El documento trata sobre recursos naturales minerales. Explica que los minerales son sólidos inorgánicos de composición química definida que pueden ser elementos o compuestos químicos. Se clasifican los minerales en metálicos y no metálicos. Describe procesos metalúrgicos como la tostación, lixiviación y electrolisis para la extracción de metales como hierro, cobre, plomo y zinc a partir de sus respectivos minerales.

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DECIMASÉPTIMA PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM
TEMA: RECURSOS NATURALES
RECURSOS NATURALES
MINERALES
Son sólidos naturales inorgánicos de composición
química definida y estructura cristalina, pudiendo ser
elementos [oro nativo (Au), plata nativa (Ag), diamante
(C), etc.] o compuestos químicos [Esfalerita o blenda
(ZnS), cuarzo (SiO2), galena (PbS)]. Sus nombres no
guardan relación con su composición química.
La ciencia que estudia a los minerales se denomina
MINERALOGIA.
Desde el punto de vista de su industrialización se
clasifica a los minerales como:
a) Mineral metálico: a partir de los cuales se extraen
los metales. Ejemplo:
Blenda: Zn
Galena: Pb
b) Mineral no metálico: se utilizan como materia
prima o insumo para obtener productos acabados.
Ejemplo:
Cuarzo: vidrio
Caliza: cemento
Nota:
Los minerales metálicos forman parte de la corteza
terrestre y cuando se presentan en lugares con valor
económico, se denominan yacimientos.
El mineral valioso, por lo general, se encuentran en
vetas o diseminados, y la explotación de estos
yacimientos pueden ser a través de socavones,
minas, para las vetas y a tajo abierto para los
diseminados.
El material extraído conteniendo el o los minerales
de interés económico constituye la denominada
MENA, la misma que está formada por el mineral
valioso y la GANGA, que viene a ser la parte
complementaria y que constituye el material estéril
de la mena.
METALURGIA
La metalurgia es la ciencia y la tecnología de la
extracción de metales de sus fuentes naturales y de su
preparación para usos prácticos. La metalurgia implica
varios pasos: (1) explotación de las minas, (2)
concentración de la mena o su preparación por algún
otro medio para el tratamiento posterior, (3) reducción
del mineral para obtener el metal libre, (4) refinación o
purificación del metal, y (5) mezclado del metal con
otros elementos para modificar sus propiedades. Este
último proceso produce una aleación, es decir, un
material metálico compuesto de dos o más elementos.
METALURGIA DEL HIERRO (Fe)
a) Mineralogía
Hematita: Fe2O3
Magnetita: Fe3O4
Siderita: FeCO3
Pirita: FeS2
b) Metalurgia
La metalurgia del hierro toma el nombre de
SIDERURGIA. Casi siempre se realiza en altos
hornos llamados así por su gran tamaño. Las
sustancias usadas en el alto horno son: mineral de
hierro (óxidos generalmente), reductor (carbón o
coke), fundente (CaCO3 que disminuye la
temperatura de fusión y forma escorias)
El proceso dentro del horno es el siguiente:
El coke, al arder, se oxida, formando monóxido
de carbono.
2C(s) + O2(g) → 2CO(g)
El monóxido de carbono actúa sobre los óxidos
reduciéndolos
Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g)
METALURGIA DEL COBRE (Cu)
a) Mineralogía
Se encuentra como elemento nativo y
combinado formando los siguientes minerales:
Calcopirita: CuFeS2
Calcosita: Cu2S
Cuprita: Cu2O
Malaquita: Cu2CO3(OH)2
Mineral valioso + ganga = mena

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b) Metalurgia
En el Perú la mayor producción es a partir de
la calcopirita, su proceso se resume en:
Tostación: descompone el mineral y
transforma en óxidos
2CuFeS2(s) + 3 O2(g) → 3FeO(s) + 2CuS +
2SO2(g)
Separación de impurezas: la calcina, se
mezcla con sílice (SiO2) y caliza (CaCO3) para
formar escoria que sirve para separar el FeO del
CuS.
Formación del óxido cuproso y su posterior
oxigenación: a 1000ºC el CuS se convierte en
Cu2S
Cu2S(l) + O2(g) → 2Cu(l) + SO2(g)
Refinación electrolítica del cobre: en los
ánodos el Cu impuro se oxida a Cu+2
, el cual se
reduce a Cu (99,9% de pureza) en el cátodo
METALURGIA DEL PLOMO (Pb)
a) Mineralogía
Galena: PbS
Cerusita: PbCO3
Anglesita: PbSO4
b) Metalurgia
En el Perú el mineral que se emplea para
extraer el plomo se llama galena, su proceso se
resume en:
Tostación: se realiza en hornos especiales y se
transforma en una mezcla sólida de PbO y
PbSO4
3PbS(s) + 5 O2(g) → 2PbO(g) + PbSO4(s) + 2SO2(g)
A la calcina se le agrega 2/5 del material
primitivo y el conjunto se calienta a altas
temperaturas en un horno, obteniéndose plomo
impuro de 94 a 95% de pureza.
La refinación electrolítica del plomo permite
obtener Pb con una pureza de 99,99%, el cual se
deposita en el cátodo.
METALURGIA DEL ZINC (Zn)
a) Mineralogía
Esfalerita o blenda: ZnS
Smithsonita: ZnCO3
b) Metalurgia
Tostación: empleado para transformar los
sulfuros en óxidos.
2ZnS(s) + 3 O2(g) → ZnO(s) + 2SO2(g)
Lixiviación: empleado para transformar el
metal valioso desde la fase sólida a la fase
acuosa.
ZnO(s) + H2SO4(ac) → ZnSO4(ac) + H2O
Electrólisis: la solución resultante ZnSO4(ac), se
purifica y se envía a celdas electrolíticas,
depositándose en el cátodo el Zn 99,99% de
pureza (refinamiento)
METALURGIA DEL ORO (Au)
a) Mineralogía
El oro es un metal de baja reactividad química
y por ello que existe en estado nativo, a veces se
encuentra como telururo de oro (Au2Te3)
b) Metalurgia
Existen varios procesos que conllevan a la
extracción del oro, siendo los principales:
Amalgamación: El oro que se encuentra
disperso en ganga se pone en contacto con el
mercurio líquido, éste lo colecta formando las
denominadas amalgamas y después por
destilación se separa el oro.
Cianuración: El oro nativo puede separarse de
la roca estéril disolviéndolo en una solución
muy diluida con cianuro de sodio o potasio.
4Au(s) + 8KCN(ac) + 2H2O(l) + O2(g) →
4K[Au(CN)2](ac) + 4KOH(ac)
Reducción: Luego las soluciones de
K[Au(CN)2] se reducen con zinc metálico
Zn(s) + 2K[Au(CN)2](ac) → 2Au(s) +
K2[Zn(CN)4](ac)

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METALURGIA DE LA PLATA (Ag)
a) Mineralogía
La plata se encuentra en estado nativo y
también en forma de compuestos:
Cerargirita: AgCl
Argentita: Ag2S
b) Metalurgia
La mayor parte de la plata metálica se obtiene
de los residuos anódicos (lodos) de la refinación
del cobre y plomo.
La metalurgia de la plata es similar a la del oro,
siendo los procesos más comunes la amalgamación
y cianuración.
SEMANA N°18: RECURSOS NATURALES
1. Completa la siguiente expresión:
En la naturaleza los minerales se presentan como
sólidos……………., algunos tienen.............
externas y son estudiados por la……………………
A) Cristalinos, estructuras, geoquímica
B) Amorfos, formas geométricas, geología
C) Cristalinos, formas geométricas, mineralogía
D) Iónicos, estructuras, metalurgia
E) Amorfos, estructuras, mineralogía
2. Indique la secuencia correcta:
I. Los yacimientos contienen minerales con una
concentración adecuada para su explotación
rentable
II. En la corteza terrestre, el mineral valioso se
encuentra diseminado o formando vetas.
III. La explotación de los minerales valiosos se
puede realizar a tajo abierto si el mineral está
diseminado
IV. Una mena extraída de un yacimiento está
formada solo por el mineral valioso.
A) VVVV B) VVVF C) VVFF
D) VFVF E) FVVF
3. Marque la secuencia de verdadero (V) o falso (F)
respecto a las siguientes definiciones:
I. Mena: Mezcla de ganga y mineral valioso.
II. Mineral: Sólidos inorgánicos, de origen natural
y artificial.
III. Mineral metálico: Mineral a partir del cual se
obtiene un metal de interés.
A) VFV B) VVV C) VVF D) VFF E) FFF
4. Marque el enunciado INCORRECTO
A) La hematita y la magnetita, son minerales de
hierro.
B) La principal mena de cobre es la calcopirita.
C) El principal mineral de Zinc es la blenda
D) La Siderurgia es el proceso de tratamiento del
mineral de hierro.
E) La galena es un mineral no metálico, a partir de
ella se extrae el S.
5. Marque la respuesta correcta para la correspondencia
mineral – fórmula
a) Hematita ( ) (Zn, Fe)S
b)Calcosita ( ) Ag2S
c) Esfalerita ( ) Fe2O3
d)Argentita ( ) Cu2S
A) dbac B) adcb C) cdab
D) abdc E) dcab
6. ¿Cuántas toneladas métricas (TM) de Pb se obtiene
a partir de 890TM de una mena de plomo que tiene
60% de cerusita (PbCO3) como único mineral de
plomo? PF (PbCO3= 267); P.A (Pb=207)
A) 276 B) 207 C) 552 D) 414 E) 372
7. Una mena de hierro de 1000TM que contiene
hematita (Fe2O3) y 29% de impurezas reacciona con
CO produciendo Fe metálico y CO2. Determine la
cantidad de Fe obtenida, en kg, si el rendimiento del
proceso es de 80%. P.A( Fe= 56; C=12; O=16)
A) 3,98x105
B) 3,98x106
C) 4,97x108
D) 4,97x105
E) 3,17x105
8. ¿Cuántos metros cúbicos (m3
) de SO2(g) medidos a
C.N, se obtienen a partir de 47,8TM de galena?
Según la ecuación:
2PbS(s) + 7/2 O2(g) → PbO(s) + PbSO4(s) + SO2(g)
Dato: PF( PbS= 239; SO2= 64)
A) 2,24x106
B) 2,24x103
C) 2,24x104
D) 2,24x102
E) 2,24x105

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9. Indique la secuencia de verdadero (V) o falso (F) con
respecto a las siguientes reacciones:
a) 2CuFeS2 + 3O2 → 2FeO + 2CuS + 2SO2
b) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
c) ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
I. La reacción (a) representa el proceso de
tostación de un mineral sulfurado
II. En (b) el agente reductor es el CO
III. En (c) se representa la lixiviación del ZnO
A) VVF B) VFV C) VVV D) FVV E) FVF
10. ¿Cuál es el % de rendimiento si durante la
lixiviación de 16,28TM de ZnO se obtuvo 30TM
de ZnSO4?
PF( ZnO= 81,4; ZnSO4= 161,4)
A) 90,50 B) 86,45 C) 94,94 D) 92,94 E) 95,65
11. Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o
falso (F) con respecto a la metalurgia del Zn
I. La esfalerita es un mineral que contiene Pb,
Zn y Fe
II. En la tostación del mineral se produce SO2(g)
III. La calcina se transforma en ZnSO4 mediante
la lixiviación.
A) FFV B) VFV C) FVF D) FVV E) VVF
12. Con relación a los procesos metalúrgicos, marque
la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F)
I. La metalurgia del hierro se denomina
siderurgia y se realiza fundamentalmente a
bajas temperaturas.
II. La metalurgia de los metales sulfurados puede
esquematizarse en 3 etapas: tostación,
separación de impurezas y refinación
electrolítica
III. La cianuración es una técnica que permite
extraer oro y la plata a partir de los respectivos
metales nativos
A) VFF B) FVV C) FVF D) FVV E) VVV
13. La amalgama de dentista contiene 70%W de Hg y
30%W de Cu. Marque la cantidad (en kg) de
amalgama que podría elaborarse a partir de 2800g
de Hg y 960g de Cu.
A) 3,76 B) 0,56 C) 3,20 D) 4,00 E) 2,56
14. Establezca la correspondencia reacción – proceso
metalúrgico
I. CaCO3(s) + SiO2 → CaSiO3(l) + CO2(g)
II. 2K[Au(CN)2](ac) + Zn(s) → 2Au(s) +
K2[Zn(CN)4](ac)
III. Ánodo: Cu(s) → Cu+2
+ 2e-
Cátodo: Cu+2
+ 2e-
→ Cu(s)
IV. CuFeS2(g) + O2(g) → FeO(s) + CuS(s) + SO2(g)
( ) Tostación de la calcopirita
( ) Formación de escoria
( ) Precipitación química
( ) Refinación electroquímica
A) IV,I,III,I B) IV,I,II,III C) II, III,I,IV
D) III,I,II,IV E) I,III,II,IV
15. Marque la alternativa INCORRECTA con respecto
a las aleaciones:
A) Son mezclas que contienen uno o más metales.
B) Su estado de agregación final es sólido.
C) Algunas contienen elementos no metálicos
D) Sus propiedades son iguales a la de los
elementos que la constituyen.
E) Su composición depende de la naturaleza y
proporción de los metales.
16. Señale la relación correcta de las expresiones:
I. La galena es un mineral que contiene Pb
II. La tostación de la galena genera PbO
III. La refinación electrolítica del plomo, permite
purificarlo.
A) VVV B) VFF C) FVV D) FFV E) FVF
17. Para los siguientes minerales establecer la relación
correcta nombre – fórmula:
a. Calcopirita ( ) PbS
b. Blenda ( ) Fe2O3
c. Hematita ( ) CuFeS2
d. Galena ( ) ZnS
A) dcab B) abcd C) cdab D) dcba E) dabc
18. Indique verdadero (V) o falso (F) las siguientes
proposiciones:
I. Uno de los productos de la tostación de la
calcopirita es SO2

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II. La refinación de cobre es por electrólisis
III. El plomo contenido en la galena se extrae por
lixiviación.
IV. El zinc del mineral esfalerita se refina por
tostación.
A) VFVF B) FFVV C) VVFF
D) FVFV E) FFFF
19. En los altos hornos la hematita se………… a
hierro, debido al……….. que se produce por la
oxidación del coque.
A) oxida – CO2
B) reduce – CO
C) volatiliza – calor
D) funde – calor
E) oxida – CO
20. Uno de los métodos para obtener metales nobles
como el oro y la plata consta de 3 etapas
importantes: cianuración, precipitación con Zn
(Merrill Crowe) y refinamiento electrolítico.
2K[Au(CN)2](ac) + Zn(s) → 2Au(s) + K2[Zn(CN)4](ac)
Si a partir de esta reducción se consumen 3,25TM
de Zn en polvo y se precipita oro con 90% de
pureza. La cantidad de oro producida, en TM, es:
P.A (Au= 197; Zn= 65)
A) 17,73 B) 17,79 C) 17,37 D) 15,73 E) 16,73
21. Respecto a los recursos minerales y energéticos,
marque la secuencia correcta de verdadero (V) o
falso (F):
I. Son de origen natural y son renovables
II. Los minerales se clasifican como metálicos y no
metálicos
III. Los no metálicos son usados como insumos de
productos terminados.
IV. La mena está constituida por el mineral valioso
más la ganga.
A) VVFV B) VFVF C) VFFV
D) FVVV E) FFVV
22. Respecto a los proceso metalúrgicos, señale la
alternativa INCORRECTA
A) Permiten concentrar y extraer el metal de un
mineral.
B) La metalurgia del hierro se llama siderurgia
C) Los minerales que contienen azufre son
procesados por tostación
D) La extracción de los metales a partir de sus
compuestos son procesos redox.
E) La lixiviación es un proceso que se aplica a la
extracción del hierro.
23. Los minerales constituyen la materia sólida valiosa
de la tierra. Al respecto seleccione las
características inherentes a éstos:
a. Sólidos amorfos
b. Sólidos cristalinos
c. Naturales
d. Artificiales
e. Composición química definida
f. Origen inorgánico
g. Origen orgánico
A) adfg B) bcef C) bcdeg D) acef E) aceg
24. En una concentradora se trabaja con 970 TM de
mena que contiene 9,70% de esfalerita; 4,78% de
galena y la diferencia es ganga, Determine el % de
Zn y él % de Pb, presentes en dicha mena.
P.A( Zn=65; Pb=207)P.F( PbS=339; ZnS=97)
A) 6,5 y 4,1 B) 5,6 y 4,14 C) 6,5 y 4,14
D) 4,1 y 6,5 E) 6,0 y 4,0
Profesor: Antonio Huamán Navarrete
Lima, Julio del 2014