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RECURSOS NATURALES

  1. 1. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA GANGA, que viene a ser la parte RECURSOS NATURALES complementaria y que constituye el material estéril de la mena.MINERALES Mineral valioso + ganga = menaSon sólidos naturales inorgánicos de composiciónquímica definida y estructura cristalina, pudiendoser elementos [oro nativo (Au), plata nativa (Ag), METALURGIAdiamante (C), etc.] o compuestos químicos[Esfale- rita o blenda (ZnS), cuarzo (SiO2), galena La metalurgia es la ciencia y la tecnología de la(PbS) ] extracción de metales de sus fuentes naturales ySus nombres no guardan relación con su de su preparación para usos prácticos. Lacomposición química. metalurgia implica varios pasos: (1) explotaciónLa ciencia que estudia a los minerales se de las minas, (2) concentración de la mena o sudenomina MINERALOGIA. preparación por algún otro medio para el tratamiento posterior, (3) reducción del mineralDesde el punto de vista de su industrialización se para obtener el metal libre, (4) refinación oclasifica a los minerales como: purificación del metal, y (5) mezclado del metal con otros elementos para modificar sus a) Mineral metálico: a partir de los cuales se propiedades. Este último proceso produce una extraen los metales. Ejemplo: aleación, es decir, un material metálico compuesto Blenda: Zn de dos o más elementos. Galena: Pb b) Mineral no metálico: se utilizan como 1. METALURGIA DEL HIERRO (Fe) materia prima o insumo para obtener productos acabados. Ejemplo: a) Mineralogía Cuarzo: vidrio Caliza: cemento Hematita: Fe2O3Nota: Magnetita: Fe3O4 Siderita: FeCO3  Los minerales metálicos forman parte de la Pirita: FeS2 corteza terrestre y cuando se presentan en lugares con valor económico, se denominan b) Metalurgia yacimientos.  El mineral valioso, por lo general, se La metalurgia del hierro toma el nombre de encuentran en vetas o diseminados, y la SIDERURGIA. Casi siempre se realiza en explotación de estos yacimientos pueden altos hornos llamados así por su gran ser a través de socavones, minas, para las tamaño. Las sustancias usadas en el alto vetas y a tajo abierto para los diseminados. horno son: mineral de hierro (óxidos  El material extraído conteniendo el o los generalmente), reductor (carbón o coke), minerales de interés económico constituye fundente (CaCO3 que disminuye la la denominada MENA, la misma que está temperatura de fusión y forma escorias) formada por el mineral valioso y la El proceso dentro del horno es el siguiente: 1
  2. 2. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA  Formación del óxido cuproso y su  El coke, al arder, se oxida, formando posterior oxigenación: a 1000ºC el monóxido de carbono. CuS se convierte en Cu2S 2C(s) + O2(g) → 2CO(g) Cu2S(l) + O2(g) → 2Cu(l) + SO2(g)  Refinación electrolítica del cobre: en  El monóxido de carbono actúa sobre los ánodos el Cu impuro se oxida a los óxidos reduciéndolos Cu+2, el cual se reduce a Cu (99,9% de Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g) pureza) en el cátodo 3. METALURGIA DEL PLOMO (Pb) a) Mineralogía2. METALURGIA DEL COBRE (Cu) Galena: PbS Cerusita: PbCO3 a) Mineralogía Anglesita: PbSO4 Se encuentra como elemento nativo y b) Metalurgia combinado formando los siguientes En el Perú el mineral que se emplea para minerales: extraer el plomo se llama galena, su proceso se resume en: Calcopirita: CuFeS2 Calcosita: Cu2S  Tostación: se realiza en hornos Cuprita: Cu2O especiales y se transforma en una Malaquita: Cu2CO3(OH)2 mezcla sólida de PbO y PbSO4 b) Metalurgia En el Perú la mayor producción es a partir 3PbS(s) + 5 O2(g) → 2PbO(g) + PbSO4(s) de la calcopirita, su proceso se resume en:  Tostación: descompone el mineral y + 2SO2(g) transforma en óxidos  A la calcina se le agrega 2/5 del material primitivo y el conjunto se 2CuFeS2(s) + 3 O2(g) → 3FeO(s) + 2CuS calienta a altas temperaturas en un horno, obteniéndose plomo impuro de 94 a 95% de pureza. + 2SO2(g)  La refinación electrolítica del plomo  Separación de impurezas: la calcina, permite obtener Pb con una pureza de se mezcla con sílice (SiO2) y caliza 99,99%, el cual se deposita en el (CaCO3) para formar escoria que sirve cátodo. para separar el FeO del CuS. 4. METALURGIA DEL ZINC (Zn) 2
  3. 3. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA a) Mineralogía amalgamas y después por destilación se separa el oro. Esfalerita o blenda: ZnS Smithsonita: ZnCO3  Cianuración: El oro nativo puede separarse de la roca estéril b) Metalurgia disolviéndolo en una solución muy diluida con cianuro de sodio o potasio. 4Au(s) + 8KCN(ac) + 2H2O(l) + O2(g) →  Tostación: empleado para transformar los sulfuros en óxidos. 2ZnS(s) + 3 O2(g) → ZnO(s) + 2SO2(g) 4K[Au(CN)2](ac) + 4KOH(ac)  Reducción: Luego las soluciones de K[Au(CN)2] se reducen con zinc  Lixiviación: empleado para metálico transformar el metal valioso desde la Zn(s) + 2K[Au(CN)2](ac) → 2Au(s) + fase sólida a la fase acuosa. ZnO(s) + H2SO4(ac) → ZnSO4(ac) + H2O K2[Zn(CN)4](ac) 6. METALURGIA DE LA PLATA (Ag)  Electrólisis: la solución resultante ZnSO4(ac), se purifica y se envía a a) Mineralogía celdas electrolíticas, depositándose en el cátodo el Zn 99,99% de pureza La plata se encuentra en estado nativo y (refinamiento) también en forma de compuestos:5. METALURGIA DEL ORO (Au) Cerargirita: AgCl Argentita: Ag2S a) Mineralogía b) Metalurgia El oro es un metal de baja reactividad química y por ello que existe en estado La mayor parte de la plata metálica se nativo, a veces se encuentra como telururo obtiene de los residuos anódicos (lodos) de de oro (Au2Te3) la refinación del cobre y plomo. La metalurgia de la plata es similar a la del b) Metalurgia oro, siendo los procesos más comunes la amalgamación y cianuración. Existen varios procesos que conllevan a la extracción del oro, siendo los principales: PRÁCTICA DIRIGIDA  Amalgamación: El oro que se 1. Completa la siguiente expresión: encuentra disperso en ganga se pone en En la naturaleza los minerales se presentan contacto con el mercurio líquido, éste como sólidos…….., algunos tienen............. lo colecta formando las denominadas externas y son estudiados por la ……………. 3
  4. 4. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA E) La galena es un mineral no metálico, a A) Cristalinos, estructuras, geoquímica partir de ella se extrae el S. B) Amorfos, formas geométricas, geología C) Cristalinos, formas geométricas, 5. Marque la respuesta correcta para la mineralogía correspondencia mineral – fórmula D) Iónicos, estructuras, metalurgia E) Amorfos, estructuras, mineralogía a) Hematita ( ) (Zn, Fe)S b) Calcosita ( ) Ag2S2. Indique la secuencia correcta: c) Esfalerita ( ) Fe2O3 d) Argentita ( ) Cu2S I. Los yacimientos contienen minerales con una concentración adecuada para su A) dbac B) adcb C) cdab explotación rentable D) abdc E) dcab II. En la corteza terrestre, el mineral valioso se encuentra diseminado o formando 6. ¿Cuántas toneladas métricas (TM) de Pb se vetas. obtiene a partir de 890TM de una mena de III. La explotación de los minerales valiosos plomo que tiene 60% de cerusita (PbCO3) se puede realizar a tajo abierto si el como único mineral de plomo? mineral está diseminado PF (PbCO3= 267); P.A (Pb=207) IV. Una mena extraída de un yacimiento está formada solo por el mineral valioso. A) 276 B) 207 C) 552 D) 414 E) 372 A) VVVV B) VVVF C) VVFF D) VFVF E) FVVF 7. Una mena de hierro de 100TM que contiene hematita (Fe2O3) y 29% de impurezas3. Marque la secuencia de verdadero (V) o falso reacciona con CO produciendo Fe metálico y (F) respecto a las siguientes definiciones: CO2. Determine la cantidad de Fe obtenida, en kg, si el rendimiento del proceso es de I. Mena: Mezcla de ganga y mineral 80%. valioso. P.A( Fe= 56; C=12; O=16) II. Mineral: Sólidos inorgánicos, de origen natural y artificial. A) 3,98x105 B) 3,98x106 III. Mineral metálico: Mineral a partir del C) 4,97x108 cual se obtiene un metal de interés. D) 4,97x105 E) 3,17x105 A) VFV B) VVV C) VVF 8. ¿Cuántos metros cúbicos (m3) de SO2(g) D) VFF E) FFF medidos a C.N, se obtienen a partir de 47,8TM de galena? Según la ecuación:4. Marque el enunciado INCORRECTO 2PbS(s) + 7/2 O2(g) → PbO(s) + PbSO4(s) + A) La hematita y la magnetita, son minerales de hierro. B) La principal mena de cobre es la calcopirita. SO2(g) C) El principal mineral de Zinc es la blenda Dato: PF( PbS= 239; SO2= 64) D) La Siderurgia es el proceso de tratamiento del mineral de hierro. A) 2,24x106 B) 2,24x103 4
  5. 5. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA 4 C) 2,24x10 III. La calcina se transforma en ZnSO4 D) 2,24x102 E) 2,24x105 mediante la lixiviación.9. Indique la secuencia de verdadero (V) o falso A) FFV B) VFV C) FVF (F) con respecto a las siguientes reacciones: D) FVV E) VVF a) 2CuFeS2 + 3O2 → 2FeO + 2CuS + 2SO2 12. Con relación a los procesos metalúrgicos, marque la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) I. La metalurgia del hierro se denomina b) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 siderurgia y se realiza fundamentalmente a bajas temperaturas. II. La metalurgia de los metales sulfurados puede esquematizarse en 3 etapas: tostación, separación de impurezas y c) ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O refinación electrolítica III. La cianuración es una técnica que permite extraer oro y la plata a partir de los respectivos metales nativos A) VFF B) FVV C) FVF I) La reacción (a) representa el proceso de D) FVV E) VVV tostación de un mineral sulfurado II) En (b) el agente reductor es el CO 13. La amalgama de dentista contiene 70%W de III) En (c) se representa la lixiviación del Hg y 30%W de Cu. Marque la cantidad (en ZnO kg) de amalgama que podría elaborarse a partir de 2800g de Hg y 960g de Cu. A) VVF B) VFV C) VVV D) FVV E) FVF A) 3,76 B) 0,56 C) 3,20 D) 4,00 E) 2,5610. ¿Cuál es el % de rendimiento si durante la lixiviación de 16,28TM de ZnO se obtuvo 14. Establezca la correspondencia reacción – 30TM de ZnSO4? proceso metalúrgico PF( ZnO= 81,4; ZnSO4= 161,4) CaCO3(s) + SiO2 → CaSiO3(l) + CO2(g) A) 90,50 B) 86,45 C) 94,94 D) 92,94 E) 95,65 I.11. Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) con respecto a la metalurgia II. 2K[Au(CN)2](ac) + Zn(s) → 2Au(s) + del Zn I. La esfalerita es un mineral que contiene Pb, Zn y Fe II. En la tostación del mineral se produce K2[Zn(CN)4](ac) SO2(g) 5
  6. 6. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA III. Ánodo: Cu(s) → Cu+2 + 2e- 17. Para los siguientes minerales establecer la relación correcta nombre – fórmula: a. Calcopirita () PbS b. Blenda () Fe2O3 Cátodo: Cu+2 + 2e- → Cu(s) c. Hematita () CuFeS2 d. Galena () ZnS A) dcab B) abcd C) cdab D) dcba E) dabc IV. CuFeS2(g) + O2(g) → FeO(s) + CuS(s) + 18. Indique verdadero (V) o falso (F) las siguientes proposiciones: SO2(g) I. Uno de los productos de la tostación de la ( ) Tostación de la calcopirita calcopirita es SO2 ( ) Formación de escoria II. La refinación de cobre es por electrólisis ( ) Precipitación química III. El plomo contenido en la galena se extrae ( ) Refinación electroquímica por lixiviación. IV. El zinc del mineral esfalerita se refina por A) IV,I,III,I B) IV,I,II,III tostación. C) II, III,I,IV D) III,I,II,IV E) I,III,II,IV A) VFVF B) FFVV C) VVFF D) FVFV E) FFFF15. Marque la alternativa INCORRECTA con respecto a las aleaciones: 19. En los altos hornos la hematita se………… a hierro, debido al……….. que se produce por A) Son mezclas que contienen uno o más la oxidación del coque. metales. B) Su estado de agregación final es sólido. A) oxida – CO2 C) Algunas contienen elementos no B) reduce – CO metálicos C) volatiliza – calor D) Sus propiedades son iguales a la de los D) funde – calor elementos que la constituyen. E) oxida – CO E) Su composición depende de la naturaleza y proporción de los metales. 20. Uno de los métodos para obtener metales nobles como el oro y la plata consta de 316. Señale la relación correcta de las expresiones: etapas importantes: cianuración, precipitación con Zn (Merrill Crowe) y refinamiento I. La galena es un mineral que contiene Pb electrolítico. 2K[Au(CN)2](ac) + Zn(s) → 2Au(s) + II. La tostación de la galena genera PbO III. La refinación electrolítica del plomo, permite purificarlo. A) VVV B) VFF C) FVV D) FFV E) FVF K2[Zn(CN)4](ac) 6
  7. 7. Práctica Dirigida de ACADEMIA ALFA Si a partir de esta reducción se consumen 3,25TM de Zn en polvo y se precipita oro con A) adfg B) bcef C) bcdeg 90% de pureza. La cantidad de oro producida, D) acef E) aceg en TM, es: P.A ( Au= 197; Zn= 65) 24. En una concentradora se trabaja con 970 TM de mena que contiene 9,70% de esfalerita; A) 17,73 B) 17,79 C) 17,37 4,78% de galena y la diferencia es ganga, D) 15,73 E) 16,73 Determine el % de Zn y él % de Pb, presentes en dicha mena. P.A( Zn=65;21. Respecto a los recursos minerales y Pb=207)P.F( PbS=339; ZnS=97) energéticos, marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F): A) 6,5 y 4,1 B) 5,6 y 4,14 C) 6,5 y 4,14 D) 4,1 y 6,5 E) 6,0 y 4,0 I. Son de origen natural y son renovables II. Los minerales se clasifican como metálicos y no metálicos Profesor: Antonio Huamán N. III.Los no metálicos son usados como Lima, Septiembre del 2012 insumos de productos terminados. IV.La mena está constituida por el mineral valioso más la ganga. A) VVFV B) VFVF C) VFFV D) FVVV E) FFVV22. 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 7

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