1. ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA PRODUCTIVA
Y MERCADOS DE LA ROCA FOSFÓRICA
INFORME FINAL
CONTRATO 1517-08-2005
UNIÓN TEMPORAL GI. GEORECURSOS
BOGOTÁ, D.C.
2005
2. CONTENIDO
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………. 1
1.0 GENERALIDADES SOBRE LAS ROCAS FOSFATADAS…………………………. 2
1.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ROCAS FOSFATADAS…………………………………… 4
1.2 ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS DE ROCAS FOSFATADAS…………………… 5
1.2.1 Geoquímica del fósforo………………………………………………………… 6
1.2.2 Génesis y ocurrencia de las rocas fosfatadas…………………………………… 7
1.2.2.1 Yacimientos de apatito…………………………………………………………. 8
1.2.2.2 Yacimientos de fosforitas………………………………………………………. 9
1.2.2.3 Principales yacimientos mundiales ……………………………………………. 11
1.3 MINERÍA Y METALURGIA DE LAS ROCAS FOSFATADAS EN LOS
YACIMIENTOS MÁS IMPORTANTES DEL MUNDO…………………………….. . 16
1.3.1 Minería……………………………………………………………………….. 16
1.3.2 Beneficio mineral…………………………………………………………….. 18
1.3.3 Transformación del mineral………………………………………………...... 19
1.4 POTENCIAL DE ROCAS FOSFATADAS EN COLOMBIA………………………… 24
1.4.1 Complejos cretácicos como fuente primaria de rocas fosfatadas…….……..... 29
1.4.2 Depósitos y otras manifestaciones de rocas fosfatadas……………………….. 31
2.0 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO HISTÓRICO DE LOS MERCADOS
NACIONAL Y CONTINENTAL DE LAS ROCAS FOSFATADAS. ..……………… 39
2.1 MERCADO CONTINENTAL…………………………………………………………. 39
2.1.1 Usos…………………………………………………………………………… 39
2.1.2 Tamaño del Mercado Continental…………………………………………….. 39
2.1.2.1 Rocas fosfatadas ……………………………………………………………… 39
2.1.2.2 Fertilizantes fosfatados ………………………………………………………. 45
2.2 MERCADO NACIONAL………………………………………………………………. 51
2.2.1 Oferta……………………………………………………………………………. 51
2.2.1.1 Producción………………………………………………………………………. 51
2.2.1.2 Importaciones……………………………………………………………………. 58
2.2.2 Demanda………………………………………………………………………… 62
2.2.2.1 Exportaciones…………………………………………………………………… 62
2.2.2.2 Consumo………………………………………………………………………… 64
2.2.2.2.1 Sector agrícola……………………………………………………………….... 64
2.2.2.2.2 Sector industrial……………………………………………………………….. 71
3.0 ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN Y COMERCIALIZACIÓN
NACIONAL……………………………………………………………………………… 73
3.1 ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN……………………………………………………… 73
3.1.1 Generalidades………………………………………………………………………. 73
3.1.2 Productores…………………………………………………………………………. 74
3.2 ESTRUCTURA DE COMERCIALIZACIÓN……………………………………….......... 87
3.2.1 Actores de la cadena de comercialización de las rocas fosfatadas…….....……....... 87
3. 4.0 CADENA PRODUCTIVA DE FERTILIZANTES NATURALES………………………. 91
4.1 Panorama Colombiano…………………………………………………………………. 91
4.2 Panorama Regional…………………………………………………………………….. 96
5.0 ANÁLISIS D.O.F.A. DE LA ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN Y
MERCADEO NACIONAL………..................................................................……............ 99
5.1 Debilidades…………………………………………………………… ……………. 99
5.2 Oportunidades………………………………………………………………………. 99
5.3 Fortalezas……………………………………………………………………........... 100
5.4 Amenazas………………………………………………………..…………………. 101
6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PARA HACER MÁS
COMPETITIVA LA OFERTA NACIONAL……………………………………………… 105
6.1 Conclusiones…………………………………………………………………………... 105
6.2 Recomendaciones……………………………………………………………………… 107
LISTA DE FIGURAS……………………………………………………………………………. 109
LISTA DE FOTOGRAFÍA …………………………………………………………………... 110
LISTA DE GRÁFICOS ………………………………………………………………………… 111
LISTA DE DIAGRAMAS………………………………………………………………………... 113
LISTA DE TABLAS…………………………………………………………………………….. . 114
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………………................ 116
5. Introducción
La llamada roca fosfórica comercializada en Colombia, contiene alrededor del 30% de
P2O5 y es la fuente de fósforo más utilizada para la fabricación de fertilizantes agrícolas.
Éstos consisten básicamente de una mezcla de compuestos de nitrógeno, fósforo y potasio
(NPK), elementos considerados como los macronutrientes básicos de las plantas. También
contienen proporciones menores de otros elementos considerados todos como
micronutrientes., o por lo menos la mayoría de los insumos utilizados en la producción de
fertilizantes son de origen mineral.
En Colombia se encuentran niveles de fosfáticos en formaciones arenosas del Cretáceo
Superior de la Cordillera Oriental, los cuales han configurado como yacimientos en varios
lugares de esta cordillera. Algunos de estos yacimientos fueron parcialmente explorados
por INGEOMINAS en los primeros años de la década del 60. Según esta entidad, el espesor
de los niveles mineralizados varía entre 0,5 a 5,4 metros y los tenores de P2O5 oscilan entre
10 y 37%. Actualmente se explota la roca fosfórica en 15 áreas localizadas en los
Departamentos de Boyacá, Norte de Santander y Huila. Por su parte las principales
empresas productoras de este material son Fosfatos de Boyacá S.A, localizada en el
Departamento de Boyacá, FOSFONORTE S.A,, localizada en Norte de Santander y
FERTIPAEZ, S.A, Productos Químicos Panamericanos, SA y Fosfatos del Huila, S.A,
localizadas en el Departamento del Huila. La producción colombiana de roca fosfórica no
alcanza a satisfacer la demanda interna, por lo cual se importa anualmente un importante
volumen de compuestos de fósforo.
En Colombia existen varias empresas, grandes y pequeñas, que producen el fertilizante para
el mercado interno y algunos para el externo. Su producción industrial incluye, además de
fertilizantes complejos NPK enriquecidos con elementos menores y secundarios, algunas
materias primas intermedias obtenidas a partir de la roca fosfórica, tales como el ácido
fosfórico y el fosfato de amonio. Otras, generalmente pequeñas se ocupan de procesar la
roca fosfórica y otros minerales para su aplicación directa en agricultura.
Es función de la Unidad de Planeación Minero Energética –UPME– realizar
investigaciones de los mercados nacional e internacional de minerales a fin de soportar,
desde el punto de vista técnico, la toma de decisiones para la formulación de políticas en la
materia, así como coordinar la elaboración de estudios y formular recomendaciones que
permiten diseñar programas y proyectos para el desarrollo de este sector.
En desarrollo de estas funciones, consideramos que ha resultado importante la realización
del presente estudio que nos ha permitido conocer la estructura productiva y la dinámica de
los mercados de la roca fosfórica, así como las posibilidades de eslabonar la producción de
este mineral dentro de la cadena productiva de los fertilizantes agrícolas.
1
6. 1.0. GENERALIDADES SOBRE LAS ROCAS FOSFATADAS.
Las rocas fosfatadas, también llamadas fosfatos, están formadas por fluorofosfato de calcio
- Ca10F2(PO4)6 - más o menos puro. Ellas se presentan como rocas duras, hasta masas
granulares débilmente consolidadas.
Dentro de los minerales del grupo de los fosfatos presentes en las rocas ígneas,
sedimentarias y metamórficas, el más importante es el apatito – [Ca5(F,Cl,OH)·(PO4)3], que
representa una mezcla entre el fluorapatito [Ca5(F)·(PO4)3], clorapatito [Ca5 (Cl)·(PO4)3] e
hidroxiapatito [Ca5(OH)(PO4)3]. La composición química de los primeros dos minerales es
la siguiente: 55,5% CaO, 42,3% P2O5, 3,9% F y, respectivamente, 53,8% CaO, 41% P2O5 y
6,8% Cl. El apatito con flúor es el más difundido en la naturaleza.
El apatito ígneo se encuentra frecuentemente tanto en forma de cristales bien desarrollados,
como también en masas granulares, compactas, finamente cristalizadas. En las rocas
sedimentarias se encuentran concreciones de apatito con diferentes inclusiones de minerales
extraños (cuarzo, glauconita, calcita), las que portan la denominación general de fosforitas.
En los filones hidrotermales se distinguen cristales hexagonales de apatito, con hábito
tabular. Otras veces los fosfatos constituyen agregados coloidales o criptocristalinos
fibrosos, oolíticos o estalagmíticos. El color del apatito cristalino es amarillento, verde o
rojizo, a veces incoloro. Es desde transparente hasta turbio u opaco y mediante
calentamiento se vuelve luminiscente. Es frágil, con rotura concoide y su densidad
específica es de 3,15-3,22 g/cm³.
El apatito con flúor se encuentra en las rocas ácidas, mientras que el apatito con cloro
aparece en las rocas básicas. Contiene en su estructura cristalina pequeñas cantidades de
Mg, Fe, Mn y en ocasiones elementos del grupo del Cerio.
La fosforita, por otra parte, se define como una formación sedimentaria compuesta por
diferentes minerales (cuarzo, glauconita, calcita, materiales arcillosos) y fosfatos,
representados fundamentalmente por fluorapatito o minerales cercanos a él.
El apatito ígneo y las fosforitas, como fuentes principales para la obtención de fósforo,
revisten gran importancia en el contexto de las economías nacionales y a nivel mundial,
especialmente para la producción de fertilizantes fosfatados o de los así llamados
complejos.
El superfosfato triple, que contiene 46% del P2O5, se obtiene después de la transformación
de los fosfatos naturales en ácido fosfórico. El apatito de la fosforita constituye también la
materia prima para la producción de fósforo, ácido fosfórico y otras sales que se utilizan en
2
7. las industrias química, azucarera, alimentaria, así como en la metalurgia, medicina,
fotografías y otras ramas de la industria.
Las especificaciones técnicas para las menas apatíticas y las fosforitas son variables, de
modo que, una mena apatítica con tenor menor de 33% de P2O5 no serviría para la
producción de superfosfatos, pero sería buena para la obtención de termofosfatos y de
fósforo o de ácido fosfórico.
Los fertilizantes fosfatados se obtienen como resultado del procesamiento químico y
térmico de la fosforita y el apatito, obteniéndose superfosfatos, superfosfatos dobles,
termofosfatos, etc. Por ejemplo, para la producción de superfosfatos, el contenido de P2O5
debe ser de 19-29% o mayor, cuando se produce a partir del apatito; más en el caso de
fosforitas, es posible con contenidos de 14-15%. Para lograr esto, se exige que el contenido
de P2O5 en la mena fosfática o en el concentrado deba ser de 32-33% o mayor y en las
fosforitas de 23-24% o mayor. Las impurezas son carbonatos y sesquióxidos.
Los fosfatos tricálcicos naturales se utilizan – en mayor proporción – para la fabricación de
los fertilizantes fosfáticos, especialmente los superfosfatos.
Aproximadamente, el 90% de la producción de fosfatos es usado en la fabricación de los
fertilizantes, y apenas el 5% en la industria química. Poco más del 5% restante se utiliza en
la siderurgia como complemento a las menas ferríferas pobres en fósforo, en la obtención
del acero por el proceso Thomas. Teniendo en cuenta que hasta la escoria metalúrgica del
proceso Thomas se reutiliza en los fertilizantes, resulta que alrededor del 95% de los
fosfatos que se explotan, son dedicados a la agricultura. Por tal motivo también han sido
llamados “el pan y la carne por hacerse”.
Los cultivos agrícolas intensivos necesitan grandes cantidades de fertilizantes, que deben
suministrar las sustancias necesarias para el desarrollo de las plantas. Se ha calculado que
una tonelada de trigo extrae del suelo como promedio 7,7Kg de nitrógeno, 8,2Kg de ácido
fosfórico y 5,4Kg de carbonato de potasio, o dicho de otro modo, la biomasa remueve, en
promedio, 187Kg de N, 55Kg de P2O5 y 252Kg de K2O por hectárea. Todas estas
sustancias deben ser adicionadas al suelo para conservarlo productivo. Por ejemplo, a los
suelos europeos más antiguos, se les debe añadir un promedio de 220Kg por hectárea. El
uso de fertilizantes artificiales en Europa comenzó desde 1850 y se mantiene en continuo
crecimiento en todos los países de población densa.
El fosfato natural siempre contiene una pequeña cantidad de flúor. Este puede ser
recuperado por el paso de los gases que resultan de la preparación del superfosfato en una
instalación de fluorosilicato de sodio, donde el tetrafluoruro de silicio (SiF4) resultante de la
fabricación del superfosfato, se transforma en hexafluorosilicato de sodio. Los
superfosfatos purificados de tal forma, pueden ser añadidos como suplemento en la
alimentación animal, o simplemente son un fertilizante mejor. Existen numerosos trabajos
3
8. investigativos de aplicaciones de fosfatos, naturales o mejorados, en la alimentación de
ganado bovino y caprino, en aves y en cerdos. Por supuesto que son aún más frecuentes en
la aplicación de ellos a diferentes cultivos de gramíneas, tubérculos comestibles, pastos,
frutales, etc.
En los últimos tiempos, la recuperación de ciertos productos secundarios del proceso de
preparación de fertilizantes, permite aprovechar menas más pobres que las requeridas para
la producción exclusiva de los superfosfatos. Se puede aprovechar por ejemplo, la sílice
producto de la fluoruración. Otro caso es la obtención de vanadio a partir de los fosfatos.
En la industria química los fosfatos se utilizan en la fabricación de numerosos productos.
Los más importantes son el fósforo y el ácido fosfórico, del cual se preparan otros
productos que se utilizan en metalurgia (para fosfatar los metales), en la fabricación de
filmes fotográficos de nitro- y acetilcelulosa (elásticos, transparentes y resistentes al fuego),
como plastificador para los materiales plásticos, caucho sintético, para el curtido de las
pieles, en la fabricación de lacas de nitrocelulosa, estabilizadores para nitrocelulosa,
catalizadores en la fabricación de resinas de urea y fenólicas, en la fabricación de ciertos
insecticidas, en la refinación del azúcar, la preparación de bebidas, la conservación de
alimentos, en las industrias textil y cerámica (para las porcelanas resistentes), en medicina,
para la fabricación de fósforos y detergentes.
Por otra parte, el fósforo como elemento se utiliza en medicina, en pirotecnia, en granadas,
etc. El P2O5 se utiliza como reactivo en la flotación de menas metálicas.
1.1. DESCRIPCIÓN DE LAS ROCAS FOSFATADAS.
Las rocas fosfatadas se dividen en dos grupos importantes: las que albergan menas con
apatito (rocas ígneas y metamórficas) y, las que acumulan las menas sedimentarias
llamadas fosforitas, principalmente como francolita y colofanita.
Entre las menas industriales de apatito se reconocen dos grandes grupos: las menas
apatíticas propiamente dichas y las menas complejas con contenidos elevados de apatito
(con nefelina, magnetita o titanomagnetita).
La fosforita, por otra parte, se define como una formación sedimentaria compuesta por
diferentes minerales (cuarzo, glauconita, calcita, materiales arcillosos) y fosfatos,
representados fundamentalmente por fluorapatito o minerales cercanos a él. Los fosfatos
están representados por la variedad microcristalina denominada francolita y la
criptocristalina colofanita. El contenido de P2O5 varía entre 3-36%.
4
9. Las texturas de las fosforitas son variables, pero las de más amplia distribución son las
concrecionarias (0.05-5cm, a veces 10-35cm en cada concreción), granulares, bioclásticas y
masivas (microgranulares).
Las fosforitas concrecionarias yacen en areniscas, arcillas, conglomerados, margas, calizas
y otras rocas sedimentarias. Pueden estar diseminadas en estas rocas o formando
concentraciones de intensidad variable. Por su composición, los minerales no fosfatados
son concreciones arcillosas, glauconíticas o arenosas. El contenido de P2O5 en las
concreciones varía entre 12-35%.
Las fosforitas granulares son algunas rocas sedimentarias con pequeños oolitos
cementados junto con otras partes del cemento ferro – arcilloso o calcáreo. Sobre todo, las
fosforitas granulares son areniscas fosfatadas, raramente calizas o margas. A veces no están
cementadas y se representan como arenas fosfáticas. Generalmente, las impurezas en tales
fosforitas son el cuarzo, la glauconita y las arcillas.
Las fosforitas bioclásticas se reúnen frecuentemente con las granulares en un solo grupo,
representando a las areniscas fosfáticas, con las cuales junto a los granos y oolitos, se
localizan conchas y braquiópodos, por ejemplo Obolus (hasta 80% de Ca3P2O8) y Lingula
(91,47% de Ca3P2O8). Estas menas con contenidos mayores de 5% de P2O5, son industriales
ya que su enriquecimiento es fácil.
Las fosforitas masivas microgranulares, llamadas a veces “en forma de capas” son rocas de
colores variados, bajo el microscopio se observa que ellas están compuestas por pequeños
oolitos o granos microscópicos de composición fosfatada, cementadas por material
fosfático – carbonatado o fosfato – silíceo.
Es necesario señalar que en estas fosforitas, tanto el material cementado como el
cementante, es fosfático y, por eso su contenido de P2O5 es alto, alcanzando 26-28% e
incluso más. El contenido de Fe2O3 + Al2O3 no debe ser mayor del 2,0-2,5% y el de SiO2
de 8-15% para su uso industrial
1.2. ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS DE ROCAS FOSFATADAS.
Para presentar de la manera más conveniente y, a la vez más comprensible, los tan diversos
orígenes de las acumulaciones económicas de rocas fosfóricas, es preciso mostrar
previamente una panorámica de la geoquímica del fósforo, que es la base para explicar su
comportamiento en la naturaleza.
5
10. 1.2.1. Geoquímica del fósforo.
El fósforo tiene un ciclo complejo. Proviene de las rocas magmáticas, las que en la
superficie terrestre por su meteorización y alteración en general, pasa al suelo, donde es
absorbido por las plantas, más adelante pasa a los animales (concentrándose en sus huesos)
que lo eliminan con sus productos de desasimilación, para ser disuelto, transportado al
medio marino y depositado en estratos, donde recomienza un nuevo ciclo.
Este elemento indispensable para la vida, nunca falta en cualquier tipo de célula viva,
vegetal o animal, del mismo modo que no falta en los alimentos. Se integra a la
composición de la sustancias albuminoides, especialmente al tejido óseo nervioso y
cerebro, por lo cual también ha sido llamado “el elemento del pensamiento”. El cuerpo
humano contiene una cantidad de fosfato de calcio similar al 4% de su peso. Los huesos
están constituidos en lo fundamental de fosfato tricálcico Ca3 (PO4)2, mientras que los
dientes lo están de apatito muy duro. Una tonelada de excrementos de ganado contiene en
promedio 3Kg de ácido fosfórico, lo que expresado en otros términos, significa que en
contenido de P2O5 oscila entre 5Kg y 30 Kg en base seca, mientras que los pájaros eliminan
una cantidad aún mayor. Los yacimientos de guano del Perú están formados por
excrementos y cadáveres de aves marinas, diagenizados en el decursar de los siglos. El alto
contenido de fosfato proviene de los esqueletos de los peces que constituyen el alimento de
los pájaros. De igual manera, los fosfatos se encuentran en conchas, en los carapachos de
los crustáceos y microfósiles (foraminíferos)
Una buena imagen gráfica relacionada con el tema de referencia, se presenta más abajo en
la figura 1.
6
11. Figura 1. Ciclo del fósforo en la naturaleza (Duvigneaut, 1978).
www.tecnum.es/CicloFosforoAzufre/eco.html
1.2.2. Génesis y ocurrencia de las rocas fosfatadas.
El apatito está bastante difundido en casi todas las formaciones geológicas ígneas,
sedimentarias y metamórficas.
- en las rocas ígneas, como mineral accesorio;
- en segregados magmáticos, en paragénesis con la magnetita;
- En las sienitas nefelínicas;
- En filones neumatolíticos;
- En esquistos cristalinos, como mineral accesorio;
- En yacimientos de tipo alpino (plegados y fallados);
- En procesos diagenéticos, debido a la migración del fósforo por la acción lenta de
los agentes atmosféricos (CO2 y H2O), pero sobre todo por la sustitución
metasomática de las calizas, por soluciones provenientes del lavado del guano, de
los huesos de pescados o de las tobas diabásicas.
7
12. Tomando en consideración que la materia prima fosfatada posee dos fuentes principales de
obtención, se presentan los tipos genéticos de rendimiento económico para cada una de
ellas, es decir, para el apatito y las fosforitas.
1.2.2.1 Yacimientos de apatito.
Los yacimientos industriales en los cuales el apatito se concentra de manera significativa,
son poco frecuentes. Entre ellos se pueden distinguir, no obstante, los siguientes:
- yacimientos magmáticos (histeromagmáticos, ígneos)
- yacimientos de carbonatitas (ígneos)
- yacimientos de contacto metasomático (skarnes, metamórficos)
- yacimientos hidrotermales (metamórficos)
- yacimientos metamorfogénicos
Los yacimientos histeromagmáticos están relacionados con el proceso de diferenciación
primaria del magma y con el surgimiento de soluciones magmáticas residuales aisladas en
las cuales el fósforo está presente, junto con elementos alcalino – térreos, alcalinos, hierro,
titanio y vanadio, etcétera. Tales cuerpos, generalmente se distribuyen en los límites de las
intrusiones madres y, frecuentemente poseen tamaños grandes a gigantes.
En los yacimientos de carbonatitas, las menas apatíticas están relacionadas con
intrusiones de tipo central de composición ultrabásica alcalina ricas en carbonatos de
calcio, hierro y magnesio. Las intrusiones tienen morfología cónica y composición
petrográfica compleja.
Este tipo de depósitos tiene amplia distribución en América del Sur (Brasil, con reservas de
600 millones de toneladas, por ejemplo), Canadá, África (Uganda, Kenya y Zimbabwe, con
el depósito de Shamba) y Europa.
Los yacimientos metamorfogénicos, por su significado industrial, ocupan el tercer lugar
en importancia después de los histeromagmáticos y las carbonatitas. Entre ellos se
reconocen dos subtipos: los depósitos formados durante el proceso de metamorfismo
regional de rocas sedimentarias fosforíticas y los resultados del metamorfismo de contacto
de capas de rocas fosforíticas.
Los yacimientos de contacto metasomático y los hidrotermales no presentan mayor
relevancia en la producción mundial.
8
13. Figura No. 2 – Depósitos de fosfatos en el mundo, económicos y potencialmente económicos.
Fuente: http://www.fao.org//docrep/007/y5053e/y5053e06.htm
La figura 2 muestra la localización de depósitos de rocas fosfatadas que ya han sido
minados, que están en explotación y aquellos que se consideran potencialmente
económicos.
1.2.2.2 Yacimientos de fosforitas.
Todos los yacimientos de fosforitas son exógenos y, entre ellos se distinguen tanto los
depósitos sedimentarios como los de intemperismo.
El apatito diagenético, especialmente el de origen bioquímico, se llama fosforita. Los
yacimientos de fosforita de La Florida y los del norte de África (Túnez, Argelia y
Marruecos) pertenecen a este origen. Del mismo modo se formaron los fosfatos en los
suelos cultivados y en los suelos de bosque, que revisten especial importancia en la vida de
las plantas.
La mena mas común de fósforo – fosfato de calcio sedimentario – se presenta en forma de
gránulos o nódulos en la masa de ciertas calizas, margas, areniscas y arenitas. Desde el
9
14. punto de vista genético es una sustancia amorfa o fibrosa, que tuvo origen en estos
sedimentos por vía diagenética.
Los gránulos de fosfatos son pequeñas concreciones esferoidales o elipsoidales, envueltas
en un cemento débilmente fosfatado de calizas o margas, que tienen un núcleo de
fragmentos de roca, minerales o de fósiles. Estos gránulos tienen color amarillento a gris
marrón y aspecto de cera y están constituidos por colofanita. En medio ácido la colofanita
se disuelve menos que la calcita. Esta propiedad permite la extracción del fosfato de las
rocas calcáreas.
El fosfato proviene por la concentración de soluciones en las materias orgánicas contenidas
en los sedimentos, la formación de los gránulos o nódulos de fosfatos resulta de un proceso
geoquímico bastante complejo. La gran cantidad de restos orgánicos en estas menas
fosfáticas – huesos, dientes, vértebras de peces, coprolitos – permite concluir que el fósforo
de las menas tiene origen orgánico. El amoníaco liberado por la descomposición de los
organismos sirvió de intermediario, formándose fosfato de amonio, el cual ha precipitado
luego como fosfato de calcio, a partir de la reacción con el carbonato de calcio en curso de
sedimentación.
Otra hipótesis de formación de los fosfatos establece que familias de bacterias han
elaborado el fosfato de calcio a partir del agua de mar, la cual está alimentada
permanentemente de los aportes fluviales y que la putrefacción favorece la reproducción de
los microorganismos. Se ha observado pues, que los niveles de fosfatos corresponden
precisamente con las perturbaciones de las secuencias estratigráficas como: transgresiones,
regresiones y catástrofes pasajeras. Los fósiles rodados y rotos, atestiguan la formación de
estos depósitos en aguas agitadas, en facies litorales o neríticas.
Se puede entonces afirmar que los depósitos de fosfatos son de origen bioquímico, bien
provenientes de la acumulación de restos de organismos, bien debido a reacciones químicas
provocadas por los organismos vivos en el curso de su vida. A ello se añade que la fluorita
juega un papel importante en la fijación de los fosfatos.
Otra categoría de fosfato de calcio de importancia económica es el guano, el cual se
encuentra acumulado en las islas oceánicas. En tal sentido, por ejemplo, en las cercanías de
las costas pacíficas de Perú y Colombia se encuentran numerosas islas pequeñas con ricos
depósitos de guano. Los macizos pétreos de las islas se encuentran recubiertos de guano
con espesores promedio de 20-25m. Las reservas de esta región son del orden de los 30
millones de toneladas de guano (Brana V., Avramescu C., Calugaru I., 1986).
Los depósitos sedimentarios principales son del tipo marino – bioquímico. Ellos son los que
presentan la más amplia distribución y dan los mayores volúmenes de producción, además
de concentrar las mayores reservas. Por su forma de yacencia, todos los yacimientos
sedimentarios marinos bioquímicos forman estratos rocosos, y por sus condiciones de
10
15. formación corresponden a zonas de subducción de placas o, de escudo o plataforma,
aunque se reconocen formas transicionales. En dependencia de ello se diferenciarán entre si
en lo siguiente: extensión de las capas, coincidencia con las rocas encajantes en
dependencia de la composición litoestratigrafica; condiciones de yacencia de las capas,
número de ellas, su potencia, productividad, contenido de P2O5 y composición
mineralógica.
Al grupo de los depósitos sedimentarios también pertenecen los formados a partir de
sedimentos mecánicos, marinos, redepositados, representados por conglomerados y gravas
formados como resultado de la destrucción de fosforitas primarias. Las fosforitas de este
tipo se encuentran frecuentemente junto a capas transgresivas. Su morfología es de capas o
placas. Se conocen depósitos de este tipo en Rusia, EEUU y Europa.
Yacimientos de intemperismo.
Entre estos yacimientos podemos reconocer a los de tipo residual, así como a los de
infiltración. Los de tipo residual pertenecen al grupo de las formaciones continentales,
como resultado del intemperismo químico de rocas carbonatadas fosfatadas donde el
carbonato de calcio es lixiviado. El residuo fosfatado no soluble resultante, se deposita en
las cavidades cársicas de las calizas fosfatadas originales, con formas irregulares y
espesores variables. Los yacimientos de infiltración surgen en condiciones continentales en
los horizontes inferiores de las cortezas de intemperismo por lixiviación (por aguas ricas en
CO2 y ácidos húmicos) de horizontes fosfáticos superiores.
1.2.2.3 Principales yacimientos mundiales.
Presentamos a continuación una breve panorámica de los principales países productores y
sus yacimientos. Su orden ha sido establecido según las producciones reflejadas en la tabla
1 de la página 15.
Estados Unidos – En el año 2003, produjeron un total de 51’023,000t, que los ubica como
el primer productor del mundo (CETEM, 2005). No se obtuvieron datos más recientes.
Los principales yacimientos de fosfatos del país se localizan en los estados de Idaho,
Montana, Wyoming y Utah, con contenidos sobre 70% de fosfato tricálcico. Los depósitos
fosfatados se localizan en areniscas, margas y calizas, tienen entre 25-60m de espesor y se
encuentran plegados y fallados. La mena está constituida por calizas oolíticas pardas o
negras distribuidas en varios estratos de 1-2m de espesor con 37-80% de fosfato tricálcico.
En Conda, Idaho, se recupera vanadio de las menas fosfatadas.
11
16. Además existen otros depósitos de fosfatos como los de Tennessee, que se explotan a cielo
abierto, con una producción superior al millón de toneladas anuales con 60-73% fosfato
tricálcico. Las llamadas “rocas pardas” debido a la alteración de las rocas fosfáticas,
constituyen un cuerpo ovalado irregular de 80Km de ancho alrededor de la ciudad de
Columbia.
En la Florida también existen depósitos con contenidos de 30,5% de P2O5, que se extienden
por 150Km (N-S), con un ancho máximo de 40Km, desde Sewance y Columbia por el
norte, hasta el distrito Basco al sur. Otros distritos más al sur, Polk y Hillsborough,
incluyen otros yacimientos de importancia.
En Carolina del Norte, en Lee Creeck se explota en cantera un depósito casi horizontal de
15m de espesor desarrollado por 20,000ha con reservas estimadas entre 1,400-1,800
millones de toneladas de mena con 18% P2O5. Es un importante exportador hacia América
Latina.
República Popular China – Es el segundo productor mundial de rocas fosfóricas (en el
año 2000 reportó 30’754,000t, después de USA como se ve en la tabla 1, bajando su
producción a 21’000,000t en 2002, Yearbook, 2003). A su vez es un importante exportador
de rocas fosfatadas y fertilizantes fosfatados.
En la zona Bas – Togo, existe una enorme explotación de fosfatos por más de 11,000ha. El
yacimiento tiene edad Eoceno y espesores de 2-6m por una zona de 1Km de ancho,
alrededor de 36Km de longitud y 30m de profundidad, comenzando por Hahotoc. La mena
en bruto alcanza 65% de fosfato tricálcico, que por beneficio alcanzan hasta 81%. Otros
yacimientos se explotan en Feng-Tai y Yunan, al sur del país.
Marruecos – Es el tercer país productor de fosfatos en el mundo (después de EEUU y
China, 23’142,000t en 2004, CETEM, 2005). Posee reservas evaluadas en más de 23,100
Mt. Sus principales yacimientos, de tipo sedimentario marino, se localizan en el norte de las
Montañas Atlas, por 300Km de longitud, de este a oeste entre Khouribga y Puerto Safi: el
yacimiento de Ulad Abdun (con Khouribga) al sur de La Meseta, el yacimiento Ganntur
(con Louis-Genti) entre los macizos Rehamna y Djebilet y el grupo de yacimientos de
Chichaua, Imintanut y Meskala.
La cuenca El-Boruj-Ued Zem tiene longitud de 90Km (en dirección E-W) y anchura de
60Km (N-S). Esta cuenca alberga 6 estratos con acumulaciones de fosfatos. El estrato
principal, superior, tiene espesores de 1,5-2,5m y contenido promedio de fosfato tricálcico
de 67% en la región El Boruj; hasta 75% en la región Khouribga, constituido por arenas
oolíticas con diámetros 0,6-0,8mm. La zona fosfatada de Khouribga tiene espesores de
50m. Las explotaciones están conectadas por vías férreas hasta Casablanca.
12
17. Las exportaciones anuales son del orden de los 20’000,000t, ofertan precios competitivos
en el orden de los $33.00 US/ton FOB, como consecuencia de los altos porcentajes de P2O5
(40-45%) y de bajos costos de producción por las características morfológicas de sus
depósitos de tipo sedimentario y la infraestructura, que contribuye a disminuir
considerablemente los costos de transportación hasta puerto.
Se considera que en Marruecos existe tal magnitud de rocas fosfóricas que alcanzarían para
abastecer las necesidades mundiales por varios siglos (se estima que ocupan cerca del 70%
de las reservas del mundo).
Rusia – Es el cuarto principal productor en el mundo y un importante exportador de roca
fosfatada y fertilizantes fosfatados. Según la tabla 1 (página 15), en 1999 produjeron
11’219,000t.
En la periferia del Macizo Khibini, al centro de la Península Kola se explotaban anualmente
alrededor de 20’000,000t de rocas nefelínicas apatíticas (los mayores yacimientos de Rusia,
Ariosa J.D., 1984), donde se valorizan los elementos fósforo y aluminio (este último de la
nefelina).
La ubicación geográfica de estos yacimientos y, la infraestructura existente le permite
ofertar sus productos con precios competitivos, por el bajo costo de transportación hasta el
mar.
En la zona sudeste de la Cuenca de Moscú se encuentran otros depósitos con niveles
fosfatizados de edad Jurásico, al igual que en la región Kama o entre Smolensk y Kursk.
Otros yacimientos se encuentran en explotación en la Depresión de Ferganá.
Túnez – Los principales yacimientos en explotación se localizan en la región de Gafsa
(Metlaoui, Moulares, Redeyef), M’Dilla, y Kalaa-Djerda (Berbeleac I., 1988; Brana V.,
Avramescu C., Calugaru I., 1986) . Es el quinto productor mundial.
Los yacimientos de Tebessa se localizan en las estructuras sinclinales de los sedimentos del
Eoceno. La mena oolítica de colores grises, pardos y negro, tienen contenidos de 58% de
fosfato tricálcico, que beneficiada alcanza 63-65%. Las reservas del país se estiman en el
orden de miles de millones de toneladas.
Brasil – Los yacimientos se encuentran localizados entre los estados de Minas Gerais,
Goias, Bahía, Pernambuco y Paraiba, constituyendo a lo largo de la costa, una banda de
150Km de longitud y 10Km de ancho, hasta Joao Pessoa. Su espesor es variable entre 0.8-
3.0m. El estrato de fosfatos que se explota en canteras, está intercalado entre las areniscas
cuarzosas de Mamaraca y las calizas del Cretáceo Inferior. La mena está constituida
especialmente por oolitos de fosfatos, mezclados con arenas y arcillas, de fácil
desagregación con agua. La erosión ha fragmentado de forma heterogénea la banda
13
18. mineralizada, cuyas reservas se han evaluado entre 25-50,000’000,000t. La explotación se
adelanta con dragaminas y “screpers”. Las minas activas son Tapira, Patos de Minas,
Catalaõ, Ouvidor, Araxá, Cajati, Irecế y Lagamar (CETEM, 2005).
A pesar de tener abundantes reservas y cierto número de yacimientos en explotación, la
producción es muy pequeña (aún siendo octavo productor mundial) para autosatisfacerse,
por lo que este país es aún un importante importador.
Perú – El yacimiento de Beyóvar, en la región de Sechura, que actualmente se explota a
cielo abierto bajo la administración de la compañía brasileña Vale Do Rio Doce, es uno de
los más importante depósitos de la región andina, cuya explotación alcanzó unos 3 millones
de toneladas anuales (Brana V. et al, 1986). Ha decrecido en la actualidad a niveles de
5.000t en 2002 (FAO, Mineral Yearbook, 2003).
El depósito del Mioceno, ocupa un área de 250Km x 80Km, pero el área de desarrollo y
explotación se concentra en 90Km2. Son sedimentos de lutitas, diatomitas y fosforitas,
interestratificadas en areniscas, arcillas y calizas fosfáticas entre otras variedades
litológicas. Están evaluadas tres zonas:
Área I – 45-58MMt
Área II – 350-514MMT, aquí hay vetas de 35-40m de espesor con 7-8% de P2O5.
Área III – 23 MMt
El contenido promedio en el depósito es de 30,0-31,8% de P2O5.
En Europa, Finlandia, Francia, Noruega, Suecia, Kazajstán y Serbia, son países
productores, con reservas más o menos importantes (consideradas por encima de la primera
decena de millones de toneladas).
Por su parte, según la tabla 1, en Asia tenemos a Siria (décimo productor mundial),
Jordania (sexto productor mundial), Israel (octavo productor mundial) y Viet Nam, son
también productores.
La mitad de los yacimientos de fosfatos explorados en el mundo pertenecen al continente
africano. En cuanto a las reservas evaluadas, estas ascienden al 80% de las conocidas en el
mundo, que significan más de 63,000’000,000t. Son productores: Argelia, Angola, Egipto,
República Sudafricana, ver tabla 1, (es el noveno productor de rocas fosfáticas del mundo
con 2’975,000t en 2004). Sahara Español, Senegal (decimoprimer productor), Togo
(decimosegundo productor).
En el continente americano México, Cuba, Ecuador, Venezuela, Bolivia, Chile y Argentina
son también productores.
14
19. Oceanía: Australia, Isla Nauru e Islas Christmas, son los productores de esta región del
mundo.
En el contexto nacional, los principales proveedores de rocas fosfatadas son Marruecos,
China e Israel, en tanto que en los fertilizantes, por su orden son: EEUU, Rusia y China.
A continuación, la Tabla 1 muestra los principales doce países productores de rocas
fosfatadas del mundo, de los cuales como veremos mas adelante en la Tabla 2 los primeros
diez, poseen cerca del 90% de las reservas mundiales de rocas fosfatadas.
En base de los rangos de extracción y las condiciones económicas de los años 90’s, se
considera que más de la mitad de estos países pueden gastar sus reservas en menos de 20
años
Tabla 1 Producción mundial de roca fosfatada, 1999
Producción Kt Total Mundo %
Estados Unidos de América 40 867 28.1
China 30 754 21.1
Marruecos y Sahara Occidental 21 986 15.1
Federación Rusa 11 219 7.7
Subtotal primeros cuatro 104 826 72.0
Túnez 8 006 5.5
Jordania 6 014 4.1
Brasil 4 301 2.9
Israel 4 128 2.8
República Sur Africana 2 941 2.0
República Árabe Siria 2 084 1.4
Senegal 1 879 1.3
Togo 1 715 1.2
Subtotal primeros doce 135 894 93.4
Total mundial 145 472 100.0
Fuente: IFDC – International Fertilizer Development Center, 2000
Como se observa además, EEUU, China, Marruecos - Sahara Occidental y la Federación
Rusa, producen alrededor de 72% de la roca fosfatada del mundo.
15
20. TABLA 2. Reservas mundiales de rocas fosfatadas
Países Reservas Kt
Estados Unidos de América 4 000 000
China 1 200 000
Israel 180 000
Jordán 1 700 000
Marruecos y el Sahara
21 000 000
Occidental
Senegal 1 000 000
República Sur Africana 2 500 000
Togo 60 000
Túnez 600 000
Federación Rusa 1 000 000
Otros países 4 000 000
Total Mundial 37 240 000
Fuente: US Bureau of Mines, 2001.
1.3. MINERÍA Y METALURGIA DE LAS ROCAS FOSFATADAS EN LOS
YACIMIENTOS MÁS IMPORTANTES DEL MUNDO.
Atendiendo al hecho que las rocas fosfóricas y, el fósforo en si como elemento, juegan un
importantísimo papel en el desarrollo de la vida humana, es por ello que los gobiernos y
organizaciones productivas en general, dedican especiales esfuerzos por garantizar la
exploración, explotación y uso lo más racional posible de estas materias primas minerales,
con predominio en la agricultura, además de dar pasos importantes en la alimentación
animal, para satisfacer las necesidades cada vez más perentorias de alimentos.
A continuación se ofrece una información relativamente amplia del estado y tendencias
actuales, de la minería y el beneficio mineral de estas rocas en el mundo.
1.3.1 Minería.
La explotación de las menas apatíticas se realiza tanto por vía subterránea como a cielo
abierto, en tanto que las fosforitas se extraen fundamentalmente por la segunda vía. En
16
21. dependencia de la calidad de la fosforita, se explotan capas de hasta 0.25m en los
yacimientos ricos.
Más de 30 países minan rocas fosfatadas en una escala que va desde algunos miles hasta 50
millones de toneladas anuales, en tanto son más de 80 los países con recursos o reservas
estimadas de rocas fosfatadas. Por la estructura del consumo, alrededor del 90% va hacia la
industria de los fertilizantes fosfatados y sus compuestos.
Los países de mayor empuje en el campo de la minería de las rocas fosfatadas, utilizan
mayormente la minería a cielo abierto, atendiendo a las mayores posibilidades que les
ofrece de aplicar las mejores técnicas de altos volúmenes de producción con altas
productividades, debido al uso de grandes excavadoras, camiones, equipos de barrenación y
voladura altamente productivos, transporte de material hacia la planta de beneficio a través
de bandas transportadoras o por tuberías, con la mena en forma de lodos. El proceso de
sustitución del método subterráneo de explotación por el primero, se realiza en todos los
casos económicamente viables.
Una especial atención se le presta, considerando los bajos precios de la materia prima
mineral, a tres condiciones vitales: garantía de eficiente sistema de transporte (vías férreas o
carreteras), electrificación y abastecimiento de agua.
Aún cuando los depósitos se encuentran a más de 30m de profundidad (p.ej. el caso del
depósito Aurora de Carolina del Norte, USA, con reservas superiores a mil millones de
toneladas y producción anual cercana a los 5 millones de toneladas), la explotación se
realiza a cielo abierto, se remueve el estéril de cubierta y se extraen 35-40m de espesor del
cuerpo fosfatado con la ayuda de enormes excavadoras, con capacidad de extracción de
100t/cubo (Brana V., et al Op. Cit.).
Otro ejemplo de ejercicio exitoso de la minería es el del depósito Cuatro Esquinas, Polk
County, Florida USA. En él se utilizan 4 excavadoras, dos de cubos con capacidad de 50
metros cúbicos y dos con 33 metros cúbicos. Dos de ellas se utilizan para extraer el suelo y
la cobertera, en tanto otras dos se ocupan de la extracción del mineral para garantizar el
flujo óptimo de envío a la planta de beneficio. El mineral extraído por las excavadoras se
deposita en pozos de unos 5 metros de profundidad, donde se les aplica agua a presión,
formando lodos fosfatados (slurries). Estos lodos se extraen con bombas de succión,
enviándolos por tuberías resistentes a la abrasión a la planta de beneficio. Esta técnica es
posible de aplicar porque las menas son arenosas y de fácil desagregación. Al final de la
extracción de cada bloque se realizan las labores de rehabilitación, con la inclusión de las
colas de la planta, cobertera y suelo, sobre las áreas minadas (Brana V., et al Op. Cit.).
El presente y futuro inmediato de la minería de punta se considera que está basado en la
modelación en 3D, para la planificación de las canteras y secuencias de extracción mineras
óptimas (US Bureau of Mines, 2001).
17
22. 1.3.2 Beneficio mineral.
Los procesos de beneficio habituales, en continua mejora por parte de empresarios e
investigadores, presentan tres etapas en el proceso: lavado, planta en la que se realiza un
proceso de selección granulométrica, desde arcillas fosfatadas, productos finos y guijarros,
hasta la eliminación de los residuos sobre medida; separación medio pesada: la cual cumple
el objetivo de separar los contenidos mayores de 1% MgO en guijarros y; flotación: donde
se realiza el proceso final de obtención del producto concentrado.
En algunas plantas se utiliza el “Proceso de Doble Flotación”, que implica primero la
separación del material dolomítico grueso del fosfato (menas de bajo tenor, durante la
primera flotación), desarrollo de fertilizantes de bajo poder de cesión usando arcillas
fosfáticas, uso de tecnología láser para análisis instantáneos del flujo del proceso y de la
mina, rápida recuperación del agua de las arcillas fosfáticas y lixiviación en pilas de las
rocas fosfatadas de bajo tenor (segunda etapa del proceso).
Se han obtenido nuevos progresos en el diseño del método de Resonancia Magnética
Nuclear desde comienzos del 2002, técnicas de muestreo y electrónicas, lo cual permitirá su
aplicación exitosa en las operaciones mineras de rocas fosfatadas, fundamentalmente de
tipo a cielo abierto de gran escala.
Otro estudio puesto en práctica, es el de la estabilización de los lodos fosfatados de cola de
las plantas de beneficio (con muy bajos tenores), con las cenizas del proceso de quemado
de carbón que se denomina “cama de combustión fluidizada” (Fluidized Bed Combustion),
produciendo un material friable que puede ser utilizado como enmienda de suelos para la
agricultura.
Para la caracterización cualitativa de los fosfatos en función del contenido químico, se
utilizan normalmente los indicadores siguientes (Brana V., et al Op. Cit.):
- contenido en fósforo expresado en % P2O5
- contenido en fósforo expresado en % T.P.L.
T.P.L. representa el contenido en mineral útil, fosfato tricálcico (Triphosphat of Lime) y se
usa en general para concentrados. Entre P2O5 y T.P.L. la relación es la siguiente:
2,185 P2O5 = 1 T.P.L.
También se utiliza en la literatura inglesa la notación “B.P.L.” (Bone Phosphate of Lime),
la cual es equivalente en valor al T.P.L.
18
23. Los requerimientos de los consumidores de que se les ofrezcan productos cada vez más
valiosos, los descubrimientos de depósitos con contenidos más bajos, el crecimiento
constante de la producción y la necesidad de abaratar los costos de transporte, han impuesto
completar el proceso de explotación con un proceso de beneficio.
Los procesos de preparación adoptados, los que dependen de las propiedades y modo de
presentación de los minerales y rocas, se pueden agrupar del modo siguiente:
- Clasificación granulométrica, basada en la diferente friabilidad entre el mineral fosfático y
el estéril.
- Clasificación neumática, aplicada especialmente en las zonas con déficit de agua, la cual
asegura el incremento del contenido de P2O5 en 2-3% por la eliminación de las fracciones
estériles menores de 70-100µm.
- Lavado – deslamado, aplicado generalmente a las menas friables con contenidos mayores
de partículas estériles finas, lo cual permite obtener concentrados de hasta 37-38% P2O5.
- La flotación da buenos resultados, sobre todo en el caso de los apatitos de las rocas ígneas
o metamórficas. El proceso se puede entorpecer en el caso de los fosfatos sedimentarios, en
el caso que sean muy friables porque producen partículas extremadamente finas o bien
porque contienen minerales de ganga que requieren del uso de reactivos especiales.
Debido a la aplicación de tecnologías de beneficio, el contenido de P2O5 de borde de
explotación de los yacimientos de fosfatos ha bajado hasta 10-12% (Brana V., et al Op.
Cit.).
El contenido de P2O5 determina el valor de la mena. Un fosfato con 75% de P2O5 puede ser
vendido dos veces más caro que un fosfato con 58% (como por ejemplo para la producción
del fosfato tricálcico). Por este motivo, a veces se procede a un enriquecimiento por
ventilación, eliminándose el polvo margoso fino o calcinándose la mena, lo que permite
apartar el carbonato de calcio mediante corrientes de aire. Otras veces la mena se concentra
por flotación, pero la mayoría de las veces se valoriza en estado natural solo con un secado
previo.
1.3.3 Transformación del mineral.
Entre los productos elaborados a partir de las rocas fosfóricas, se encuentran los siguientes:
El superfosfato, es un fosfato ácido de calcio que se obtiene por la descomposición de las
rocas fosfáticas con ácido sulfúrico o fosfórico.
19
24. El fosfato monocálcico es soluble y puede jugar el papel de fertilizante directo, mientras
que el fosfato tricálcico es poco soluble, por consiguiente poco asimilable en el suelo. Por
tal motivo, el uso de los fosfatos naturales como fertilizantes, se limita a los que tienen alta
solubilidad. Para aumentar el uso de este producto minero, se realizan investigaciones
continuadas de solubilidad en citrato, ácido cítrico y/o ácido fórmico, que permitan
mayores beneficios en su aplicación en diferentes tipos de suelos y cultivos.
- El superfosfato simple se obtiene como resultado del tratamiento de los
concentrados con ácido sulfúrico:
2Ca5(PO4)3F + 7H2SO4 + 6,5 H2O = 3Ca(H2PO4)2 + 7CaSO4 + 0,5H2O + 2HF
El producto que se obtiene, solamente contiene 16-20% P2O5 y gran cantidad de sulfato
de calcio (45%)
- El superfosfato doble, con 28-32% P2O5 se fabrica mediante tratamiento con una
mezcla de ácido sulfúrico y fosfórico:
3Ca5(PO4)3F + 3H3PO4 + 9H2SO4 = 6Ca(H2PO4)2·H2O + 9CaSO4 + 3HF
- El superfosfato triple, con 40-46% P2O5, resulta con la aplicación del ácido
fosfórico solamente:
2Ca5(PO4)3F + 12H3PO4 + 9H2O = 9Ca(H2PO4)2·H2O + CaF3
Tanto las menas que se valorizan como los concentrados, deben cumplir ciertos requisitos
de calidad:
a) El mayor contenido posible de P2O5
b) La relación CaO / P2O5, que sea máximo de 1,7, ya que el contenido de CaO
aumenta el consumo de ácido en la fabricación de los superfosfatos.
c) La relación MgO / P2O5, de máximo 0,06; ya que el contenido de MgO aumenta
igualmente el consumo de ácido en la fabricación de los superfosfatos.
d) La relación Fe2O3 / P2O5, de máximo 0,08; para evitar la formación de fosfatos
ferrosos difícilmente solubles y el alto consumo de ácido.
e) La relación R2O3 / P2O5, de máximo 0,12; (R2O3 = Fe2O3 + Al2O3), ya que el
aluminio produce el mismo efecto que el óxido férrico.
f) El contenido en SiO2 – máximo 5% en termofosfatos. Por la calcinación la sílice
entra en reacción con el óxido de calcio, la alúmina y el óxido férrico, bajándole la
temperatura de ablandamiento y provocando costras en el horno.
Termofosfatos magnesianos – Antes de ser descubiertos importantes yacimientos piríticos
(para la obtención de ácido sulfúrico), se consideró la sustitución parcial de los
20
25. superfosfatos con otro fertilizante que no requiriera el consumo de ácido sulfúrico. Este
termofosfato magnesiano se obtiene por la fusión del apatito o de las fosforitas mezcladas
con silicatos magnesianos naturales en hornos metalúrgicos, con coque o gas, o bien usando
el método electrotérmico (ejemplos en Rusia, Polonia, Alemania, EEUU y Japón).
Fósforo – Del fosfato de calcio natural se puede obtener fósforo blanco. Se calienta el
fosfato con arena silícea y carbón en un horno eléctrico a temperaturas entre 1400-1600°C,
los vapores de fósforo resultantes, se condensan y se recolectan bajo el agua.
Del fósforo blanco, por calentamiento, se obtiene el fósforo rojo (P2O5) y luego ácido
fosfórico. Por la neutralización del ácido fosfórico con amoníaco se obtiene un fertilizante
binario NPO – fosfato de amonio.
La figura 3 que se presenta a continuación, ilustra de forma general la gran variedad de
productos que se elaboran a partir de las rocas fosfóricas. Se separan desde los productos
más simples como la roca molida o parcialmente acidulada, hasta los derivados de
diferentes de procesos de transformación o síntesis químicas y otras mezclas con
enmiendas.
En el diagrama aparecen finalmente los destinos de estos productos: como fertilizantes,
para la alimentación animal y otros usos industriales.
21
26. Figura 3. Productos a partir de roca fosfórica
ROCA FOSFÓRICA
+H2SO4 +Mg3(SiO4)2
+H2SO4 +HNO3
+H2O
MOLIDA Roca H3PO4 Termofosfatos
CaSO4nH2O
Fosfórica
parcialmente
acidulada
Relleno de
Fertilizantes Nitrofosfatos fertilizantes
-F
+Urea +NH3
+CaCO3
Na2P3O10 Urea Fosfato CaHPO42H2O
Na4P2O7 Fosfato Diamónico
Na2P2O4 Fosfato Especial
Na3P2O5
Fertilizantes
Productos
Alimentación Alimentación
industriales Fertilizantes
animal animal
Fuente: Fertilizantes y Enmiendas de Origen Mineral. Presentación Jornada Técnica CETEM. www.unsam.udu.
22
27. En las últimas dos décadas ha habido una tendencia al procesamiento de las rocas fosfóricas
en los países con considerables reservas de este material, sobre todo en el Norte de África y
en los Estados Unidos de América, pero también en el Cercano Oriente y en el Sur y Este
de África. La integración del proceso de extracción y procesamiento ofrece una serie de
ventajas técnicas y económicas, además de una gran economía en el transporte de un
producto de alto valor como los fertilizantes concentrados si se compara su costo con el de
las rocas fosfóricas.
Numerosas plantas han cerrado en Europa occidental donde la producción de ácido
fosfórico ha caído en 60 % desde 1980 por razones económicas y ambientales. Como se ha
visto, exceptuando a la Federación Rusa, no hay ni grandes reservas ni producciones
importantes de rocas fosfóricas en esa región, por lo que les resulta más económico, a la
vez que evitan los problemas ambientales, importar este producto.
En 1968, el 52 % de la producción mundial de ácido fosfórico estaba ubicada en América
del Norte, 26 % en Europa occidental, 7 % en la URSS y 6 % en Japón, los que sumaban el
91 % de la producción mundial. En 1998, el 83 % de la capacidad estaba ubicada en las
regiones con yacimientos de rocas fosfóricas.
Tabla 3. Capacidad de producción de ácido fosfórico
Ácido fosfórico (Kt de P2O5)
Región
2000
1985 1990 1995
Europa Occidental 4257 3386 1877 1797
Europa Oriental 2045 2048 1781 1725
Ex-Unión Soviética 5975 5941 6306 6198
América del Norte 12170 11677 11945 12757
América Latina 1339 1772 1593 1958
África 4244 5355 5446 6363
Cercano Oriente 2213 2255 2122 2743
Asia del Sur 726 553 773 1836
Asia del Este (China) 1063 1357 2130 3700
Fuente: FAO, 2001
Durante los últimos 30 años, en términos generales, el incremento en el consumo de
fertilizantes fosfatados ha sido abastecido por fertilizantes basados en ácido fosfórico. La
Tabla 3 muestra la pérdida de capacidad de producción de Europa occidental, por razones
económicas y ambientales, un importante incremento en África y Cercano Oriente con sus
reservas de rocas fosfóricas, pero también un importante aumento en el Sur de Asia, a pesar
de los escasos recursos de materia prima. También hay un aumento considerable en China.
23
28. 1.4. POTENCIAL DE ROCAS FOSFATADAS EN COLOMBIA.
La búsqueda de rocas fosfóricas en Colombia comenzó en la década de los 40’s y se
intensificó después en los 60’s, mediante un reconocimiento estratigráfico general y
detallado en las rocas sedimentarias de origen marino. Estos trabajos permitieron definir la
existencia de importantes acumulaciones de minerales fosfáticos en las rocas del Cretáceo
Superior.
En 1964, con el apoyo de la Agencia Internacional para el Desarrollo (AID), se
intensificaron las búsquedas y se evaluaron los depósitos de Sardinata (Norte de Santander)
y Pesca (Boyacá).
Otras investigaciones aisladas a través del país fueron realizadas hasta mediados de los
años 70 y desde entonces a la fecha no se han ejecutado investigaciones de mayor
envergadura.
Entre las investigaciones realizadas se destacan las realizadas por Bürgl y Botero
(INGEOMINAS, 1962, I-1422, I-1416, I-1436), que concluyen que los materiales clásticos
e ígneos de las Cordilleras Occidental y Central no eran favorables para localizar
acumulaciones explotables, que las rocas terciarias no producían anomalías radiométricas,
lo cual constituye generalmente un indicador de fosforitas y, por último, que los sedimentos
marinos terciarios tampoco indicaban aspectos favorables para estos depósitos. Por tal
razón, sus investigaciones se encaminaron hacia los sedimentos del Cretáceo Superior
(Santoniano – Campaniano – Maastrichtiano), que corresponden principalmente al Grupo
Guadalupe y las formaciones Luna y Monserrate, ubicadas en el territorio de la Cordillera
Oriental como se muestra en la figura 4.
Un importante aporte a la exploración geológica de rocas fosfatadas, y al desarrollo y usos
de fertilizantes fosfatados, se presenta en el Boletín Geológico, Vol. XV. Nos. 1-3, de 1967.
En apretada síntesis, los artículos que contiene expresan lo siguiente: se presentan las
técnicas de prospección para yacimientos de fosfatos (McKelvey, V.I.), dos excelentes
artículos: Bürgl H. y Botero D. – Las capas fosfáticas de la Cordillera Oriental y, Cathcart
J.B. y Zambrano F.J. – Roca fosfática en Colombia, ilustran fielmente las concepciones que
aún están vigentes en relación con los depósitos de fosfatos sedimentarios marinos de edad
Cretáceo Superior. Su alcance se observa en el desarrollo de la minería hasta la actualidad.
A ellos se añade el artículo de Irving Earl – Conceptos preliminares sobre el desarrollo y
uso de fertilizantes en Colombia en el cual se presenta un análisis sobre la viabilidad del
desarrollo de la producción de rocas fosfóricas y fertilizantes fosfatados a partir de las
fosforitas nacionales, teniendo en cuenta las necesidades reales de la época y a futuro que
deberían ser satisfechas principalmente en la agricultura.
24
29. En relación con la potencialidad del territorio colombiano para la localización de rocas
fosfatadas, no obstante los criterios arriba emitidos de Bürgl, Botero y Zambrano acerca de
la potencialidad de las rocas cretácicas de la Cordillera Oriental, excluyendo sedimentos de
igual edad y más jóvenes de las tres Cordilleras, opinamos que existen sedimentos marinos
por explorar en el sistema cordillerano, de edades más jóvenes (del Terciario
principalmente, en las Cordilleras Occidental y Central), atendiendo al hecho que ellos
basan su criterio en los resultados negativos de la franja investigada desde Sincelejo, Sucre,
hasta Barranquilla, Atlántico (Zambrano F.J., 1962, INGEOMINAS, I-1416), lo cual no
tiene por qué excluir los restantes territorios mencionados sin el reconocimiento geológico
de comprobación necesario, tendiendo en cuenta que importantes productores mundiales
tienen yacimientos de estas edades en explotación.
Otro aspecto importante a destacar es, que la Orinoquía y la Amazonía, pertenecientes al
Escudo de Guyana, son territorios de alto potencial para la localización de depósitos
fosfatados en sienitas nefelínicas, carbonatitas así como itabiritas (con menas de apatito –
magnetita), como los extensos yacimientos de estos tipos del vecino Brasil.
En 1987 INGEOMINAS publicó en edición especial, en dos tomos, “RECURSOS
MINERALES DE COLOMBIA”, que en su Tomo II “Minerales preciosos, rocas y
minerales no metálicos, recursos energéticos”, incluye un capítulo dedicado exclusivamente
a los fosfatos. Este documento es una compilación muy completa hasta esa fecha, con la
interpretación correspondiente, acerca de la situación de las rocas fosfatadas tanto en el
mundo como en la República de Colombia. Un grupo de datos presentados ya son obsoletos
por el tiempo, no obstante, cierta parte de la información que se suministra mantiene su
actualidad.
Atendiendo al hecho que las rocas fosfatadas en el mundo también albergan contenidos a
veces importantes de uranio, por los años 80’s se realizaron investigaciones en ese sentido,
las cuales arrojaron resultados negativos (Castaño R., Braun R., Rodríguez H, Pfeiffer J.,
Premoli C., 1981, INEA- Instituto de Ciencias Nucleares y Energías Alternativas).
A fines de los 80’s y principios de los 90’s, se realizaron nuevamente pequeñas campañas
de prospección y exploración de rocas fosfatadas en varios departamentos: Boyacá y
Cundinamarca (Zambrano, F. 1991, INGEOMINAS, I-2135), Norte de Santander
(Zambrano, F.J., Mojica P., 1991, INGEOMINAS, I-2139), Huila (Lobo Guerrero A.,
1986). Con ellas se establecieron nuevos sectores con alto potencial para el incremento de
la actividad minera de este sector en los sedimentos del Cretáceo Superior.
Se han realizado además, estudios de beneficio de las menas fosfatadas, con muy buenos
resultados, pero que al parecer, no se han generalizado en la práctica (Hernández Garay
Herzen, 1971. Zambrano F.J., 1971, en INGEOMINAS, c-36, Tercer Congreso
Colombiano de Minería).
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30. Es necesario señalar adicionalmente, que el servicio geológico nacional hasta el año 2004
tiene cubierta la cartografía básica en prácticamente la totalidad de las áreas donde se
localizan los sedimentos del Cretáceo Superior, como se muestra en la figura 5.
Todo lo antes dicho ha propiciado que actualmente se conocen legalmente 16 contratos de
concesión, contratos en virtud de aporte y licencias de explotación en los departamentos de
Norte de Santander, Boyacá y Huila, cuya titularidad cubre un total de 17.676Ha. Además,
se encuentran vigentes dos licencias de exploración en los departamentos de Boyacá y
Santander, que cubren un área de 96Ha. A ello se añade un importante número de
solicitudes de licencias en trámite dentro de los departamentos mencionados, a los que se
unen dos en el departamento del Cauca.
26
33. Es obvio que, con la presentación en este capítulo, de la amplia distribución de
acumulaciones, a menudo de rendimiento económico, de rocas fosfóricas de origen
sedimentario marino de edad Cretáceo Superior, difundidas esencialmente a lo largo de la
Cordillera Oriental, se afirma un enorme potencial para incrementar de modo sustancial las
reservas hasta ahora conocidas de este tipo genético. El primer orden de prioridad para la
localización de nuevas reservas se ratifica entonces, para este tipo genético.
Esto no significa, por otra parte, que otros tipos genéticos de yacimientos de rocas
fosfóricas, como hemos explicado y ejemplificado con yacimientos del mundo, no tengan
posibilidades de ser ubicados en los terrenos geológicos indicados para ser descubiertos. En
los epígrafes siguientes se presentan los argumentos para distinguir algunos de los posibles
tipos de depósitos de rocas fosfóricas y los terrenos favorables para realizar las búsquedas
correspondientes.
1.4.1 Complejos del Cretácico como fuente primaria de las rocas fosfatadas.
En relación con la argumentación de que las secuencias del Cretácico Superior sean las
fuentes principales para la localización de nuevos depósitos de rocas fosfatadas, según las
investigaciones realizadas, dentro de las que se destacan las ya mencionadas en el epígrafe
1.4, son suficientemente amplias y cubren el más amplio espectro de posibilidades, ya que,
aún cuando las consideraciones expuestas son de esa época, resultan aún interesantes y los
estudios posteriores desarrollados por los inversionistas así lo confirman.
Esto significa que las guías de exploración señaladas, así como todos los sectores que se
evaluaron como potencialmente favorables o muy favorables para incrementar los recursos
de rocas fosfáticas, siguen con igual vigencia en la actualidad, a la vez que se pueden
considerar para los sectores sedimentarios marinos que son de otras edades y se encuentran
situados en otras regiones del país.
Geología de las fosforitas de Colombia.
Durante el cretáceo, el área ocupada por las cordilleras Occidental y Central, hacía parte de
una cuenca eugeosinclinal, mientras que al oriente se definía un cratón donde se
desarrollaba un miogeosinclinal (todas las explicaciones del epígrafe son de
INGEOMINAS, TOMO 2, 1987.
Las rocas cretáceas identificadas en esas cordilleras contienen materiales
fundamentalmente volcánicos en esas Cordilleras, mientras que en la Oriental predominan
los de naturaleza sedimentaria.
29
34. Una vez que se descartaron los sedimentos de la Cordillera Occidental hasta el Pacífico, la
región del Golfo de Urabá y La Guajira, los esfuerzos se concentraron en los sedimentos
del Cretáceo Superior (Santoniano – Campaniano – Maastrichtiano), que corresponden
principalmente al Grupo Guadalupe y las Formaciones La Luna y Monserrate que
básicamente se desarrollan por la Cordillera Oriental.
Todas estas secuencias están, en general, caracterizadas por series diversas de
transgresiones marinas, lo cual ha provocado gran variedad de facies.
El Grupo Guadalupe – en el centro del país, está constituido por una gruesa sección de
materiales clásticos tales como areniscas, que se extienden por la Sabana de Bogotá y
alrededores (ver Figura 4- Fosfatos en Colombia). El espesor de las secuencias
estratigraficas disminuye hacia el norte (Laguna de Tota, Boyacá) y el sur (Páramo de
Sumapaz).
Al occidente de la Sabana, en el Alto del Trigo, se localizan calizas fosfáticas de edad
Santoniano. Las areniscas y arcillas dominantes están acompañadas por algunos paquetes
cretáceos y limonitas entre las que se encuentran las fosforitas.
Formación La Luna- se presenta esencialmente en los departamentos de Norte de
Santander y Santander, como se observa en la propia Figura 4. Los sedimentos
corresponden de modo predominante con cherts, calizas, arcillas negras y fosforitas.
Estas facies se observan desde Soatá al norte, y en el valle del Río Magdalena desde
Boyacá hasta La Guajira, donde las facies constan de calizas en capas delgadas, arcillas,
escasos cherts y poco fosfato, facies de tipo mar epicontinental.
Formación Monserrate- se presenta al sur, en el Tolima y el Huila (Figura 4), con facies
de areniscas gruesas en el techo, las cuales gradan a grano medio, con intercalaciones de
limonitas, cherts, algunas arcillolitas y niveles fosfáticos.
El Grupo Guadalupe y la Formación Monserrate, corresponden mayormente a facies de
litoral, en comparación con la Formación La Luna, por lo que presentan mayor potencial
para las concentraciones notables de fosforitas, lo cual está en correspondencia con algunos
de los depósitos industriales más importantes del mundo.
No obstante es importante destacar que más al sur, en el Departamento del Putumayo, se
han localizado unas ocurrencias de rocas fosfatadas, donde no se desarrolla la Formación
Monserrate, sino que para ese territorio una secuencia de edad semejante, ha sido
denominada Villeta.
30
35. La Formación Villeta está conformada principalmente, por lodolitas finamente
estratificadas, con laminación plana paralela, de color gris muy oscuro a negro, con
presencia de bivalvos, intercaladas con estratos medios a muy gruesos tabulares de
“intraesparitas a pelmicritas” bioclásticas, color gris muy oscuro a negro, bioperturbados.
Hacia la parte basal se intercalan estratos medios, gruesos y muy gruesos, tabulares de
cuarzoarenitas, macizas y maduras, de textura variable. Es frecuente encontrar laminación
plano paralela, escamas de peces, abundantes pellets y oolitos, fragmentos de materia
orgánica, intensa bioperturbación, impresiones de amonites y bivalvos articulados. Las
capas muestreadas reflejan contenidos de 8.7 y 16.7% P2O5.
De acuerdo con la asociación facial se considera que la Formación Villeta se acumuló en
parte de una plataforma media a interna, de aguas tranquilas, y principalmente su
acumulación se efectuó por debajo de la acción de las olas. Su edad en general es Albiano-
Campaniano y en algunos sitios se reduce a Cenomaniano-Campaniano
Es posible que esta última formación pueda tener continuidad pasando los límites
fronterizos hacia el Ecuador, donde se desarrolla la Formación Napo, que en Lago Agrio,
presenta un depósito de rocas fosfatadas, que tiene evaluadas reservas por 166-205 millones
de toneladas con tenores de 25-35% de P2O5. Se encuentra en explotación.
También es de destacar, para la Cuenca del Magdalena Medio, la Formación Umir de edad
Maastrichtiano, ubicada de manera discordante sobre la Formación La Luna, la cual en su
zona de desarrollo en la región Venegas – El Conchal – La Azufrada – San Vicente de
Chucurí, presenta en su zona basal una capa de areniscas glauconíticas fosfáticas, poco
calcáreas, de hasta 3m de espesor y contenido de 16% P2O5.
1.4.2. Depósitos y otras manifestaciones de rocas fosfatadas en Colombia.
Las investigaciones adelantadas por INGEOMINAS y el posterior cubrimiento de las áreas
donde se desarrollan las secuencias Cretácico Superior como se explicó anteriormente, han
permitido la localización de yacimientos y manifestaciones de rocas fosfatadas en varios
Departamentos del territorio nacional: Norte de Santander, Santander, Boyacá, Huila,
Tolima, etc., sin embargo actualmente según la información que brinda el Registro Minero
Nacional sólo se explotan quince áreas ubicadas; dos en Norte de Santander, siete en
Boyacá y seis en Huila y se exploran dos áreas ubicadas una en Santander y la otra en
Boyacá, como se puede apreciar en la Figura 4.
A continuación se describen los yacimientos mas conocidos (INGEOMINAS, TOMO 2,
1987).
Departamento Norte de Santander.
31
36. Desde el punto de vista estructural, los depósitos y manifestaciones investigadas se
localizan en la denominada Cuenca de Maracaibo, que ocupa una gran parte del territorio
norte santandereano.
Las rocas fosfáticas están asociadas de modo predominante a las secuencias de la
Formación La Luna, de edad Cretáceo Superior, constituida por sedimentos marinos de
borde de plataforma: calizas, arcillas, cherts y fosforitas. Los niveles de fosforitas son dos:
el primero en el techo de la formación y el segundo, entre 5-15m por debajo y
sobreyaciendo calizas fosfáticas.
A continuación se presenta una breve descripción de los yacimientos importantes:
Sardinata – Está localizado entre los kilómetros 40 y 53 de la carretera Cúcuta – Sardinata.
El yacimiento dista unos 20Km de la población homónima.
La Formación La Luna reposa concordante sobre la Formación Cogollo. En el tope superior
se presenta un nivel de areniscas glauconítica de 3m de espesor, de color gris oscuro,
masivo, de grano grueso a medio. Por debajo de ellas, unos 7-8m, se encuentra la capa de
fosforitas de 0,3-4m de espesor, la cual sobreyace un nivel de calizas fosfáticas.
Desde el punto de vista estructural local, se encuentran en un monoclinal de rumbo E-W y
buzamientos entre 5-20°, con promedio de 12°.
La fosforita de Sardinata se compone principalmente de apatito, cuarzo, calcita y arcillas.
El mineral fosfático es carbonato de fluorapatito, que se presenta en gránulos o nódulos,
foraminíferos y fragmentos de huesos fosfatizados.
El apatito también se encuentra diseminado, impregnando el cemento de la roca. El tamaño
de los granos oscila entre 0.1-1.6mm, como promedio 0.6mm. El cuarzo se presenta tamaño
limo, constituyendo el núcleo de los nódulos fosfáticos y en forma criptocristalina en la
matriz de la roca. La calcita actúa como cemento de grano fino, o conformando
parcialmente esqueletos de foraminíferos y rellenando fracturas, abundando en la roca
fresca, pero puede estar ausente en la roca meteorizada.
La roca meteorizada puede contener trazas de fosfato de aluminio (wavelita) y ferroso
(vivianita), los análisis de difracción de rayos X muestrean 40% de apatito, 15-38% de
calcita, 4-10% de sílice, trazas de arcillas (caolinita predominante), pirita, feldespatos y
glauconita.
A continuación se refleja la composición promedio (en base de 222 muestras) de las rocas
fosfóricas de Sardinata (MOJICA P., 1975, INGEOMINAS, I-1675).
32
37. COMPONENTE % EN PESO
Humedad (105°C) 1,51
Pérdida por calcinación (105-1000°C) 4,98
SiO2 + insolubles 16,55
Fósforo (P2O5) 27,00
Calcio (CaO) 41,13
Aluminio (Al) 1,86
Hierro (Fe) 0,87
Flúor (F) 3,15
CO2 2,71
El depósito, según sus diferencias en contenidos de P2O5 y espesores, para las zonas con
coberturas menores de 12m fue dividido en dos sectores, cuyas reservas evaluadas son las
siguientes:
CONCEPTO SECTOR A SECTOR B TOTAL
Miles de toneladas 3,360 1,535 4,895
% P2O5 29 25 (ponderado) 27.75
Espesor (m) 1,25 1,25 1,25
Para coberturas mayores de 12m se calcularon además 4,4 millones de toneladas en
espesores entre 0,5-3,5m, que por las condiciones técnico-mineras son marginalmente
económicas.
Gramalote – Salazar – Es un yacimiento que se localiza a 30Km al occidente de Cúcuta,
desarrollado por una faja de 35Km entre las poblaciones de Gramalote, Salazar y
Arboledas. Se ubica en los sedimentos de la Formación La Luna, presentando 1 a 3 capas
de fosforitas, en las que los espesores varían de 0,5-3,2m y los tenores entre 10-27% P2O5.
El tonelaje estimado de reservas es de 7’700,000.
Sardinata – Lourdes – Otro depósito de la Formación La Luna localizado entre esas dos
poblaciones, con espesores de hasta 3,5m y tenores de P2O5 de 10-30% en dos capas
fosfáticas, de arenisca glauconítica calcárea la superior, mientras que la inferior es de
fosforitas en dos niveles. Se estiman 10 millones de toneladas de reservas indicadas.
Tibú – Orú Las Mercedes – Se localiza al occidente de la población de Tibú, y se extiende
en dirección N-S por 40Km. El nivel fosfático principal se ubica hacia el techo de la
Formación La Luna con espesores de 1-5m y tenores de P2O5 de 8-19%. Su composición,
similar a la de Sardita – Lourdes, es de apatito (gránulos, oolitos, nódulos y fragmentos de
33
38. huesos y foraminíferos fosfatizados. Se calcularon reservas del orden de 13 millones de
toneladas.
Departamento de Santander (Cuenca del Magdalena Medio).
Las fosforitas de esta cuenca se ubican en la Formación La Luna, que yace de forma
discordante sobre la Formación Simití y bajo la Formación Umir, del cual su miembro
superior, Galembo, contiene niveles fosfáticos hacia su base, a la vez que se ubica otro
nivel fosfático hacia la base de la Formación Umir.
Al occidente de la ciudad de Bucaramanga se distingue una faja de 50Km de extensión de
Vanegas al norte, hasta el sur de la población de San Vicente de Chucurí, donde el Cretáceo
Superior, Formación La Luna, forma el flanco occidental del sinclinal Nuevo Mundo, con
pendientes entre 30º y 70º y frecuentes inversiones
Tanto el número de capas fosfáticas definidas, como los espesores (varía entre 0,7 y 1,8 m)
y los contenidos (varían entre 15 y 17%), sufren frecuentes cambios. Para la estimación de
reservas se dividió el depósito en tres sectores, según las características mencionadas:
Vanegas – El Conchal – Reservas de 10,4 millones de toneladas.
Conchal – La Azufrada – Reservas de 8,2 millones de toneladas.
La Azufrada – San Vicente – Reservas de 14 millones de toneladas.
Departamento de Boyacá. (Cuenca de Guadalupe).
La roca fosfórica de esta cuenca está asociada en lo fundamental a la base de la Formación
Plaeners del Grupo Guadalupe, que corresponde a una fase arenácea que se interdigita con
secuencias calcáreas, arcillas y cherts de aguas más profundas. Los depósitos investigados
más importantes se presentan a continuación:
Área de Sogamoso
Sinclinal de Iza – Cuitiva – Tota – Por una extensión de 6Km se estimaron 21,7 millones
de toneladas indicadas con un tenor promedio de 19,6% de P2O5 en un manto de 2,6m, en la
zona central menos afectada tectónicamente. Para el extremo meridional se estimaron 8,5
millones con 20,5% de P2O5 en tanto que para el extremo norte se evaluaron 5,8 millones
con 17,3% de P2O5.
De lo expuesto arriba, se deduce un total de 36 millones de toneladas de fosforitas, de los
cuales 14,3 millones se pueden dedicar a la producción de fosfatos solubles y 21, 7
millones de aplicación directa en suelos.
34
39. Mongua – Sinclinal Siscuencí – Se indican reservas del orden de 20 millones de toneladas
en espesores de 0,8-1,9m con 11-23% de P2O5. Estas ocupan un área de 8Km2.
Sogamoso – Sinclinal El Pilar – En 4,5Km2 al sureste de Sogamoso, se han inferido 15
millones de toneladas en espesores de 0,7-1,7m y 17-26% de P2O5.
Área de Tunja
Sinclinal del Piranchón – El espesor varía entre 1,6-2,3m, mientras que el contenido varía
entre 15-29% de P2O5. Se estiman 19 millones de toneladas.
Peña Negra – Se calcularon 15 millones de toneladas de reservas inferidas en una capa de
1,2m y 20% de P2O5.
Sinclinal La Conejera – Pesca – Está conformado por las formaciones Conejo, Plaeners,
Labor y Tierna, del Cretáceo Superior. El área productiva está entre las localidades de
Pesca y Tota, a solo 6Km de la población de Pesca. En el flanco occidental se identificaron
tres niveles fosfáticos: el superior hacia la parte media de la Formación Labor; la capa
media, hacia la parte superior de la Formación Plaeners y la inferior hacia la base de esta
propia formación.
La roca es una arenisca gris compuesta de gránulos (“pellets”), escasos nódulos y huesos
fosfatizados redondeados, de color marrón oscuro a gris, con granos casi completamente
transformados a apatito. En la capa principal (la superior) el % P2O5 varía entre 16-25%, en
tanto en la secundaria es de 12-21%. A continuación refleja la composición promedio del la
capa fosfática del nivel inferior del yacimiento Pesca:
COMPONENTE % EN PESO
Humedad (105°C) 0,52
Pérdida por calcinación (105-1000°C) 6,00
SiO2 + insolubles 32,00
Fósforo (P2O5) 22,00
Calcio (CaO) 32,00
Magnesio 0,09
Aluminio (Al) 1,55
Hierro (Fe) 0,41
Flúor (F) 2,94
CO2 1,74
CaO: P2O5 1,45
Los recursos evaluados para el sinclinal en general se presentan en la tabla que a
continuación se presenta:
35
40. RESERVAS CANTIDAD % P2 O5
PROBABLES 7’556,800 18,85
POSIBLES 7’333,100 18,92
INFERIDAS 8’270,000 18,85
TOTAL 23’159,900
El yacimiento de Pesca (La Conejera) ha demostrado ser hasta el presente el de mayor valor
en Colombia. Aún cuando la mena no es rica, su composición mineralógica y química, a lo
que se añade el carácter relativamente homogéneo de la distribución de dichas propiedades
en la mena, permiten fácil tratamiento y adecuación para ser utilizadas como materia prima
para la fabricación de fertilizantes, en especial ácido fosfórico y termofosfatos.
Departamento del Huila (Cuenca de Monserrate)
Las concentraciones fosfáticas se albergan en las secuencias sedimentarias marinas de la
Formación Monserrate del Cretáceo Superior (Campaniano – Maastrichtiano). Está
compuesta preferentemente por areniscas de colores grises claros a blancos con granos de
cuarzo, gruesos hacia el techo y, gradualmente pasan a medios en la base. Presenta
intercalaciones de limonitas, cherts, arcillolitas y niveles fosfáticos.
Localidades de interés económico son Palermo, La Guagua, Baraya, Aipe, Media Luna,
Teruel, Yaguará y Tesalia.
En La Guagua se estimaron reservas inferidas por 12 millones de toneladas, en espesores
de 0,5-1,6m y tenores de 19-28% de P2O5.
Para el sector Baraya (Los Pinos – Los Andes), en capas fosfáticas de hasta 2m y
contenidos hasta 28% de P2O5, se estiman reservas inferidas por 20 millones de toneladas.
Sinclinal de Mapatá (Media Luna) – El espesor de la capa principal (nivel inferior de la
formación), es de 0,65-1,0m. Los tenores de P2O5, varían entre 25-30,8%. La relación Cao:
P2O5 es 1,43 promedio. Las reservas inferidas alcanzan 17 millones de toneladas.
Teruel – La Juanita – Situada al suroeste de Neiva, en los alrededores de Tesalia. Presenta
dos capas económicamente explotables, con espesores de 0.9-2,2m y tenores entre 15-25%
de P2O5. Las reservas inferidas se calcularon en 15 millones de toneladas.
Yaguará – Al suroeste de Neiva, en la vecindad del poblado homónimo fueron
determinadas las capas fosfáticas de interés económico. Se han separado dos sectores:
36
41. Sector occidente – sur – El espesor acumulado para las capas explotables varía de 1 a 2,4m
y el tenor de P2O5 varía entre 18-31%. Las reservas inferidas calculadas alcanzan 5
millones.
Sector norte – noreste – El espesor acumulado explotable sufre rápidos cambios entre 0,7-
2,0m y el tenor cambia desde 13% hasta 23% de P2O5. Se estiman 10 millones de toneladas
de reservas inferidas.
Norte de Tesalia – El nivel fosfático inferior contiene una capa de fosforita con espesores
de 0,8-1,2 m y tenores de 20-31% de P2O5. Las reservas inferidas son del orden de 6
millones de toneladas.
Departamento del Tolima.
En Pandi se realizaron exploraciones preliminares que permitieron una estimación de 10
millones de toneladas de reservas inferidas para una capa de hasta 1,0m y tenores de hasta
27% de P2O5.
Un resumen generalizado de las reservas estimadas por departamentos, de rocas fosfóricas
en Colombia, se ofrecen a continuación en la Tabla 4 (estado de reservas a 1987):
TABLA 4. RESERVAS DE ROCAS FOSFÓRICAS EN COLOMBIA. (Mt)
Departamento Reservas Reservas Reservas Contenido TOTAL
medidas indicadas inferidas de P2O5
Norte de 5,25 33,83 6,04 15-30% 45,42
Santander
Santander 0,12 32,60 10-29% 32,72
Boyacá 7,44 63,60 69,60 17-26% 140,64
Huila 65,00 73,00 15-31% 138,00
Tolima 10,00 16-27% 10,00
TOTAL 12,81 195,00 157,4 366,78
Fuente: INGEOMINAS, Alvarado L., Barreto R., CYTED, 2005.
En el mapa que aparece en la Figura 4 como habíamos comentado se distinguen claramente
las áreas de desarrollo de los depósitos sedimentarios y se observa que los depósitos de
fosforitas se localizan, solamente en los límites de la Cordillera Oriental, lo que se debe a
dos motivos fundamentales: en primer lugar las áreas de mayor desarrollo del Cretáceo
sedimentario marino (los de mayor potencial) ocupan estos terrenos y, segundo, los
esfuerzos destinados a localizar y evaluar reservas de rocas fosfóricas, se dedicaron de
manera prioritaria hacia este terreno.
37
42. Debemos destacar la importancia que mantienen estas secuencias sedimentarias para la
posible localización de nuevos yacimientos, lo cual debe ser evaluado por los inversionistas
tendiendo en cuenta su conocido potencial en las áreas que se encuentran actualmente en
explotación. Es recomendable que los esfuerzos encaminados al incremento de reservas
para la explotación se dirijan, en primer lugar, a estas secuencias que pueden garantizar la
continuidad del desarrollo minero por 15-20 años más.
Ejemplo de ello pudieran ser, los resultados obtenidos al norte de Ecuador en el desarrollo
del Proyecto Fosfatos, mediante el cuál fueron investigadas las secuencias sedimentarias de
la Formación Napo, lográndose la definición de importantes zonas potenciales con
contenidos entre 25-35% de P2O5 en los limites con Colombia, lo que permite establecer la
posibilidad de su continuidad en las formaciones equivalentes del país.
Con lo antes expresado queremos subrayar el hecho que se ha investigado solo una parte,
que aunque ha sido la más provechosa desde el punto de vista económico hasta el presente,
no excluye la posibilidad de otras áreas potencialmente favorables para localizar depósitos
de rocas fosfatadas de similar origen o de génesis diferentes, como sucede en los países que
ocupan zonas de escudo: Rusia, países escandinavos, China, Brasil, entre otros.
Las rocas ígneas y metamórficas precámbricas, cuya investigación estaría ubicada en
segundo orden, ocupan una gran parte del territorio en Colombia, también constituyen áreas
potenciales para la ocurrencia de depósitos de rocas fosfatadas, se destaca la posibilidad de
su búsqueda en los macizos precámbricos de la Cordillera Oriental y por supuesto en las
áreas del Escudo Precámbrico de Guyana, que ocupa alrededor del 50% del territorio
nacional, y que un 40% de ese territorio presenta las rocas Pre-cámbricas aflorando.
Ello significa que existe una enorme probabilidad de localizar acumulaciones industriales
de menas apatíticas de rocas intrusivas y metamórficas (de carbonatitas y
metamorfogénicos) y que además, pudieran encontrarse acumulaciones de carácter detrítico
redepositado de interés.
Para estos casos no debe perderse de vista, que en estos casos los tenores no son altos, si
embargo se busca la posibilidad de la valorización de dichas menas de forma compleja,
extrayendo varios subproductos a la vez.
Otra línea de trabajo en relación con la evaluación de las rocas fosfatadas, en un tercer
orden, pudiera estar en el guano que por lo general se ha acumulado en algunas islas del
Pacífico, que en principio son de fácil explotación, aunque se debe evaluar de confirmarse
el potencial, su viabilidad por los costos de transportación.
38
43. 2.0 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO HISTÓRICO DE LOS MERCADOS
NACIONAL Y CONTINENTAL DE LAS ROCAS FOSFATADAS.
2.1 MERCADO CONTINENTAL.
La necesidad de incrementar la productividad de la agricultura del continente, tanto por
hectárea cultivada como percápita, estimulará un crecimiento en la utilización de
fertilizantes y en especial los de origen minero, teniendo en cuenta sus grandes
posibilidades de desarrollo por el alto potencial de minerales redescubiertos en cada país.
Hasta el presente los principales depósitos de roca fosfatada en Latinoamérica según el
Centro Internacional para el Desarrollo de Fertilizantes (IFDC, 2000), están localizados en
Brasil, Venezuela, Colombia, México, Chile, Perú y Ecuador.
Para el análisis continental, se utilizaron las cifras publicadas por la FAO Fertilizer
Yearbook Vol.53-2003 como fuente por ser las mas completas y no encontrar otra mas
actualizada con la información necesaria para el desarrollo del trabajo, sin embargo es
importante aclarar que para el caso de Colombia las consideramos solo como indicativas,
ya que como se aclara en la propia publicación incluyen cifras extraoficiales.
2.2.1 Usos.
Como se ha indicado anteriormente su uso fundamental es la producción de fertilizantes
fosfatados, destacándose como los principales productores del Continente, Brasil, México,
Venezuela, Colombia y Perú, siendo los principales consumidores actualmente Brasil,
Argentina, México, Chile, Venezuela, Colombia y Perú.
2.1.2 Tamaño del Mercado Continental.
2.1.2.1 Rocas Fosfatadas
En el entorno internacional la producción mundial de roca fosfatada en el año 2004 según
el CETEM Jornada Técnica 2005, alcanza los 138 millones de toneladas y se concentra
prácticamente en los cuatro principales productores; Estados Unidos, China, Marruecos y
Rusia que representan el 90% del total de la producción. Latinoamérica como se observa en
el Gráfico 1 sólo participa con el 4,5%.
39
44. Gráfico 1. Participación de la producción mundial de roca fosfatada discriminada por países año
2004
A. Latina 4.5% Resto del Mundo 5.5%
Rusia 15%
Estados Unidos 36%
Marruecos 17%
China 22%
Fuente: El mercado de los minerales en la agricultura. Presentación Jornada Técnica CETEM.
www.unsam.udu.ar
Los principales exportadores de roca fosfatada del mundo en el año 2003, según
Intenational Trade Comission (ITC), son Marruecos con una participación del 48%,
Jordania con el 17%, China con el 14% e Israel con el 10%, lo que significa que solo en
estos cuatro países están concentradas las exportaciones alcanzando aproximadamente el
90% del total exportado en el mundo.
En Latinoamérica el tamaño de la producción ha presentado un comportamiento de
permanente crecimiento durante el período 1993-2002. Durante el año 1999 la producción
alcanzó las 5 711t, mostrando un crecimiento del 62% el cual estaba representado en 2
189 t más producidas, con respecto al año 1993, cuando la producción de roca fosfórica fue
de 3 522 t. Para el año 2002 la producción alcanzó las 6 268 t, o sea un incremento en 2
736 t más que las producidas durante el mismo año 1993, con esto se demuestra que la
producción de roca fosfórica se ha disparado en un 78%, comparando el año 2002 con
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