporte y venta de producto. A su vez, esto depende en parte del emplazamiento geográfico del yacimiento. Lo que constituye una mena puede depender también de la ganga o de los constituyentes menores. Ciertos materiales sólo pueden ser explotados beneficiosamente por su contenido metálico si puede utilizarse una parte de la ganga. La presencia de pequeñas cantidades de bismuto, cio o arsénico pueden hacer perder el valor a los depósitos de plomo, zinc o cobre valiosos en sí mismos. Las proporciones relativas de los minerales de mena y de ganga varían enormemente. En las menas corrientes predomina en gran cantidad la ganga. De esta forma, es costoso fundir una gran masa de ganga para obtener el metal contenido en una mena. Procesamiento de Minerales Por ello, existe una primera etapa de reducción de tamaños y concentración, donde se logra obtener un producto denominado concentrado, en el que se encuentra la mayor parte del contenido metálico, y otro denominado relave o cola, en el que permanece la ganga. Así, dependiendo del caso, de 5 a 30 toneladas de mineral provenientes de la mina darán 1 tonelada de concentrados que contienen la mayor parte de las especies metálicas del lote original. Luego, el concentrado se funde para obtener su contenido metálico, ahorrando con ello el coste de tratamiento de 4 a 29 toneladas de ganga inútil. Por consiguiente, la etapa de concentración es de vital importancia para determinar si un material es mena o no. De este modo, la ganga puede desempeñar un papel tan importante como los minerales de mena. Figura 2.Carguio de mineral hacia camiones

Por otro lado, la cantidad de metal que debe estar presente en un depósito mineral para constituir una mena, depende evidentemente del metal. Durante los períodos en que están bajos los precios de los metales, sólo las menas que tengan un contenido metálico superior al normal pueden clasificarse como minerales. Inversamente, cuando el precio del metal sube, muchos materiales que anteriormente no tenían valor pasan a convertirse en buen mineral. Las menas pueden producir un solo metal (menas simples) o varios (menas compuestas). Las menas que generalmente se explotan para producir un solo metal son las de hierro, aluminio, cromo, estaño, mercurio, manganeso, wolframio y algunos minerales de cobre. Las menas de oro pueden producir solamente oro, pero la plata está comúnmente asociada a él. Sin embargo, se extrae mucho oro como subproducto de otros minerales. Las menas que comúnmente rinden dos o tres metales son los de oro, plata, cobre, plomo, zinc, níquel, cobalto, antimonio y manganeso. Algunas menas complejas pueden rendir hasta cuatro o cinco metales, tales como cobre – oro – plata – plomo, plata – plomo – zinc – cobre – oro, estaño – plata – plomo – zinc o níquel – cobre – oro – platino. Muchos metales menores no se obtienen directamente de sus menas sino en forma de subproducto de las menas de otros metales durante las operaciones de fundición y refinado. Tal es el caso del molibdeno, arsénico, bismuto, cio, selenio y otros. Son asociaciones comunes de metales en las menas: oro y plata; plata y plomo; plomo y zinc; plomo, zinc y cobre; cobre y oro; hierro y manganeso; hierro y titanio; níquel y cobre; cobre y molibdeno; zinc y cio, etc. El contenido metálico de una mena se llama ley o tenor, y generalmente se expresa en porcentaje o (como en los metales preciosos) en onzas o gramos por toneladas. La ley para que un depósito mineral sea considerado de interés económico, varía con el precio del metal, con el coste de producción, con la presencia de menas de diferentes metales y también con el tipo de mena del metal presente. Cuanto más elevado es el precio de un metal, más bajo es el contenido metálico necesario para que sea beneficiable. La mayoría de los minerales de hierro deben tener, para ser beneficiable, un contenido de 35 a 50% de hierro, mientras que un mineral de cobre necesita contener tan sólo 0.8% de cobre. El contenido de metal no necesita tener un límite superior; cuanto más rico, mejor. Por el contrario, el límite inferior está fijado por consideraciones de orden económico, y varía según la naturaleza y magnitud de un depósito, su emplazamiento, el precio del metal y el costo de extracción. 3. LOS MINERALES EN LA NATURALEZA Como ya se ha mencionado (8) en diferentes lugares, la materia prima de los procesos de concentración de minerales son los productos de la explotación minera, por ejemplo minerales metálicos y no-metálicos, provenientes de yacimientos mineros y extraídos y transportados a las plantas de beneficio mediante técnicas racionales y especiales. El estudio de las técnicas mineras y de la formación y naturaleza de los yacimientos mineros (geología) no constituye materia de este curso. Conviene, por consiguiente, que nos detengamos un instante para analizar algunos detalles Procesamiento de Minerales I TECSUP - PFR 18 resumidos de dichos aspectos, que se relacionan en cierta forma con la disciplina que estamos estudiando. En cuanto a las características mismas de los minerales, éstos tienen estrecha influencia sobre las características de concentración de los minerales y requieren por lo general una investigación más adecuada para poder diseñar y controlar los

procesos correspondientes. La mayoría de los minerales (sobre todo, metálicos) de importancia económica, están asociados con rocas ígneas, por ejemplo instrucciones de masas magmáticas relativamente recientes, en formaciones geológicas antiguas de la corteza terrestre (rocas sedimentarias, volcánicas, metamórficas, etc.) Cuando formaciones minerales se encuentran en la vecindad de rocas ígneas instructivas, puede observarse segregación por enfriamiento o por diferencia de las masas magmáticas con quienes han ascendido del interior de la tierra. A veces, soluciones termales sobrecalentadas, que circulan alrededor de las instrucciones magmáticas (magma = roca en estado líquido que proviene de zonas profundas de la tierra, de donde sube por cambios de presión en la corteza terrestre), arrastran compuestos mineralizados y los depositan, obedeciendo a cambios de temperatura y presión a factores químicos de las formaciones que atraviesan, en poros / impregnaciones, o en fracturas / vetas. Según la forma del yacimiento, distinguiremos entre:  Cuerpos, clavos o bolsonadas por impregnaciones o diseminaciones, reemplazo metasomático (depositación por reacción química con la roca encajante), o por segregación; ejemplos: Cuajone, Toquepala, Yanacocha, Pierina, San Juan de Marcona, Cerro Verde, Cerro de Pasco, etc.).

 Relleno de fracturas (vetas), o de unidades litológicas interceptadas por fracturas (mantos); relleno de os (reacción entre los gases y/o soluciones metalíferas y rocas intrusivas o extrusivas con sus respectivas cajas); ejemplos: Milpo, Arcata, Atacocha, Casapalca, etc.

También podemos distinguir entre: a) Depósitos Hipógenos: por ejemplo, aquellos que provienen de soluciones y/o mineralizados que ascienden de profundidad, dando lugar a yacimientos hidrotermales (sí su origen es una solución) o neumatolíticos (sí su origen es un gas). Según su temperatura de depositación, los yacimientos pueden ser hipotermales (muy calientes), mesotermales (de temperatura intermedia) o epitermales (de temperatura baja y poca profundidad). Figura 4. Transporte del mineral desde la mina

Una zonificación típica de mineralización hidrotermal, de acuerdo con su temperatura de depositación y distancia desde el centro de la roca ígnea, fuente y control de la formación mineral, es según Taylor: Fe/Ni/Co – Sn – Zn – Cu – Pb – Ag – Au – Hg. Se comprende fácilmente la importancia de la teoría de la zonificación en la planificación de las operaciones mineras y de concentración, por la variación que puede experimentar la producción de minerales y la alimentación de la planta concentradora, con el tiempo. a. Son aquellos yacimientos formados (o alterados) por soluciones minerales que descienden desde la superficie, ya sea depositando sales solubles que han sido lixiviadas en zonas superficiales, o bien, cimentando o enriqueciendo depósitos formados originalmente como Hipógenos, por acción de oxígeno u otros agentes disueltos a su paso

por zonas mineralizadas superiores. Ejemplos son: formación de minerales oxidados de Cu, enriquecimiento secundario de minerales de Cu y Au, etc. b. Lavaderos Aluviales de minerales pesados como Oro, Magnetita, Zircon, Casiterita, Cromita (Cr203), Rutilo, Tantalita, etc. En ellos, los minerales pesados y resistentes a la abrasión y corrosión han sido concentrados naturalmente por la acción erosiva y de transporte de los ríos sobre yacimientos primarios de estos metales, a menudo de muy baja ley. c. Depósitos Masivos de Azufre Volcánico, mantos sedimentarios de Carbón, yacimientos sedimentarios de diversas sales o de diversas sustancias no-metálicas.

Sin pretender haber completado el análisis de los yacimientos metálicos y no-metálicos que proporcionaran alimentación a las plantas concentradoras de minerales, podemos establecer lo siguiente: 1) Existe un proceso natural de concentración en los lavaderos de metales pesados, en los depósitos de muchos minerales no metálicos y en las vetas o filones, en que se enriquecen los contenidos metálicos (sobre todo, sí estos son explotados en forma "selectiva").

2) La naturaleza de los productos de explotación minera influencia considerablemente la técnica de Preparación Mecánica y Concentración de los Minerales por ej.: el tamaño de trozos que son recibidos en las plantas, si su ley de cabeza es alta o baja, o muy variable en cuanto a ley y/o impurezas o subproductos, y si estas variaciones pudiesen o no ser controladas por modificaciones en la técnica de minado; o si es elevado el contenido de barro o “panizo" que dificulta significativamente la operación de chancado. 3) En vista de la zonificación, se podría tener que prever sustanciales variaciones futuras en la mineralización, con posibles repercusiones sobre las características de tratamiento metalúrgico.

4) De que tamaño será la capacidad de tratamiento y cuál será la tendencia potencial de crecimiento, en función de la magnitud de las reservas del yacimiento respectivo?

Figura 5. Transporte de mineral mediante faja transportadora. 5) ¿Por cuál medio de transporte y con cual cadencia llegara el mineral a la planta concentradora? Según la distancia entre mina y planta, y según su ubicación relativa, el mineral puede llegar en tren, camión o volquete (sobre todo sí se trata de una explotación minera a "tajo abierto"); cablecarril o andarivel (sí la mina esta situada a un nivel mucho mas alto que la planta, siendo además poco accesible por carretera); o por pique (balde o

carro minero) o por correa transportadora, directamente del interior de la mina. Puede o no haber sido pre-chancado antes de ser transportado a la planta (por Ej.: si es por cablecarril o por correa transportadora). Otra cuestión a resolver es el sistema y la dimensión del almacenamiento a utilizar para recibir el mineral que alimentara a la planta y que deberá sincronizar la cadencia de operación de minado - transporte - concentración. Puede tratarse de una a varias tolvas, alimentadas gravitacionalmente por trenes, camiones, volquetes, etc., y descargadas por abajo con alimentadores mecánicos para transportarse a las chancadoras; o "acopios" o "stock-piles", que se alimentaran con correas transportadoras. A veces, se recurre a un sistema de alimentación movible, llamado "stacker", etc.; y a veces estos acopios se cargan con mineral pre-chancado por una chancadora primaria antepuesta, en el fondo de la mina subterránea, o en tajo abierto. La descarga es por uno o varios puntos dotados de alimentadores mecánicos, o menos frecuentemente, por buldózer o retro-excavadora, etc.

Figura 6. Formas como se traslada el mineral hacia la planta de proceso. En cuanto al producto de las plantas concentradoras, se trata de un producto en general "intermedio" o semiterminado, que contiene los mismos elementos útiles que el mineral alimentante, aunque en ciertos casos, se logra separar dichos elementos útiles en diversos concentrados selectivos por "diferenciación". Comúnmente, el concentrado sirve de alimentación a procesos subsiguientes de metalurgia extractiva, siendo sometido a métodos químicos o pirometalúrgicos, o combinaciones de ambos, a menudo en lugares distantes de la planta concentradora, dentro o fuera del país de origen. Su grado de conminación (o granulometría) es de algunos milímetros cuando se trata de concentrados gravimétricos (jigs, mesas vibratorias, conos o espirales), electromagnéticos o electrostáticos; o de fracciones de milímetro, en caso de concentrados de flotación. En cambio, si los concentrados fueran obtenidos por "escogido a mano" o algún medio físico (selección de tipo óptico, rayos X, etc.), el tamaño de granos puede variar de varios milímetros a algunos centímetros. Su valorización depende (según hemos visto mas arriba) de su pureza, ya que se paga su contenido de metal fino (menos una fracción) y se deduce el costo de tratamiento (o maquila) y el transporte a la fundición. Se ha visto un ejemplo sencillo de un mineral de cobre en él capitulo anterior. Por ahora, es suficiente agregar que en vista de las formulas de pago, debe investigarse muy detenidamente en cada caso practico, hasta que punto conviene purificar (o limpiar) el producto, sacrificando la recuperación de los metales útiles o viceversa para lograr el valor máximo de la producción, ya que este es un dilema que se presenta a menudo al metalurgista en la conducción de las operaciones de concentración. El transporte de los concentrados de la planta concentradora hasta la fundición o la planta química de tratamiento, se efectúa frecuentemente en sacos de yute (o polipropileno) de unos 50 kilos de capacidad, pudiendo también usarse en ciertos casos los así llamados "mini-containers" de unos 1000 kilos de capacidad, cilindros metálicos o de cartón, o el embarque a granel, por ejemplo sin contenedores, a bordo de volquetes, carros FFCC o buques. La selección del modo de transporte depende, evidentemente de factores económicos, tales como el valor unitario del concentrado, su sensibilidad a oxidarse o descomponerse químicamente durante el transporte, la distancia a la fundición, etc. La practica corriente actual con los concentrados de los metales básicos en el Perú

(Cu, Pb., Zn, o combinaciones de ellos), es el embarque a granel desde la mina a puerto o a fundición mediante camión-volquete o carro de FC. Se reserva embalaje en sacos o cilindros únicamente para concentrados de metales preciosos, Au/Ag, de alto valor, Tungsteno WO3, Mo, o productos muy especiales o cuando el transporte, por lo difícil del de la mina, requiere utilizar medios de transporte poco usuales como mulas, cablecarril, vehículos pequeños, etc. 4. LAS PROPIEDADES DE LOS MINERALES Para poder clasificar los minerales es necesario reconocer sus propiedades. A continuación estudiaremos con detalle las propiedades principales, que se citarán más tarde en la parte descriptiva. 4.1. DUREZA Todos sabemos que los minerales pueden ser muy duros. El diamante se emplea para cortar cristal precisamente debido a su elevada dureza. Pero existen también minerales muy blandos, como por ejemplo el talco y el diamante se hallan en los dos extremos de la escala de dureza de Mohs, según la cual pueden ser clasificados todos los minerales a excepción del mercurio, que es líquido. Puesto que la dureza es característica de un mineral y es además relativamente fácil de determinar, la empleamos junto con el color de la raya como criterio importante de clasificación. Por esta razón, en el presente libro los minerales están ordenados por grado creciente de dureza dentro de cada grupo de color de la raya. La escala de dureza de Mohs consta de una serie de diez minerales, cada uno de los cuales es rayado por el mineral que le sigue:

Para examinar un ejemplar de dureza desconocida, se toma un mineral de dureza mediana de la escala de dureza y se comprueba si con él se puede rayar el mineral desconocido, o bien si, por el contrario, es el mineral desconocido el que raya al mineral de la escala de dureza. Según el resultado obtenido en esta primera prueba, se repite la operación con el mineral que sigue o que precede al anterior en la escala de dureza, delimitando así la dureza del mineral desconocido. Para una determinada grosera, sobre todo en las excursiones, basta con probar con la uña (dureza máxima), con una navaja (dureza 5-6) y con un pedazo de vidrio (dureza 6-7). 4.2. TENACIDAD El examen de la dureza nos dice si un mineral es rayado o no por otro; en cambio, la tenacidad nos indica cómo se comporta un mineral al ser rayado y doblado. Como en el caso de la dureza, para determinar la tenacidad se raya el mineral, pero ahora con una aguja de acero. Si el polvo de la raya salta en todas direcciones, decimos que el mineral es frágil. Esto es lo que sucede en la mayoría de minerales. Por ello, tiene una especial importancia la determinación de las características que divergen de esta más frecuente. Un mineral es blando cuando al ser rayado el polvo no salta por el aire sino que permanece depositado junto a la huella de la raya. Esto sucede por ejemplo en la galena y la antimonia. En los minerales sectiles, la aguja penetra y deja una huella sin formar polvo; ejemplo de ello los tenemos en el bismuto nativo, la argentita y el oro nativo. La argentita y el oro nativo pueden ser trabajados además en hojas muy finas; decimos que son maleables (dúctiles). Así se determina la tenacidad: Se raya el mineral a determinar con una aguja de acero aguzada, sin eliminar luego el polvo formado.

Se examina la huella con una lupa o con un microscopio estereoscópico. Se comprueba si el mineral es elástico.

Figura 7. Examen de la tenacidad de un mineral frágil, de uno Blando y de uno séctil (de arriba abajo). 4.3. DENSIDAD (PESO ESPECÍFICO) Los minerales pueden ser pesados o ligeros. Evidentemente, la diferencia sólo puede ser determinada en ejemplares de un tamaño aproximadamente igual. Así, un fragmento de yeso del tamaño de un puño es bastante más ligero que un pedazo de pirita del mismo volumen. El peso de un volumen determinado de un mineral recibe el nombre de densidad. Este valor es muy constante dentro del mismo mineral, independientemente del tamaño del ejemplar. Cuando en la parte descriptiva se indica por ejemplo que la densidad de un mineral es 13, significa esto que un cubo del mineral, de 1 cm. de arista pesa 13g. La unidad de densidad es g/cm3, y ha sido omitida en la parte descriptiva por ser siempre la misma. La densidad de casi todos los minerales es superior a 1, pues son más pesados que el agua (el agua a 4°C tiene una densidad de 1). Sólo es menor la densidad del hielo, que como todo el mundo sabe flota encima del agua. La densidad de la mayoría de minerales se halla entre 2 y 3; pero son bastante más pesados la scheelita, la barita o espato pesado, los minerales metalíferos y los metales nativos. 4.4. COLOR A primera vista parece muy fácil clasificar un mineral según su color. Para ello no se necesitan aparatos complicados, basta con que la luz sea buena. Pero las cosas sólo son tan fáciles en el caso de los minerales idiocromáticos. Un ejemplar de azurita de Tsumeb, Namibia, es tan azul como un ejemplar del mismo mineral procedente de Bisbee, Estados Unidos, o de Neubulach, en la Selva Negra. En estos casos, el color es característico del mineral y por consiguiente es un criterio de clasificación muy importante. Pero, en cambio, no se pueden clasificar por el color los llamados minerales alocromáticos. En estos casos, el color no es característico del mineral, sino que está determinado por la presencia de cuerpos extraños o por perturbaciones de la estructura cristalina. Por esta razón, un mineral alocromático presentará distinta coloración según la localidad de que proceda, o incluso mostrará diversos colores dentro de un mismo ejemplar. Así, la fluorita puede ser incolora, blanca, rosa, amarilla, parda, verde, azul o negra violácea. Así se determina el color: Se examina el mineral bajo una luz intensa, preferentemente a la luz del sol. Es preciso comprobar que se trata realmente del color del mineral y no del color de una capa de oxidación. En caso de duda, es aconsejable examinar el color de una superficie de fractura reciente. 4.5. EXFOLIACIÓN Y FRACTURA

La exfoliación y la fractura son dos propiedades que pueden ser examinadas simultáneamente. La exfoliación describe la forma de los fragmentos que se obtienen al romper un mineral con el martillo. El mineral puede mostrar superficies de exfoliación planas, lisas o romperse en cuerpos regulares, geométricos. La galena, por ejemplo se rompe en pequeños cubos, la calcita en pequeños romboedros. En la descripción de estos minerales, bajo el concepto de exfoliación, se leerá por consiguiente “muy perfecta,

romboedrica”, respectivamente. La exfoliación puede mostrar diversos grados, desde “muy perfecta” hasta “no apreciable”. Algunos minerales no presentan exfoliación en absoluto.

Figura 8. Exfoliación romboédrica.

Figura 9. Exfoliación cúbica. Por fractura entendemos la forma de las superficies de separación que no son superficies de exfoliación. Las superficies de fractura pueden mostrar diversas características: pueden ser concoidales (cuarzo, obsidiana), desiguales (feldespato) o ganchudas (oro). Así se determina la exfoliación y la fractura: El mineral a examinar se golpea con cuidado. Los fragmentos resultantes se observan atentamente, en caso necesario con una lupa. Se buscan con especial atención las superficies de exfoliación regulares. Si existen superficies de exfoliación, se observa su grado de limpieza y eventualmente el ángulo en que se cortan (emplear un goniómetro). Si se han formado superficies de fractura, se determina su forma, y se comparar con la de los minerales ya clasificados de la colección. 5. HUMEDAD EN LOS MINERALES 5.1. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD El porcentaje de humedad de un mineral es la expresión numérica de la cantidad de agua existente en un material húmedo. Se obtiene al calentar el mineral, unos grados más que el punto de ebullición del agua, por un tiempo que depende de la distribución del agua en el material. El aparato para determinación rápida de la humedad es el hidrómetro, pero a falta de este equipo, se puede emplear una estufa eléctrica de temperatura graduable. La contabilidad metalúrgica requiere el conocimiento exacto del peso exacto del sólido que se maneja, los materiales reales contienen varios grados de humedad y se deben tomar muestras para medir exactamente este constituyente. La muestra húmeda y la muestra de ensaye ideales se preparan de la misma cantidad de material, tomándose ambas de un punto cercano al equipo de pesado. Con un manejo apropiado, los errores debidos a la humedad o al secado subsecuente se reducen a los más bajos niveles posibles en la práctica, es común encontrar alguna forma de muestreo al azar para determinar la humedad. Por este método, se selecciona al azar o a distancias determinadas pequeñas cantidades de material de los diferentes lugares de la gran masa y se mezclan para formar la base de la muestra final. Una vez tomado la muestra se pesa y luego son secadas a una temperatura apropiada hasta que toda el agua higroscópica sea expulsada y entonces se pesan de nuevo.

La diferencia en peso representa la humedad y se expresa como: La temperatura de secado no debe ser tan alta que ocurra la descomposición, física o química, de los minerales. Los minerales sulfurados son particularmente propensos a perder dióxido de azufre (S02) si se sobrecalientan; las muestras no se deben secar a temperaturas por arriba de 105°C. 5.2. DEFINICIONES Peso neto seco (PNS)

PNH = Peso neto húmedo H = Porcentaje de humedad 100 – H = Porcentaje en seco Tonelaje métrico neto seco (TMNS)

Peso húmedo

5.3. PROBLEMAS DESARROLLADOS 1.- La filtración de un concentrado de zinc permite obtener un cake con un peso de 1220 gr. Si después del secado del cake, este pesa 1100 gr. Cual es el porcentaje de humedad del cake? Datos: Peso húmedo 1220 gr Peso seco 1100 gr Peso de agua 1220 – 1100 = 120 gr.

Rpta : Humedad 9.84 % H2O 2.-Cual es el peso seco de una muestra de mineral húmedo que pesa 600 kg, si el porcentaje de agua es 23 %. Datos: Peso húmedo = 600 kg Humedad = 23 % H2O

5.4. PROBLEMAS PROPUESTOS

1.- Cual es el peso seco de una muestra de mineral húmedo que pesa 800 kg, si contiene 17 % de humedad. 2.- Cual es la humedad de una muestra humedad si se compone de 520 kg de mineral y 25 kg. de agua 3.- Cual es el peso húmedo de una muestra de mineral cuyo peso seco es 55 kg, si antes de secarlo tenía 13 % de humedad. 4.- Basándose en el producto seco, una muestra de carbón posee el siguiente análisis: Materia volátil = 21.06 % Carbono fijo = 71.80 % Cenizas = 7.14 % Si la humedad presente en el carbón era 2.5 %. Cual será el nuevo análisis de la muestra húmeda? 4.- Se mezclan 3 muestras de minerales: 3850 gramos de mineral A con 5 % de humedad 9800 gramos de minera B con 9.5 % de humedad 5500 gramos de mineral C con 8.5 % de humedad. a.- Cuales la cantidad de agua presente en la muestra final b.- Cual es el porcentaje de humedad presente en la muestra final c.- Cual es el porcentaje de humedad si se mezclan la muestra A con B 6. MINERALOGÍA 6.1. CARACTERIZACIONES EN UNA PLANTA DE PREPARACIÓN MECÁNICA Es costumbre realizar la presentación química de los minerales, en porcentaje de sus elementos, porque permite identificar cada uno de los elementos que conforman las especies mineralógicas a tratar, de las cuales se indican cuales son menas y cuales pertenecen a la ganga. Pero el diseño de los procesos requiere como información la identificación de las especies mineralógicas en forma cuantitativa, por lo que se usan técnicas de mineragrafía que permiten identificar cualitativamente las especies de mineral presentes. El análisis químico establece las cantidades presentes de los elementos cuya relación con las diferentes especies de minerales, nos permite establecer la composición mineralógica que consiste en determinar los porcentajes de las diferentes especies de minerales presentes.

Mineral.- Combinación de los elementos que se encuentran en estado natural y de composición química homogénea. Ejemplos:  Galena PbS  Calcopirita CuFeS2  Esfalerita ZnS  Pirita FeS2  Sílice SiO2  Hematita Fe2O3

6.2. EJERCICIOS DESARROLLADOS 1.- Se pide determinar los porcentajes en que se encuentran presentes cada una de los metales presentes en estas especies. CALCOPIRITA Cu = 63.5 Fe = 56.0 S = 32 (2) = 64.0 Peso molecular (CuFeS2) = 183.50 g. % Cu = 34.6 % Fe = 30.5 % S = 34.9 BAUXITA (Al2O3.3H2O) Al = 2 * 26.98 = 53.96 O = 3 * 16 = 48.0 H = 6 * 1,01 = 6.06 O = 3 * 16 = 48.0 Peso molecular ((Al2O3.3H2O) = 156.02 g.

2.- Una muestra de mineral que contiene calcosita (Cu2S) contiene 14.3 % de cobre. ¿Qué porcentaje de calcosita está presente en la muestra mineral? Peso molecular Cu2S = 159.08 g. Cu2S = 159.08

3.- Un mineral que contiene calcopirita (CuFeS2) analiza 5 % de cobre. Indicar el contenido de calcopirita en 20 TM de mineral. CuFeS2 = 183.1 g. Peso de Cu en 20 TM de mineral = 20 TM * 0.05 = 1 TM de cobre

6.3. EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Un mineral contiene: 3.2 % Plomo 5.4 % Zinc 10.2 % Fierro 9.3 % Azufre Las especies mineralógicas presentes en el mineral son: Galena (PbS), Esfalerita (ZnS), Pirita ( FeS2) y Hematita (Fe2O3). Calcular el porcentaje de pirita en el mineral 2. 300 kg de mineral contiene : 3.5 % Plomo 6.2 % Zinc 10.2 % Fierro 8.6 % Azufre Las especies mineralógicas presentes en el mineral son: Galena (PbS), Esfalerita (ZnS), Pirita ( FeS2) y Hematita (Fe2O3). Calcular el peso de cada especie mineralógica presente. 3. Un concentrado de plomo tiene la siguiente composición mineralógica: Galena : 75 % Blenda : 8 % Pirita : 7 % Calcopirita : 2 % Ganga : 8 % Calcular las leyes de plomo, cobre y zinc en este concentrado. 4. 400 TM de concentrado de plomo tiene la siguiente composición mineralógica: Galena : 70 % Blenda : 7 % Pirita : 7 % Calcopirita : 2 % Ganga : 8 % Calcular los contenidos metálicos (TM) de plomo, cobre y zinc en este concentrado. Calcular el peso (TM) de la ganga. 5. Un mineral polimetálico contiene : 8.2 % Pb (galena)

14.3 % Zn (blenda) 21.0 % Fe (pirita) Calcular el porcentaje de ganga y azufre presente. 6. 1200 kg de mineral polimetálico contiene : 8.2 % Pb (galena) 14.3 % Zn (blenda) 21.0 % Fe (pirita) Calcular el peso en kg. de ganga y azufre presente. 7. Cuanto azufre está contenido en un mineral polimetálico con 12.1 % de zinc y 18.5 % de plomo?. 8. Determinar el peso de fierro contenido en 30 kg. de mineral calcopirita 9. Un mineral que contiene azurita CuCO3 . Cu(OH)2 contiene 15 % de cobre. Cuanto de mineral está presente? 10. Cual es la ley de zinc y el porcentaje de esfalerita contenido en un mineral para ser procesado a 800 TMD en una planta que requiere una producción mínima de 100 TMD de concentrado de zinc que analiza 55 % de zinc y que representan el 89 % de recuperación. Cuantas TM de azufre pueden estar contenidos en el concentrado y que porcentaje representa. 11. 2000 TM de mineral de cobre (1.5 % Cu) es alimentado a una planta de flotación. El cobre ocurre solamente como calcopirita (CuFeS2).

 ¿Cuál es el peso de calcopirita en el mineral de cabeza?  ¿Cuál es el peso de concentrado de flotación, si el 92 % de la chacopirita puede ser recuperado en un concentrado con 16 % Cu?  Asumiendo que existe oro en la cabeza del mineral cuprífero. ¿Cuál debe ser el análisis de oro en la cabeza, si 2100 gramos de oro representan 87.5 % de recuperación y se encuentran en el concentrad?  Completar el balance metalúrgico para el cobre.