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Mineria del cobre
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Mineria del cobre

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  • 1. Procesos químicos de la Minería del CobreProf. S. Casas-Cordero E.
  • 2. Índice:Mercado MundialGlosarioUsos del CobreProductores mundialesClasificaciónLey del mineralChancadoLixiviaciónElectro obtenciónPirometalurgiaNo metales
  • 3. Valor de los metales en el mercado Mundial
  • 4. Bolsa de Metales de Londres Precios Metales Diarios Mensuales 23/07/2007 24/07/2007 Mayo JunioCobre (¢US$/lb) 372.40 361.70 349.48 339.06Níquel (US$/lb) 15.66 14.45 23.68 18.92Zinc (¢US$/lb) 170.10 168.70 174.25 163.41Estaño (US$/lb) 7.04 6.94 6.42 6.40Plomo (¢US$/lb) 157.80 149.60 95.16 110.00Aluminio (¢US$/lb) 126.10 123.80 126.81 121.41Oro (London Initial) 683.50 682.75 668.61 655.85 - (US$/oz/tr)Plata (London Spot) - 13.34 13.34 13.15 13.15 (US$/oz/tr)
  • 5. Equivalencias: Una Libra = 1 Lb = 0,45359 Kg = 453,59 g Una Tonelada = 1 Ton = 1000 Kg 1000 Kg = 2.204,63 Lb
  • 6. (index)
  • 7. Glosario minero Ganga: fracción de silicatos o de otros minerales sin interés o que para un yacimiento no presentan valor, pero que para otros si lo tienen. Mena: es un mineral del que se puede extraer un elemento, generalmente un metal, por contenerlo en cantidad suficiente para ser aprovechado. Yacimiento: Genéricamente es una concentración significativa de materiales o elementos interesantes para algún tipo de ciencia. Veta: Un filón o veta es el relleno de minerales que ha colmado una fisura o fractura en la corteza terrestre por procesos lentos de cristalización acumulativa. Estéril: parte sin valor comercial que se obtiene luego de extraer mediante procesos mineros los componentes de interés. (index)
  • 8. Usos en la Electrónica
  • 9. Usos del Cobre
  • 10. Usos en clínicas y hospitales (index)
  • 11. Productores mundialesSe compara el año 2009 y 2010Producción de Millones de Toneladas de cobre finoChile lidera como proveedor principalChile posee las mayores reservas del metal
  • 12. País 2009 2010 ReservasUSA 1180 1120 35000Australia 854 900 80000Canadá 491 480 8000Chile 6390 5520 150000China 995 1150 30000Indonesia 996 840 30000Kazajstán 390 400 18000México 238 230 38000Perú 1275 1285 90000Polonia 439 430 26000Rusia 725 750 30000Zambia 697 770 20000Otros países 2190 2300 80000
  • 13. Productores mundiales (index)
  • 14. Composición de la corteza terrestre
  • 15. Los minerales de cobre se clasifican en:Mineral oxidado: Aquellos que contienenoxígeno en su fórmula.Mineral sulfurado: los que presentan azufre en su fórmula.
  • 16. Ejemplos de minerales de Cobre: Nombre Fórmula Calcantita CuSO45H2O Atacamita CuCl23Cu(OH)2 Cuprita Cu2O Tenorita CuO Calcosina Cu2S Covelina CuS Calcopirita Cu2S Fe2S3 (index)
  • 17. Ley del mineral:Se entiende como la composición porcentual del metalo componente de valor comercial que se encuentrapresente por cada 100 g de mineral o muestra. masa componente Ley = x 100 masa muestra
  • 18. Ejercicio: Al tratar 500 g de mineral de Cobre, mediante lixiviación y posterior cementación, se obtuvo 250 mL de solución cuya concentración es 0,35 M en Cu2+, ¿Cuál es la ley del mineral? moles masa (g)Cmolar = = volumen (L) MM x V (L)masa = Cmolar x MM x V (L)masa = 0,35 mol x 63,5 mol x 0,25 L = 5,556 g de Cu L g 5,556 g Ley = x 100 = 1,11% 500 g
  • 19. Ley del Mineral : Los principales yacimientos de la gran minería explotan leyes entre 0,6 y 1,5 %. Los Cátodos de Cobre presentan pureza superior al 99,98 %. El Concentrado de Cobre presenta una ley del 25 al 40 %. El Cobre Blister una ley del 97 al 99,5 %. El Cobre RAF una ley del 99,5 al 99,8 %. (index)
  • 20. Ubicacióngeográficade algunosyacimientos:
  • 21. Etapas en la obtención de cobre
  • 22. Cátodos y concentrado
  • 23. PROCESAMIENTO MECÁNICO DEL MINERAL: El mineral que se extrae por Tronadura en mina a Rajo Abierto o por Corte en mina Subterránea, se reduce de tamaño. La fragmentación y Molienda se realizan en plantas especiales conocidas como PLANTA DE CHANCADO Y MOLIENDA. (index)
  • 24. Sistema de Extracción a Rajo Abierto:
  • 25. Molino de Bolas (vista lateral):
  • 26. Molino de Bolas vista exterior vista interior
  • 27. Tratamiento de Minerales OXIDADOS: Etapa de LIXIVIACIÓN Etapa de EXTRACCIÓN CON SOLVENTE Etapa de ELECTRO - OBTENCIÓN
  • 28. Preparando Lixiviación en Cancha
  • 29. Lixiviación en Pilas:Pila mecanizada de Lixiviación
  • 30. Ejemplos de Reacciones de lixiviación: (index) Cu2O + H2SO4 Cu + Cu2+ + SO42- + H2O CuO + H2SO4  Cu2+ + SO42- + H2O
  • 31. Ejercicio:¿Qué volumen en mililitro, de ácido sulfúrico 5,6 M serequiere como mínimo, para lixiviar todo el Cobre presenteen 500 g de mineral cuya ley es 1,2 %, suponiendo quesólo contiene atacamita, CuCl2 3 Cu(OH)2 e impurezasinertes? CuCl2 3 Cu(OH)2 + 4 H2SO4  4 Cu2+ + 4 SO42- + 6 H2O + 2 HCl 1,2 g de Cu x X = 6 g de Cu = 100 g mineral 500 g63,5 g de Cu 6 g = X = 0.0945 mol de Cu 1 mol x1 mol atacamita x = X = 0.0236 mol atacamita 4 mol de Cu 0,0945 mol de Cu
  • 32. CuCl2 3 Cu(OH)2 + 4 H2SO4  4 Cu2+ + 4 SO42- + 6 H2O + 2 HCl 1 mol atacamita 0.0236 mol atacamita = 4 mol de H2SO4 x X = 0.0944 mol H2SO45,6 mol 0,0944 mol = 1L x X = 0.01686 L solución de H2SO4 X = 16,9 mL solución de H2SO4
  • 33. Reacción de electro obtención (EW)La Electro obtención está basada en una reacciónredox no espontánea. Requiere un flujo deelectrones externos (corriente eléctrica) para forzarla reducción del catión Cúprico.La cantidad de corriente que se suministra esproporcional a la masa de Cobre reducido que seobtenga.Ocurre simultáneamente una reacción en el Cátodo(polo positivo) y en el Ánodo (polo negativo)
  • 34. Reacción en el Cátodo:Cu2+ (ac) + 2e-  Cu (s)Reacción en el Ánodo:H2O  ½ O2 (g) + 2 H1+ (ac) + 2e-Reacción Global:Cu2+(ac) + H2O  Cu(s) + ½ O2(g) + 2 H1+ (ac)
  • 35. Leyes de Faraday Primera ley: la masa de cualquier sustancia, depositada o disuelta en el electrodo, es proporcional a la cantidad de electricidad (culombios) que pasa a través del electrolito.Segunda ley: las masas de diferentes sustanciasdepositadas o disueltas en un electrodo por un mismonúmero de culombios son proporcionales a sus pesosequivalentes.Para descomponer un equivalente gramo de cualquierelectrolito o para liberar un equivalente gramo decualquier anión o catión se requiere la cantidad de 96500culombios, esta cantidad de electricidad se denominafaradio (Constante de Faraday, F).
  • 36. Ecuación de Faraday I x t x Masa Molar m= Nº electrones x FDonde:m = masa de sustancia depositada en el electrodoI = intensidad de corriente en Amperest = tiempo de circulación de corriente en segundos.MM = Masa Molar de la especie depositada.Nº e = Número de electrones transferidosF = Constante de Faraday (96500 C/mol)
  • 37. Peso Equivalente En reacciones REDOX, corresponde al Peso atómico o molecular dividido por el número de electrones intercambiados por la especie. peso atómico o peso molecularPeso Equivalente = número de electrones transferidos
  • 38. Tratamiento de minerales SULFURADOS Flotación: Con reactivos de “flotación”, se obtiene selectivamente una pulpa rica en Cobre y Molibdeno. Al secar la pulpa se obtiene “concentrado de Cobre”, que tiene una Ley de 25 a 40 % en Cobre.
  • 39. Celdas de Flotación
  • 40. Pulpa rica en Cobre y Molibdeno
  • 41. Refinación de minerales Sulfurados: Purificación pirometalúrgica: En hornos de fundición se obtiene con ayuda de fundentes y escorificantes, moldes de “Cobre Blister”. La Refinación del Cobre Blister en Hornos RAF permite obtener ánodos que finalmente se purifican en planta EW formando Cátodos de Cobre.
  • 42. Moldeo de Anodos RAF
  • 43. Almacenamiento de Cobre Blister
  • 44. Ejemplos de reacciones pirometalúrgicas: 2 Cu2S (s) + 3 O2 (g)  2 Cu2O (s) + 2 SO2 (g) CuS (s) + 2 Cu2O (s)  5 Cu (s) + SO2 (g) 2 FeS (s) + 3 O2 (g)  2 FeO (s) + 2 SO2 (g) FeO (s) + SiO2 (s)  FeSiO3 (s) (index)
  • 45. Minería No metálica en Chile