Este documento describe los conceptos básicos de mineralogía y metalurgia. 1) Define minerales, yacimientos y menas. 2) Explica los procesos metalúrgicos del hierro, cobre, plomo, zinc, oro y plata. 3) Cubre temas como tostación, lixiviación y refinación electrolítica.

1. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
GANGA, que viene a ser la parte
RECURSOS NATURALES complementaria y que constituye el
material estéril de la mena.
MINERALES
Mineral valioso + ganga = mena
Son sólidos naturales inorgánicos de composición
química definida y estructura cristalina, pudiendo
ser elementos [oro nativo (Au), plata nativa (Ag),
METALURGIA
diamante (C), etc.] o compuestos químicos
[Esfale- rita o blenda (ZnS), cuarzo (SiO2), galena
La metalurgia es la ciencia y la tecnología de la
(PbS) ]
extracción de metales de sus fuentes naturales y
Sus nombres no guardan relación con su
de su preparación para usos prácticos. La
composición química.
metalurgia implica varios pasos: (1) explotación
La ciencia que estudia a los minerales se
de las minas, (2) concentración de la mena o su
denomina MINERALOGIA.
preparación por algún otro medio para el
tratamiento posterior, (3) reducción del mineral
Desde el punto de vista de su industrialización se
para obtener el metal libre, (4) refinación o
clasifica a los minerales como:
purificación del metal, y (5) mezclado del metal
con otros elementos para modificar sus
a) Mineral metálico: a partir de los cuales se
propiedades. Este último proceso produce una
extraen los metales. Ejemplo:
aleación, es decir, un material metálico compuesto
Blenda: Zn
de dos o más elementos.
Galena: Pb
b) Mineral no metálico: se utilizan como
1. METALURGIA DEL HIERRO (Fe)
materia prima o insumo para obtener
productos acabados. Ejemplo:
a) Mineralogía
Cuarzo: vidrio
Caliza: cemento
Hematita: Fe2O3
Nota:
Magnetita: Fe3O4
Siderita: FeCO3
 Los minerales metálicos forman parte de la Pirita: FeS2
corteza terrestre y cuando se presentan en
lugares con valor económico, se denominan b) Metalurgia
yacimientos.
 El mineral valioso, por lo general, se La metalurgia del hierro toma el nombre de
encuentran en vetas o diseminados, y la SIDERURGIA. Casi siempre se realiza en
explotación de estos yacimientos pueden altos hornos llamados así por su gran
ser a través de socavones, minas, para las tamaño. Las sustancias usadas en el alto
vetas y a tajo abierto para los diseminados. horno son: mineral de hierro (óxidos
 El material extraído conteniendo el o los generalmente), reductor (carbón o coke),
minerales de interés económico constituye fundente (CaCO3 que disminuye la
la denominada MENA, la misma que está temperatura de fusión y forma escorias)
formada por el mineral valioso y la El proceso dentro del horno es el siguiente:
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2. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
 Formación del óxido cuproso y su
 El coke, al arder, se oxida, formando posterior oxigenación: a 1000ºC el
monóxido de carbono. CuS se convierte en Cu2S
2C(s) + O2(g) → 2CO(g) Cu2S(l) + O2(g) → 2Cu(l) + SO2(g)
 Refinación electrolítica del cobre: en
 El monóxido de carbono actúa sobre los ánodos el Cu impuro se oxida a
los óxidos reduciéndolos Cu+2, el cual se reduce a Cu (99,9% de
Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g)
pureza) en el cátodo
3. METALURGIA DEL PLOMO (Pb)
a) Mineralogía
2. METALURGIA DEL COBRE (Cu)
Galena: PbS
Cerusita: PbCO3
a) Mineralogía
Anglesita: PbSO4
Se encuentra como elemento nativo y
b) Metalurgia
combinado formando los siguientes
En el Perú el mineral que se emplea para
minerales:
extraer el plomo se llama galena, su
proceso se resume en:
Calcopirita: CuFeS2
Calcosita: Cu2S
 Tostación: se realiza en hornos
Cuprita: Cu2O
especiales y se transforma en una
Malaquita: Cu2CO3(OH)2
mezcla sólida de PbO y PbSO4
b) Metalurgia
En el Perú la mayor producción es a partir 3PbS(s) + 5 O2(g) → 2PbO(g) + PbSO4(s)
de la calcopirita, su proceso se resume en:
 Tostación: descompone el mineral y + 2SO2(g)
transforma en óxidos  A la calcina se le agrega 2/5 del
material primitivo y el conjunto se
2CuFeS2(s) + 3 O2(g) → 3FeO(s) + 2CuS
calienta a altas temperaturas en un
horno, obteniéndose plomo impuro de
94 a 95% de pureza.
+ 2SO2(g)
 La refinación electrolítica del plomo
 Separación de impurezas: la calcina,
permite obtener Pb con una pureza de
se mezcla con sílice (SiO2) y caliza
99,99%, el cual se deposita en el
(CaCO3) para formar escoria que sirve
cátodo.
para separar el FeO del CuS.
4. METALURGIA DEL ZINC (Zn)
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3. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
a) Mineralogía amalgamas y después por destilación
se separa el oro.
Esfalerita o blenda: ZnS
Smithsonita: ZnCO3  Cianuración: El oro nativo puede
separarse de la roca estéril
b) Metalurgia disolviéndolo en una solución muy
diluida con cianuro de sodio o potasio.
4Au(s) + 8KCN(ac) + 2H2O(l) + O2(g) →
 Tostación: empleado para transformar
los sulfuros en óxidos.
2ZnS(s) + 3 O2(g) → ZnO(s) + 2SO2(g)
4K[Au(CN)2](ac) + 4KOH(ac)
 Reducción: Luego las soluciones de
K[Au(CN)2] se reducen con zinc
 Lixiviación: empleado para metálico
transformar el metal valioso desde la
Zn(s) + 2K[Au(CN)2](ac) → 2Au(s) +
fase sólida a la fase acuosa.
ZnO(s) + H2SO4(ac) → ZnSO4(ac) + H2O
K2[Zn(CN)4](ac)
6. METALURGIA DE LA PLATA (Ag)
 Electrólisis: la solución resultante
ZnSO4(ac), se purifica y se envía a
a) Mineralogía
celdas electrolíticas, depositándose en
el cátodo el Zn 99,99% de pureza
La plata se encuentra en estado nativo y
(refinamiento)
también en forma de compuestos:
5. METALURGIA DEL ORO (Au)
Cerargirita: AgCl
Argentita: Ag2S
a) Mineralogía
b) Metalurgia
El oro es un metal de baja reactividad
química y por ello que existe en estado
La mayor parte de la plata metálica se
nativo, a veces se encuentra como telururo
obtiene de los residuos anódicos (lodos) de
de oro (Au2Te3)
la refinación del cobre y plomo.
La metalurgia de la plata es similar a la del
b) Metalurgia
oro, siendo los procesos más comunes la
amalgamación y cianuración.
Existen varios procesos que conllevan a la
extracción del oro, siendo los principales:
PRÁCTICA DIRIGIDA
 Amalgamación: El oro que se
1. Completa la siguiente expresión:
encuentra disperso en ganga se pone en
En la naturaleza los minerales se presentan
contacto con el mercurio líquido, éste
como sólidos…….., algunos tienen.............
lo colecta formando las denominadas
externas y son estudiados por la …………….
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4. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
E) La galena es un mineral no metálico, a
A) Cristalinos, estructuras, geoquímica partir de ella se extrae el S.
B) Amorfos, formas geométricas, geología
C) Cristalinos, formas geométricas, 5. Marque la respuesta correcta para la
mineralogía correspondencia mineral – fórmula
D) Iónicos, estructuras, metalurgia
E) Amorfos, estructuras, mineralogía a) Hematita ( ) (Zn, Fe)S
b) Calcosita ( ) Ag2S
2. Indique la secuencia correcta: c) Esfalerita ( ) Fe2O3
d) Argentita ( ) Cu2S
I. Los yacimientos contienen minerales con
una concentración adecuada para su A) dbac B) adcb C) cdab
explotación rentable D) abdc E) dcab
II. En la corteza terrestre, el mineral valioso
se encuentra diseminado o formando 6. ¿Cuántas toneladas métricas (TM) de Pb se
vetas. obtiene a partir de 890TM de una mena de
III. La explotación de los minerales valiosos plomo que tiene 60% de cerusita (PbCO3)
se puede realizar a tajo abierto si el como único mineral de plomo?
mineral está diseminado PF (PbCO3= 267); P.A (Pb=207)
IV. Una mena extraída de un yacimiento está
formada solo por el mineral valioso. A) 276 B) 207 C) 552
D) 414 E) 372
A) VVVV B) VVVF C) VVFF
D) VFVF E) FVVF 7. Una mena de hierro de 100TM que contiene
hematita (Fe2O3) y 29% de impurezas
3. Marque la secuencia de verdadero (V) o falso reacciona con CO produciendo Fe metálico y
(F) respecto a las siguientes definiciones: CO2. Determine la cantidad de Fe obtenida,
en kg, si el rendimiento del proceso es de
I. Mena: Mezcla de ganga y mineral 80%.
valioso. P.A( Fe= 56; C=12; O=16)
II. Mineral: Sólidos inorgánicos, de origen
natural y artificial. A) 3,98x105 B) 3,98x106
III. Mineral metálico: Mineral a partir del C) 4,97x108
cual se obtiene un metal de interés. D) 4,97x105 E) 3,17x105
A) VFV B) VVV C) VVF 8. ¿Cuántos metros cúbicos (m3) de SO2(g)
D) VFF E) FFF medidos a C.N, se obtienen a partir de
47,8TM de galena? Según la ecuación:
4. Marque el enunciado INCORRECTO
2PbS(s) + 7/2 O2(g) → PbO(s) + PbSO4(s) +
A) La hematita y la magnetita, son minerales
de hierro.
B) La principal mena de cobre es la
calcopirita.
SO2(g)
C) El principal mineral de Zinc es la blenda
Dato: PF( PbS= 239; SO2= 64)
D) La Siderurgia es el proceso de
tratamiento del mineral de hierro.
A) 2,24x106 B) 2,24x103
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5. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
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C) 2,24x10 III. La calcina se transforma en ZnSO4
D) 2,24x102 E) 2,24x105 mediante la lixiviación.
9. Indique la secuencia de verdadero (V) o falso A) FFV B) VFV C) FVF
(F) con respecto a las siguientes reacciones: D) FVV E) VVF
a) 2CuFeS2 + 3O2 → 2FeO + 2CuS + 2SO2
12. Con relación a los procesos metalúrgicos,
marque la secuencia correcta de verdad (V) o
falsedad (F)
I. La metalurgia del hierro se denomina
b) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
siderurgia y se realiza fundamentalmente
a bajas temperaturas.
II. La metalurgia de los metales sulfurados
puede esquematizarse en 3 etapas:
tostación, separación de impurezas y
c) ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
refinación electrolítica
III. La cianuración es una técnica que
permite extraer oro y la plata a partir de
los respectivos metales nativos
A) VFF B) FVV C) FVF
I) La reacción (a) representa el proceso de
D) FVV E) VVV
tostación de un mineral sulfurado
II) En (b) el agente reductor es el CO
13. La amalgama de dentista contiene 70%W de
III) En (c) se representa la lixiviación del
Hg y 30%W de Cu. Marque la cantidad (en
ZnO
kg) de amalgama que podría elaborarse a
partir de 2800g de Hg y 960g de Cu.
A) VVF B) VFV C) VVV
D) FVV E) FVF
A) 3,76 B) 0,56 C) 3,20
D) 4,00 E) 2,56
10. ¿Cuál es el % de rendimiento si durante la
lixiviación de 16,28TM de ZnO se obtuvo
14. Establezca la correspondencia reacción –
30TM de ZnSO4?
proceso metalúrgico
PF( ZnO= 81,4; ZnSO4= 161,4)
CaCO3(s) + SiO2 → CaSiO3(l) + CO2(g)
A) 90,50 B) 86,45 C) 94,94
D) 92,94 E) 95,65 I.
11. Marque la secuencia correcta de verdadero
(V) o falso (F) con respecto a la metalurgia
II. 2K[Au(CN)2](ac) + Zn(s) → 2Au(s) +
del Zn
I. La esfalerita es un mineral que contiene
Pb, Zn y Fe
II. En la tostación del mineral se produce K2[Zn(CN)4](ac)
SO2(g)
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6. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
III. Ánodo: Cu(s) → Cu+2 + 2e-
17. Para los siguientes minerales establecer la
relación correcta nombre – fórmula:
a. Calcopirita () PbS
b. Blenda () Fe2O3
Cátodo: Cu+2 + 2e- → Cu(s)
c. Hematita () CuFeS2
d. Galena () ZnS
A) dcab B) abcd C) cdab
D) dcba E) dabc
IV. CuFeS2(g) + O2(g) → FeO(s) + CuS(s) + 18. Indique verdadero (V) o falso (F) las
siguientes proposiciones:
SO2(g) I. Uno de los productos de la tostación de la
( ) Tostación de la calcopirita calcopirita es SO2
( ) Formación de escoria II. La refinación de cobre es por electrólisis
( ) Precipitación química III. El plomo contenido en la galena se extrae
( ) Refinación electroquímica por lixiviación.
IV. El zinc del mineral esfalerita se refina por
A) IV,I,III,I B) IV,I,II,III tostación.
C) II, III,I,IV
D) III,I,II,IV E) I,III,II,IV A) VFVF B) FFVV C) VVFF
D) FVFV E) FFFF
15. Marque la alternativa INCORRECTA con
respecto a las aleaciones: 19. En los altos hornos la hematita se………… a
hierro, debido al……….. que se produce por
A) Son mezclas que contienen uno o más la oxidación del coque.
metales.
B) Su estado de agregación final es sólido. A) oxida – CO2
C) Algunas contienen elementos no B) reduce – CO
metálicos C) volatiliza – calor
D) Sus propiedades son iguales a la de los D) funde – calor
elementos que la constituyen. E) oxida – CO
E) Su composición depende de la naturaleza
y proporción de los metales. 20. Uno de los métodos para obtener metales
nobles como el oro y la plata consta de 3
16. Señale la relación correcta de las expresiones: etapas importantes: cianuración, precipitación
con Zn (Merrill Crowe) y refinamiento
I. La galena es un mineral que contiene Pb electrolítico.
2K[Au(CN)2](ac) + Zn(s) → 2Au(s) +
II. La tostación de la galena genera PbO
III. La refinación electrolítica del plomo,
permite purificarlo.
A) VVV B) VFF C) FVV
D) FFV E) FVF K2[Zn(CN)4](ac)
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7. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA
Si a partir de esta reducción se consumen
3,25TM de Zn en polvo y se precipita oro con A) adfg B) bcef C) bcdeg
90% de pureza. La cantidad de oro producida, D) acef E) aceg
en TM, es:
P.A ( Au= 197; Zn= 65) 24. En una concentradora se trabaja con 970 TM
de mena que contiene 9,70% de esfalerita;
A) 17,73 B) 17,79 C) 17,37 4,78% de galena y la diferencia es ganga,
D) 15,73 E) 16,73 Determine el % de Zn y él % de Pb,
presentes en dicha mena. P.A( Zn=65;
21. Respecto a los recursos minerales y Pb=207)P.F( PbS=339; ZnS=97)
energéticos, marque la secuencia correcta de
verdadero (V) o falso (F): A) 6,5 y 4,1 B) 5,6 y 4,14 C) 6,5 y 4,14
D) 4,1 y 6,5 E) 6,0 y 4,0
I. Son de origen natural y son renovables
II. Los minerales se clasifican como
metálicos y no metálicos Profesor: Antonio Huamán N.
III.Los no metálicos son usados como Lima, Septiembre del 2012
insumos de productos terminados.
IV.La mena está constituida por el mineral
valioso más la ganga.
A) VVFV B) VFVF C) VFFV
D) FVVV E) FFVV
22. Respecto a los proceso metalúrgicos, señale
la alternativa INCORRECTA
A) Permiten concentrar y extraer el metal de
un mineral.
B) La metalurgia del hierro se llama
siderurgia
C) Los minerales que contienen azufre son
procesados por tostación
D) La extracción de los metales a partir de
sus compuestos son procesos redox.
E) La lixiviación es un proceso que se aplica
a la extracción del hierro.
23. Los minerales constituyen la materia sólida
valiosa de la tierra. Al respecto seleccione
las características inherentes a éstos:
a. Sólidos amorfos
b. Sólidos cristalinos
c. Naturales
d. Artificiales
e. Composición química definida
f. Origen inorgánico
g. Origen orgánico
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