Administración mineria

1. PROCESOS ADMINISTRATIVOS EN MINERIA:
Clasificación de la industria minera en
Chile
Clase 3
MINERÍA Y
METALURGIA
ASIGNATURA : EMPRESA MINERA
DOCENTE : XIMENA VELOSO VALENZUELA
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2. Mena y ganga
• Mena: es el mineral que se explota en un
yacimiento, aquel que contiene el elemento
que interesa, en la proporción que resulta
rentable.
• Ganga: es el mineral o roca que acompaña
a la mena y que carece de valor o interés en
esa explotación, aunque en algunos casos se
aprovecha como producto secundario.
• Que un mineral sea mena o ganga,
depende de la explotación, así un mineral
puede ser mena en una explotación y ganga
en otra.
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3. Mena y ganga
Ejemplo
Mena con mineral de interés y ganga asociada.
1) Mena de cobre: elemento de interés es el cobre
Ganga: sílice o cuarzo (SiO2)
2) Mena de oro: elemento de interés es el oro
Ganga: cobre
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4. Ejemplos de mena
Las menas son minerales de valor económico que
constituyen entre un 5 y 10% del volumen total de la roca.
Corresponden a minerales sulfurados y oxidados, que
contienen el elemento de interés, por ejemplo, cobre,
molibdeno, zinc, etc.
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5. • Sulfurados de cobre
• Calcopirita
• Bornita
• Calcosina
• Covelina
• Etc.
• Oxidados de cobre
• Malaquita
• Crisocola
• Azurita
• Brochantita
• Cuprita
• Etc.
Ejemplos de mena
Algunas menas de cobre:
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6. Ejemplo un mineral de óxido de cobre
malaquita + atacamita + crisocola
= Mena
Ganga= silicatos+calcita+óxidos
de hierro
Mineral= mena + ganga
o
Mineral + ganga
Ejemplos de mena
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7. ¿Es un mineral la mena y la ganga?
Los minerales son sólidos homogéneos, inorgánicos y de
origen natural, con una composición química definida y
una disposición atómica ordenada.
Hay minerales de mena y hay minerales de ganga.
Ambos son minerales.
Es frecuente nombrar como mineral sólo a la mena (se
usan como sinónimos) de donde se extrae el metal y
ganga a la roca acompañante.
Roca es un sólido natural constituido por un conjunto de
minerales.
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8. Ejemplos de ganga
La ganga corresponde a minerales sin valor económico y
que acompañan a los minerales que contienen los
elementos metálicos que se recuperan en el proceso
industrial. Salvo los casos especiales de ganga como
producto secundario.
Generalmente silicatos, que forman la roca y su alteración
(cuarzo, feldespato, micas, arcillas).
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9. El estéril o lastre es el material rocoso que no contiene especies
de valor.
El estéril se evacúa desde la mina por lo general en camiones a
botaderos de desmontes.
La razón estéril/mineral es un valor de importancia que suele
determinar cambios en el tipo de métodos de explotación.
Valores normales para este índice, en las empresas mineras, se
encuentran entre 3/1 y 4/1.
Estéril o lastre
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10. Ley de cobre
Por ejemplo
Si un mineral tiene una ley de 1,5%,
indica que en 100 kg de mineral hay 1,5 kg
de cobre. Y en 1 tonelada de mineral (1.000
kg) por lo tanto debe haber 15 kg de cobre.
La ley de cobre indica el contenido de cobre que tiene un material
(mineral, concentrado, ripios, escorias, cátodos, etc.), se expresa
como porcentaje en peso (%).
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11. Fino de cobre
Se calcula como
El fino de cobre indica la cantidad (kilogramo o toneladas)
de cobre que hay en un producto o material (ejemplo
mineral, solución PLS, concentrado, relaves, etc.). Se
determina conociendo la ley de cobre del material y el
peso de este material.
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12. Recuperación
La recuperación metalúrgica indica la eficiencia con que trabaja un
proceso de separación o extracción de cobre (ejemplo lixiviación,
etc.). También se aplica para la planta completa. Este indicador,
expresa el porcentaje de cobre que es recuperado comparado con
el alimentado. También se le llama porcentaje de extracción.
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13. La ley de corte es el valor mínimo de ley que permite procesar
el mineral sin que haya pérdidas económicas. Por debajo de
dicha ley el costo de procesamiento del mineral es mayor que
el beneficio esperado con la recuperación del material útil. El
material que está bajo la ley de corte se extrae de la mina y se
deposita en botaderos especiales a fin de procesarlos en el
futuro, siempre y cuando existan innovaciones tecnológicas
que permitan dicha tarea.
En el caso de minerales de cobre se tienen valores de ley de
corte entre 0,2 y 0,4% en Cu, dependiendo esto del tipo de
yacimiento, de la tecnología de procesamiento y del estado de
explotación o antigüedad de la mina.
Ley de corte
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14. Procesos extractivos del cobre
Para obtener el cobre metálico a partir de los minerales, el hombre ha
desarrollado diversos métodos metalúrgicos extractivos que persiguen los
siguientes objetivos:
✓Separar el cobre de los elementos que lo acompañan en la mena
✓Obtener cobre metálico de alta pureza
✓Maximizar la recuperación metalúrgica y minimizar los costos asociados
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15. 15
Tipos de procesos extractivos del cobre

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Tipos de procesos extractivos del cobre
En la metalurgia extractiva actual del cobre, se distinguen
dos vías clásicas para tratar los minerales de cobre:
✓ Vía pirometalúrgica
✓ Vía hidrometalúrgica
Las menas de cobre pueden ser de naturaleza sulfurada
(sulfuros), contienen S2- en su estructura química, o bien
no-sulfurada (óxidos). Estos dos tipos de minerales de
cobre siguen, en general, estas vías de procesamiento
diferentes.

17. Vía hidrometalúrgica
Este tipo de proceso se caracteriza por
procesar principalmente minerales oxidados
y algunos sulfuros secundarios de baja ley,
mediante procesos químicos acuosos. Esta
vía se encuentra conformada por las
siguientes etapas básicas:
✓ Chancado
✓ Lixiviación (LX)
✓ Extracción por solvente (SX)
✓ Electroobtención (EW)
Esta vía, en la actualidad ha tenido un fuerte
desarrollo y aplicación en Chile debido a que
presenta varias ventajas comparativas de
tipo económico y ambiental.
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Flow sheet vía hidrometalúrgica

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CHANCADO: el mineral que viene de la mina se lleva a equipos llamados chancadores
donde se reduce el tamaño del mineral a la granulometría deseada.
LIXIVIACION: con el mineral se forman pilas de lixiviación (montículos de mineral) donde
el mineral es regado con soluciones de ácido sulfúrico por aspersión y/o goteo que
disuelven el contenido de cobre que tiene el mineral con lo cual se forma una solución
enriquecida en cobre disuelto que sale de la pila.
EXTRACCION POR SOLVENTE: la solución enriquecida en cobre que se obtiene de la
lixiviación se trata con un líquido orgánico con lo cual se purifica y se concentra en el
contenido de cobre.
ELECTROOBTENCION: a la solución líquida de cobre obtenida en la extracción por
solventes se le aplica corriente eléctrica y el cobre con ello se transforma al estado sólido
y se deposita formándose los cátodos de cobre con una ley de 99,99% Cu.
ETAPAS DEL PROCESAMIENTO HIDROMETALURGICO

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Esquema básico procesamiento hidrometalúrgico

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Flow sheet proyecto Gaby Codelco Norte
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Flow sheet minera Cerro Colorado

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Vía pirometalúrgica
Se caracteriza por procesar minerales sulfurados mediante
calor para obtener cobre. Esta vía, está compuesta de las
siguientes etapas:
✓ Chancado / Molienda
✓ Concentración por flotación
✓ Fundición
✓ Refinación electrolítica
Esta vía es la que permite producir la mayor cantidad del
cobre mundial, debido a las grandes reservas de minerales
sulfurados de cobre. Una de las ventajas de esta vía
pirometalúrgica, es que permite recuperar subproductos tales
como: molibdeno, metales preciosos como oro y plata, etc.

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Flow sheet vía pirometalúrgica

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La vía pirometalúrgica se separa en dos etapas:
Primera etapa Planta concentradora
Se realizan los procesos de
✓ Chancado / Molienda
✓ Concentración por flotación
Segunda etapa Fundición y refinación electrolítica
Se realizan los procesos de
✓ Fundición
✓ Refinación electrolítica
Etapas de la vía pirometalúrgica

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Objetivos planta concentradora
Mediante el proceso de flotación es posible obtener una fracción
de menor peso y con una mayor ley de cobre que es el
concentrado y la fracción de los residuos con la ganga
denominada relaves o colas.
Por lo tanto, los objetivos del beneficio por concentración son los
siguientes:
✓Conminuir el mineral a un tamaño adecuado para liberarlo
completamente de la ganga
✓Separar las partículas sulfuradas de cobre de las partículas ganga
y maximizar la recuperación
✓Obtener un concentrado de alta ley de cobre y con bajo
contenido de ganga

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ETAPAS EN LA PLANTA CONCENTRADORA
CHANCADO: el mineral que viene de la mina se lleva a equipos llamados chancadores
donde se reduce el tamaño del mineral a la granulometría deseada.
MOLIENDA: en este proceso el mineral chancado se mezcla con agua formando una
pulpa y se ingresa a molinos para lograr una granulometría mucho más fina del mineral
y liberar las partículas útiles.
FLOTACION: el mineral molido con agua que forma la pulpa se procesa en celdas de
flotación para separarlo de la ganga obteniéndose un concentrado de cobre con una ley
aproximada de 30% Cu.
ESPESAMIENTO Y FILTRADO: el concentrado se envía a los espesadores y luego a
filtración para reducir su contenido de agua.
DISPOSICION DE RELAVES: los relaves o colas del proceso de flotación se trasladan a
canchas y/o tranques de relave en donde se almacenan.

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Esquema básico planta concentradora

29. Destino del concentrado
El concentrado hoy día en Chile tiene dos destinos.
• Exportación como concentrado a los mercados
internacionales. Actualmente se exporta
concentrado de cobre y concentrado de
molibdeno. Una pequeña parte de los
concentrados también se vende dentro del país.
Ejemplo: Collahuasi, Escondida, Pelambres, etc.
• Ser tratado en una fundición que tiene por
propósito separar los sulfuros metálicos de la
ganga, lo que se logra fundiendo los minerales a
temperaturas de aproximadamente 1250°C. El
proceso involucra fusión, conversión, refinación
a fuego y electrorefinación.
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Flow sheet planta concentradora
de cobre, Codelco Chuquicamata
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31. Flow sheet concentración de cobre y
molibdeno División Andina
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32. Introducción a la pirometalurgia
La pirometalurgia del cobre se practica en la instalación llamada
tradicionalmente fundición, que es donde se practican procesos en
hornos a elevadas temperaturas (1.000 - 1.300°C), para separar el
cobre de las impurezas que lo acompañan en los concentrados, tales
como: ganga óxidos (SiO2, Al2O3, etc.), fierro (proveniente de
sulfuros) y azufre (proveniente de sulfuros).
La mayoría de las fundiciones produce solamente ánodos que se
envían a refinación electrolítica para obtener cobre refinado de
calidad electrolítica en la forma de cátodos.
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33. Objetivos del procesamiento pirometalúrgico
Los objetivos son:
✓ Fundir los concentrados para obtener un eje de cobre y una
escoria adecuada para desecharla.
✓ Convertir el eje en cobre blister por oxidación del azufre y fierro.
✓ Refinar el cobre blister en hornos de refinación y moldearlo en la
forma de ánodo.
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Etapas del procesamiento pirometalúrgico
Para cumplir con los objetivos anteriores, las fundiciones de cobre
realizan cuatro operaciones fundamentales en sus instalaciones
de procesamiento del cobre, estas son las siguientes:
1. Fusión a eje
2. Conversión del eje
3. Refinación a fuego
4. Moldeo

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FUSION A EJE: los concentrados mezclados con los fundentes y otros materiales,
constituyen la materia prima que se va a fundir. La fusión se realiza en hornos a
temperaturas que varían de 1.000 a 1.300ºC, obteniéndose una masa líquida
dividida en dos capas, la que contiene el elemento de interés es el eje o mata
(50-70% Cu) y la ganga que se llama escoria.
CONVERSION: el eje o mata caliente se trata en hornos llamados convertidores
donde se inyecta oxígeno para producir la oxidación de las impurezas fierro y
azufre. Se obtiene cobre blíster líquido (97-98% Cu).
REFINO O REFINACION A FUEGO: el cobre líquido impuro que se obtiene de los
convertidores se lleva a los hornos de refino donde se remueven las impurezas
para dejar el cobre más puro, que es el cobre RAF líquido (99-99,5% Cu).
MOLDEO: el cobre RAF líquido se moldea en una rueda de moldeo giratorio
donde se obtienen los ánodos de cobre, que son planchas con dos orejas de ±
280 kg y con una pureza de 99,7% Cu.
ETAPAS EN LA FUNDICION

35. Esquema procesamiento en la fundición
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36. Flow sheet de una fundición
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37. Fundiciones en Chile
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38. Refinación electrolítica
La mayor parte del cobre producido en las fundiciones debe
refinarse electrolíticamente para obtener cátodos de cobre
de alta pureza (con menos de 65 ppm de impurezas). Por lo
tanto los ánodos de cobre, se envían a la refinería
electrolítica o electrorefinación que los procesa con los
objetivos de:
✓ Producir cobre de alta pureza en la forma de cátodos
✓ Separar las impurezas valiosas (plata, oro) contenidas en el
ánodo para su posterior recuperación
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39. Refinación electrolítica
Este proceso consiste en practicar un proceso electrolítico en
celdas que contienen los ánodos de cobre y cátodos
sumergidos en un electrolito de sulfato de cobre y ácido el
que circula por la celda. Los procesos químicos observados
en los electrodos son los siguientes:
(a) Proceso anódico: el ánodo de cobre energizado positivo se
disuelve al paso de la corriente, transfiriendo cobre hacia
el electrolito. Las impurezas no solubles del ánodo se
depositan en el fondo de la celda y se denominan lodos
anódicos.
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40. Refinación electrolítica
(b) Proceso catódico: el cátodo energizado negativo recibe el
depósito de cobre, aumentando su peso en el tiempo. Al cabo
de 8 a 10 días se cosechan los cátodos desde la celda.
Los productos obtenidos de este proceso son los siguientes:
✓ Cátodos electrorefinados de alta pureza (99,99% Cu)
✓ Lodos anódicos que se envían a plantas de metales nobles
(también se llaman barros anódicos) para recuperar oro y plata.
✓ Chatarra anódica que se recicla a la fundición (también llamada
scrap)
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41. Esquema proceso electrorefinación
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42. Estado inicial y final en la electrorefinación
+
-
Cu++
Electrolito
Ánodo
Hoja
madre
+
-
Cu++
Barro Anódico
Scrap
Cátodo
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