Minerales no metálicos de aplicación industrial y agrícola
Dra. Liliana N. Castro Geología Minera. Departamento Ciencias Geológicas Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires Ciudad Universit Universitaria aria . Pab 2. 1° Piso. 1428. Buenos Aires ARGENTINA
[email protected]
Los recursos minerales en el sentido amplio se dividen: a) energéticos b) metálicos c) no metálicos
Recursos Mineros
d) rocas de aplicación e) aguas
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DEFINICIONES Recurso que es la cantidad total de mineral existente en la zona, incluyendo el que no podrá ser explotado explotado por su baja concentración o ley .
Reservas : cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un gran número de factores: ley media, ley de corte, y de las condiciones técnicas, medioambientales y de mercado existentes en el momento de llevar a cabo la explotación. LNC
MENA:
mineral de mena
Sustancia mineral que se puede extraer, con beneficio benefi cio econó económico. mico.
ganga
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DEFINICIONES Recurso que es la cantidad total de mineral existente en la zona, incluyendo el que no podrá ser explotado explotado por su baja concentración o ley .
Reservas : cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un gran número de factores: ley media, ley de corte, y de las condiciones técnicas, medioambientales y de mercado existentes en el momento de llevar a cabo la explotación. LNC
MENA:
mineral de mena
Sustancia mineral que se puede extraer, con beneficio benefi cio econó económico. mico.
ganga
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¿Ganga o minerales mena?
YACIMIENTO Concentración natural de un determinado mineral o grupo de minerales que puede ser explotada para su uso por el hombre.
Pueden tener ori origen gen ígneo, ígneo, metamórfico metamórfico o sedimentario Existen asociaciones más o menos típica de determinado deter minados s minera minerales les con diferentes ambientes ambientes geológicos geoló gicos,, lo que facilita facilita la búsqueda búsqueda. LNC
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ETAPAS DE UN PROYECTO MINERO PROSPECCIÓN EXPLORACIÓN EXPLOTACIÓN CONCENTRACIÓN REMEDIACIÓN COMERCIALIZACIÓN
CICLO MINERAL- MATERIAL Transformaciones que experimenta un sistema físico, no necesariamente periódicas, por factores tanto internos como externos, que empiezan y deberían concluir en un mismo estado.
Actividad minera Transformación Uso de materiales
Un mismo ciclo
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A medida que la población aumenta la demanda de recursos se amplía Progresión del crecimiento de población ent re 1950 y 2050 (x 1000) 2060 2040 2020 2000 1980 1960 1940 1920 1900 2 519 470
2 757 399
3 023 812
3 337 974
3 696 588
4 073 740
4 442 295
4 843 947
5 279 519
5 692 353
6 085 572
6 464 750
6 842 923
7 219 431
7 577 889
7 905 239
8 199 104
8 463 265
8 701 319
8 907 417
9 075 903
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Recursos Mineros Yacimientos metálicos
Yacimientos no metálicos
Rocas de aplicación .
Yacimientos metálicos
El valor económico depende del contenido de elementos metálicos. Se encuentran en baja proporción como elementos nativos o minerales, es por ello hay que concentrarlos y en muchos casos refinarlos
LNC
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Yacimientos metálicos Yacimiento ► el metal debe estar concentrado muy por encima de su abundancia media en la corteza terrestre El grado de enriquecimiento varía para cada elemento dependiendo del valor de cada metal Elemento
Contenido promedio en la corteza
Ley promedio mínima explotable
Factor de enriquecimiento
Al
8%
30,0%
3,75
Fe
5%
25,0%
5
Cu
50 ppm
0,4%
80
Ni
70 ppm
0,5%
71
Zn
70 ppm
4,0%
571
Mn
900 ppm
35,0 %
389
Sn
2 ppm
0,5%
2500
Cr
100 ppm
30,0%
3000
Au
4 ppb
1 g/t
250
Pb
10 ppm
4,0%
4000
Yacimientos no met álicos Sustancias minerales que se usan en procesos industriales, directamente o mediante una preparación adecuada. En general los minerales industriales persisten con las mismas propiedades desde la cantera hasta su aplicación final.
LNC
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Talco
Cuarzo
Yacimientos no metálicos Sustancias minerales que se usan en procesos industriales, directamente o mediante una preparación adecuada.
Feldespato
Mica
Fluorita
Calcita Arcillas varias
Azufre
Halita
Yeso
Baritina
Boro
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Minerales Industriales
Son todos los no metálicos, no energéticos extraidos y procesados para usos industriales, sumados a aquellas menas metálicas utilizadas en aplicaciones no metalíferas.
Problemática clasificación en algunos casos. .
Los minerales industriales se definen como toda roca, mineral, u otra sustancia natural, que tenga valor económico, excluyendo las menas metálicas, el petróleo y las gemas.
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Materias primas Minerales o Rocas ► Ej: cuarzo, talco, bentonita, diatomitas. Minerales como fuente de elementos no metálicos ►Ej: pirita (S), Boratos (para ácido bórico o bórax). Minerales no metálicos que sirven de fuentes de metales o sus compuestos se emplean en procesos metalúrgicos ►(Ej: berilo como fuente de BeO) Rocas de aplicación ►(Ej: granito, materiales de construcción). LNC
Ejemplos metálicos de uso industrial Bauxita (Al )que se usa como refractario.
Pirolusita (Mn) y hematita (Fe) como pigmentos
Rutilo (Ti) como pigmento blanco, cosméticos
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Excepciones Productos manufacturados: Ej cemento y cal Mezcla de productos naturales y artificiales Ej: abrasivos y refractarios
Diamante y corindón de tipo industrial para abrasivos y no como gemas
Rocas de aplicación Son las rocas empleadas para la construcción de edificios, puentes y caminos. Usadas como piedra rústica o pulidos y en diferentes formas (bloques, lajas, etc). Los materiales pueden ser de origen igneo, metamórfico o sedimentario. Dolomita
Porfiros
Laja
Granito
Mármol
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Minerales para distintas industrias ABORDAJE A PARTIR
Características del mercado Clasificación genética Ej: (Evaporitas, placeres, pegmatitas)
Mineral Ej. Yeso ► Construcción, Manufacturas (paneles, placas, molduras), Ortodoncia, Medicina, Agricultura
Industria ( Ej: Abrasivos, fertilizantes, filtrantes)
LNC
1) Mercado, consumo, precios Técnicas para la investigación de las características y dimensiones del mercado de artículos de uso y de consumo directo se basan en:
Análisis estadísticos
Extrapolación de tendencias históricas
Muestreos parciales
Consideraciones sobre costumbres
Probabilidades de modificaciones naturales o provocadas
Ecuación población, hábitos y capacidad adquisitiva.
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Mercado de los minerales Artículos de consumo Ej: fertilizantes, correctores de suelo, sal, gemas y piedras semipreciosas, cerámicos para pisos, etc.
Materias primas o insumos intermedios para procesos industriales o construcción.
Arcilla
Feldespatos
Boratos
PRODUCTO FINAL
El estudio de mercado debe cubrir los siguientes aspectos: Descripción del mineral o roca cuyo mercado se investiga Recopilación y análisis de la información empleada con sus citas.
Destino del mineral (consumo o materia prima para otras industrias o participar de ambas condiciones)
Representividad de las informaciones recogidas. Es muy importante señalar la proporción de las cifras obtenidas y las inferidas
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Ej:
Agregados pétreos:
Demanda relacionada con la construcción de caminos, obras públicas y viviendas. Información básica a partir planes elaborados por entes oficiales, o permisos privados de construcción.
Ej: Fertilizantes y
correctores de suelo: Esta vinculado a áreas de cultivos Se deben conocer •valores históricos de consumo •tendencias futuras •modificaciones de extensión de áreas •relación del precio de fertilizante y correctores frente al producto (cultivo)
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Ej: Fertilizantes •Avance de la agricultura en • la región del Cono sur
Balances de nutrientes negativos
Demanda creciente y sostenida en el mediano plazo
.
El área sembrada con soja se incrementó entre los años 2001 y 2007 en todo el MERCOSUR.
Argentina
32%
Brasil
40%
Uruguay
558%
Paraguay
25%
Usos y especificaciones técnicas Cada mineral tiene variados usos y para cada uno de ellos deben responder a determinadas condiciones fisico-químicas, es decir especificaciones técnicas. La calidad y las especificaciones técnicas requeridas dependen del uso final al cual se aplique. Ej:
Usos de los boratos:
Industria de esmaltes y ….cerámicas
Vidrio y fibra de vidrio Detergentes y …..blanqueadores
El precio se basa en el contenido de B2O3. La colemanita calcinada concentrada contiene 42% B2O3 con As (elemento penalizado) entre los rangos 30 - 2.000 ppm)
Fertilizantes Fibras textiles
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Estructura de la demanda Ej: Carbonato de calcio Distintas proporciones que componen las industrias que utilizan el elemento o materia prima.
Estructura de la demanda 1% 49% 49% 1%
Cemento
Cal
Otros en construcción
Otros usos
Estructura de la demanda de otros usos 0,01%
0,20%
17,39%
1,43% 4,46% 3,50%
7,91%
65,10%
Cerámica
Pinturas
Papel
A gr ic ul tu ra
A li m en ta ci ón A ni m al
Pe s ti ci da s
Lubri cante s
Otros
Sustitutos Muchas veces un mineral puede ser reemplazado como materia prima en alguna de las industrias que lo utilizan por otros materiales ya sean de origen mineral u otro. Esta sustitución puede estar vinculada la falta del mineral la reducción de costos. En algunos casos esta sustitución puede traer aparejada la disminución en el rendimiento
Ej Yeso de construcción : cemento, madera, cal, mampostería, acero. No hay prácticamente ningún sustituto para el yeso en el cemento portland.
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Mercado Interno a) Producción b) Exportación c) Importación d) Consumo aparente ( producción + importación- exportación). e) Distribución del consumo por industrias (estructura de la demanda) . f) Ubicación de los centros de consumo g) Proyecciones del consumo 1) Extrapolación de tendencias 2) Planes de instalación, ampliación o reducción de las industrias usuarias.
h) Sustitutos
.
Mercado interno continuación....
h) Oferta 1) Yacimientos en producción con reservas conocidas. Planes de expansión, ubicación geográfica con relación a los centros de consumo. 2) Condiciones favorables o desfavorables de un nuevo yacimiento en estudio con relación a los identificados 3) Respuesta a las especificaciones técnicas. i)
Transporte medios y tarifas.
j)
Envases
k)
Grado de abastecimiento actual y futuro
l)
Conclusiones sobre mercado interno
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Mercado externo a) Producción mundial de un mineral determinado b) Países productores c) Principales exportadores: Destino principal de las exportaciones
d) Países importadores: Origen de las principales importaciones
e) Consumo aparente. Situación del abastecimiento en los principales países usuarios.
Mercado externo continuación....
f) Balance de la situación oferta y demanda.
Pronóstico de la demanda #Extrapolación de la tendencia #Planes de nuevas instalaciones o ampliaciones en marcha y proyectadas
Pronóstico de la oferta #Etapas de nuevos proyectos mineros #Planes de expansión de la producción #Reservas conocidas en países productores
g) Sustitutos h) Conclusiones
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Fletes, impuestos y otros costos En algunos casos puede ser necesario determinar el precio final de un mineral importado, con el objeto de estimar el que puede obtenerse para un producto nacional con el que se pretende sustituir.
Parámetros para el cálculo de los precios de los productos importados Tasa de cambio Tipo vendedor
Precio FOB (Free on board) Precio que tiene la mercadería puesta a bordo del barco, con todos los gastos, derechos, impuestos y riesgos a cargo del vendedor hasta que la mercadería haya pasado la borda del barco, con flete excluido. Exige que el vendedor despache la mercadería de exportación. (Solo para vías acuáticas).
Precio FAS (Free alongside ship) Precio de la mercadería al costado del barco con todos los gastos, derechos, impuestos y riesgos a cargo del vendedor. El comprador debe despachar la mercadería en aduana (permiso de exportación, gastos de agente de embarque, gastos de puerto, guinche, derechos, impuestos, riesgos, y otros hasta que la mercadería pasa a bordo del buque.
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Flete marítimo Precio por container Con dimensiones mayores y carga suelta puede aumentar geométricamente el precio.
Seguro marítimo En la actualidad se estima el 1 % de costo y flete. CIF (El precio comprende Costo de la mercadería puesta en Puerto de Destino + con flete pagado y seguro cubierto)
Otros gastos portuarios aduaneros, descarga, eslingaje, almacenaje y movimiento) Derechos de importación # y estadística)
Transporte terrestre contenedor
b) A partir de la clasificación de yacimientos TIPO DE YACIMIENTOS
DEPÓSITO Y MINERALIZACIÓN ASOCIADA
Magmáticos relacionados a rocas Cromita, talco, vermiculitas, serpentinitas. ígneas básicas-ultrabásicas Kimberlitas: Diamantes Relacionados a intrusivos intermedios y ácidos
Pegmatitas: cuarzo, feldespato, micas, tierras raras, berilo. Vetas hidrotermales: fluorita, baritina. Skarn: carbonatos, granate, sillimanita, andalucita
Relacionados a vulcanismo subaéreo
Depósitos epitermales fluorita
Relacionados a vulcanismo submarino
Sulfuros masivos: baritina
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Clasificación de yacimientos
TIPO DE YACIMIENTOS
DEPÓSITO Y MINERALIZACIÓN ASOCIADA
Depósitos sedimentarios químicos
Marinas: Calizas y Fosforitas. Evaporitas: cloruros, sulfatos, boratos, min de Li. Azufre biogénico
Placeres
Diamantes, granate , corindón, circón, rutilo.
Depósitos residuales
Bauxitas
Depósitos metamórficos y metamorfizados
Mármoles, Asbestos, Grafito
Ej: Evaporitas Rocas sedimentarias formadas por evaporación de las aguas ricas en sales.
Evaporitas marinas Su composición es casi constante.
Cl18.98 %o Na+ 10.56 %o SO4= 2.65 %o 2+ Mg 1,27 %o Ca+2 0.40%o K + 0,38%o HCO3 0.14%o Otros Los elementos están entre 65 ppm y 1 ppm incluye Br-, Sr+2, B, F
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Evaporitas lacustres
Composición más diversa, incluyen además trona (sulfato ácido de Na dihidratado), mirabilita sulfato de Na (decahidratado) glauberita (sulfato de Na y Ca) boráx (borato de Na.8H2O) epsomita (sulfato de Mg 7H2O) thenardita (sulfato de Na). También contiene
anhidrita, yeso y halita.
Concentran elementos de origen volcánico y agua de lluvia Cuencas pandas, clima árido con sistemática Alta evaporación Fallas de bloques extensional Bajos topográficos en zonas desérticas
SECUENCIA NORMAL Calcita (CO3Ca) • •
Yeso (SO4.2H20)
• Halita (ClNa) • Glauberita (SO4 Ca.Na2SO4) • Polihalita 2 SO4 Ca. K 2SO4.MgSO4.2H2O • Soluciones Sólidas de Cloruros y bromuros • Epsonita (MgSO4.7H2O), Silvita (KCl), Kainita( KCl. MgSO4.3H2O) • Carnalita (KCl.MgCl2.6H2O) • Precipitación de Boro y Boratos de Magnesio
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c ) A partir del mineral Un mineral puedo servir para distintas industrias Pero debe respetar las especificaciones técnicas Ej: bentonita
Lodos de perforación, Pesticidas Acondicionadores de suelo Alimentos balanceados Industria farmaceútica. Remediación minera Peletización de menas de hierro, Refinación, filtrado, clarificación y decoloración (aceites) Neutralizador de residuos de mascotas
d) A partir de la industria
Las diferentes industrias uno más minerales para su utilización, respondiendo a sus características fisico o fisico/ quimicas
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Abrasivos
Ej: Abrasivos Sustancias naturales o artificiales, que se usan para rebajar, pulir, limpiar afilar y pulir objetos por fricción o desgaste de su superficie.
Dureza relativa Escala de Kno op
Diamante Nitruro c úbico de B: Carburo de boro Carburo de silicio Granate Topacio Cuarzo Ortosa Apatita
1
Fluorita Calcita
0
5000
10000
Yeso Talco
Son muy duras que se aplican divididas en trozos muy pequeños. Diversas formas y tamaños, desde simples lijas, hasta discos que van desde mm hasta 50 cm de diámetro, piedras abrasivas de distintos espesores.
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Minerales Abrasivos cuarzo
granate
arcillas diamante
Corindón
Feldespato
diatomita
Abrasivos sintéticos
Son muy importantes por su uso industrial debido •A su mayor uniformidad • Posibilidad de controlar y variar artificialmente sus propiedades
Carburo de Silicio Alúmina Zirconia Corindón sintético Esmeril sintético (Al 3O2 + Fe2O3) Nitruro de Boro
•Han desplazado mayormente a los abrasivos naturales •Mayor costo inicial pero mayor efectividad y rendimiento.
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Cerámicos y vidrios
Cerámicos Cuatro materias primas principales arcilla, caolín, cuarzo, y feldespato.
A través de los años las materias son las mismas, lo que cambia es su tratamiento. El mercado exige usar materias primas con un tenor de impurezas mínima y una distribución de partículas óptimas
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TIPOS DE ARCILLAS
Arcillas duras No tienen plasticidad. No son afectadas por el agua; constituyen el esqueleto.
Arcillas semiduras Ocupan los intersticios Arcillas plásticas Sirven para moldear las distintas piezas Cuando
El conjunto es sometido a calcinación y excede los límites de la resistencia de cada uno de los componentes se llega a estado vítreo.
Tipos de cerámicas: Cerámicas refractarias: alta resistencia a la temperatura, para revestimientos de hornos.
Cerámica blanca: azulejos, cerámicos domésticos, loza, porcelana, sanitarios
Cerámica eléctrica: Incluye aisladores de alta y baja tensión.
Cerámicas rojas: Incluye los ladrillos, revestimientos rojos, ladrillos huecos, tejas, no incluye en ladrillo común.
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Loza ► Arcillas con algo de sílice y se liga con arcillas plásticas.
Porcelana ► Se calcina a mayor T, se logra así una vitrificación total, sin llegar al estado líquido. La porcelana es translúcida, en cambio la loza no. El vidrio llega a licuarse.
Vidrio Mezcla de componentes que llegan a la fusión completa, además de usar arcillas, cuarzo (se puede se reemplazar por arenas) se debe agregar fundentes como boratos o fluorita.
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Pigmentos
Óxidos de Hierro: Usados como pigmentos •No tóxicos •Relativamente inertes • Resistentes a la meteorización. •Opacos y su color depende del mineral de hierro que predomine: amarillo (goethita y ocres) rojo (hematita) castaño o negro (magnetita).
Pueden ser naturales o sintéticos (Ej. siderita calcinada)
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Dióxido de titanio o titania Pigmento blanco
Ilmenita, FeTiO3 Rutilo, TiO2 Leucoxeno TiO2 Producto de alteración de minerales de titanio, de color blanco, opaco, de grano fino
Escorias de Ti. El 90 % del mercado del TiO2 se usa como materia prima para la producción de pigmento blanco de TiO2.
Minerales Filtrantes
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Minerales filtrantes Se usan para la remoción de partículas sólidas de un medio líquido. ►Sustancias naturales:
Arena Diatomita ►Sustancias preparadas
Perlitas
Natural Natural molida
Expandida
Propiedades necesarias para los filtrantes Formar una masa muy porosa Correcta distribución de tamaño de partículas Baja retención (no ser absorbentes) Buen rendimiento •la calidad del líquido filtrado • el caudal o flujo de filtración • la duración del ciclo de filtración.
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DIATOMITAS Tierra de diatomeas y “kieselguhr” (“harina fósil”) son sinónimos de diatomita. Los nombres: trípoli, tripolita y tierra de infusorios se usaron alguna vez, pero son ahora obsoletos .
Son rocas sedimentarias silíceas de origen lacustre O marino, consistentes en restos esqueletales fosilizados de diatomeas (plantas unicelulares acuáticas).
Mejores < PE Contenido de SiO2
En gral Cenozoicas
USOS
Como filtros y clarificadores de líquidos Como carga, aislante, absorbente, aditivo en cementos Como fuente Como lubricantes en pintura, papel o plástico. Como abrasivos Como aislantes en refractarios y hornos Como pesticidas Como absorbentes industriales
Aproximadamente el 50% del uso mundial de las diatomitas es como filtrante en la industria del vino, de la cerveza y de los aceites comestibles.
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Producción mundial de diatomitas
Estados Unidos
China
Dinamarca
Japón
Francia
Méjico
Alemania
España
Islandia
Rep.Checa
Corea
Peru
Chile
Costa Rica
Italia
Peru: 33 mil toneladas (2008,USGS)
Diatomitas
Tarucani Reservas50 MT
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Industria petrolera
LNC
Minerales industriales usados para perforación de pozos
Aditivos
Forma
Especificaciones
Usos
Baritina
Finamente molida µm 230
PE 4,2 mínimo
Para controlar la PE en agua y lodos de base en petróleo
Bentonita
Molido µm 200
Viscosidad plástica: Para formar el revoque 10g de bentonita en de la pared del pozo. 350cc de agua.
LNC
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Bentonita
-
Bentonita es un término aplicado a cualquier arcilla plástica, coloidal y expansible. Consisten un 95-99,5 % de arcillas (alumino silicatos de Mg) + componentes no argiláceos (Plag, Q, fragmentos líticos volcánicos y pumíceos, yeso y zeolitas).
LNC
La producción de bentonita en el Perú es de 18 471 toneladas al año, Bentonitas sódicas
capaz de absorber grandes cantidades de agua
Bentonitas calcicas y magnésicas
(tierra de Fuller) capaces de decolorar los aceites.
LNC
35
Producción mundial de bentonita
EEUU
Grecia
Turquia
Commomwealth
Italia
Méjico
Alemania
Peru
Peru ocupó el cuarto lugar en América Latina
Industria Química
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Industria quimica Es fundamentalmente una industria de base que provee materias primas e insumos a otras industrias. Características comerciales:
La ley y el grado de impurezas son dos factores importantes que afectan el uso de los elementos en los procesos químicos.
Deben tener mayor especificaciones si se usa química que físicamente.
Industria quimica
Los minerales industriales abastecen diferentes industrias: Petroquímica Fertilizantes Pinturas Farmacéutica Cauchos Cosméticos Plásticos Papel Pesticidas otras.
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AGROINDUSTRIA
Los suelos son esenciales para la producción de alimentos Los cultivos y los animales de pastoreo requieren suelos fértiles para una producción de alimento sustentable
La fertilidad de los suelos depende de un número de factores que interactúan
clima (temperatura y precipitaciones)
▒
sustrato original
~
morfología actividad biológica tiempo de formación
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Producción de cultivos intensivos Inadecuada reposición de nutrientes ►
posible balance negativo de nutrientes
Exportación de nutrientes Descenso de la producción de alimentos en muchas partes del mundo en desarrollo
Para superar los suelos naturalmente infértiles o por agotamiento o pérdida de nutrientes por causas antropogénicas
Fertilizantes
Fertilizantes Toda sustancia o mezcla de sustancias que se incorporan al suelo o al cultivo para estimular su crecimiento, aumentar su productividad y mejorar su calidad. Se dividen
a) Abonos sustancias que se aplican al suelo o cultivos con el fin de enriquecerlos en elementos químicos activos. Se clasifican en minerales y orgánicos.
b) Enmiendas sustancias que mejoran las propiedades físicas o fisicofisi co- quími químicas cas del suelo. suelo.
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ABONOS ORGÁNICOS
M I N E R A L L E S
•Primarios
fósforo, potasio y
nitrógeno •Secundarios
calcio, magnesio y
azufre) y •Micronutrientes
boro, hierro, manganeso, cobre, zinc, molibdeno
Nutrientes primarios P, K y N son los nutrientes críticos en el crecimiento de las plantas. P es el más crítico en términos de disponibilidad. N está presen presente te en la atmósf atmósfera era como como N2, de la cual es extraído naturalmente por algunas plantas. K es extraído en amplia escala de las evaporitas, y puede recuperarse del agua de mar, si es necesario.
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Fósforo El P sólo se puede extraer extra er via de la explo explotación tación de depósitos fosfáticos. El 80 % de de lo explota explotado do proviene de fosforitas En fosforitas > 18% de P2O5 y puede en ocasiones llegar al 40%. La francolita (CFA) con < 1% de F y apreciables cantidades de CO2, es esencialmente el mineral fosfático que aparece en fosforitas no alteradas por metamorfismo o meteorización. Es estructural y químicamente compleja.
Abundancia de fosfatos y períodos fosfogénicos
Cook et al, 1979
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Composición química de rocas fosfáticas de distintos yacimientos / depósitos del mundo J arvis et al. (1994) y otros autores Florida (1) 11,2
Marruecos (1) 2,09
Al2O3 Fe2O3 MgO CaO P2O5 CO2
1,8 0,79 0,33 43,6 30,2 n.d.
0,55 0,23 0,403 51,76 32,98 5,1
F
3,2
4,04
SiO2
Brasil (1)
Perú (1)
Venezuela (1)
Brasil (2)
33.7 8.7
3.2
36 0.3
0.6 0.1
0.11 38.3 25-30
6.1 5.5 44.3 5.3
3.3 0.50 46.5 30.2 4.4 2.9
24.4 20,2
2
(1) Fosforitas (2)Carbonatita
Producción mundial 2008 6% 2% 4%
2%
1%
1%
2%
31%
3%
5% 7% 19%
17%
China
Es tados Unidos
Marruec os y Sahara Oc cidental
Rus ia
Tunez
Jordania
Brasil
Siria
Egipto
Israel
Sudáfrica
Australia
Togo
Senegal
Canada
Otros
30 países están produciendo roca fosfática para abastecer tanto mercados locales como internacionales. 3 primeros 70% del total.
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Peru- Bayóvar Fue descubierto en 1956 Reservas 816 MT Eq. 262 MT de concentrados de roca fosfática al 30 % de P2O5
Reservas potenciales se estiman en 10 000 MT Depósitos sedimentario (upwelling) afloran sobre un área de 260 km de longitud y 80 km de ancho, paralelo a la costa.
Edad Miocena
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Peru- Bayóvar Composición:
lutitas, diatomitas, fosforitas interestratificadas en areniscas, arcillas, bentonitas, arenas silícicas y calizas fosfáticas, cubiertas parcialmente por , coquinas y arenas eólicas. (INGEMET, 1982).
Fosfatos Como pellets de carbonatoflúorapatita (francolita) junto con fragmentos de diatomitas, vidrio volcánico y sales solubles de Na, K y Mg, yeso, micas y materia orgánica.
Bayóvar Alta recuperación metalúrgica (30.5% P2 O5) Roca fosfórica con características de alta reactividad: alta solubilidad en terrenos ácidos Alta calidad y competitividad para la producción de ácido fosfórico, fosfato diamónico y todo tipo de fertilizantes fosfatados. Proximidad de yacimientos de Salmueras con KCl Con la disponibilidad del Gas para producir el amoniaco requerido por la Planta de Fertilizantes de Bayóvar. Existen proyectos de nuevas fundiciones y de ampliación de las existentes, que podrán producir el ácido sulfúrico necesario para la planta de fertilizantes.
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Bayóvar
Inmejorables condiciones de la bahía de Sechura para la construcción de un puerto adyacente con un calado de 50 pies para las operaciones de los fosfatos.
Guano
Extensos depósitos cubren sectores bajos y las cárcavas, alcanzando un espesor de 20 m en el área costera.
Guano rojo o fósil
►
más valioso 8-20% P2O5 y menos el de 2% N y K2O. Reservas totales 1 MT con 18% P 2O5 y 500.000 T con 15% de P 2O5 (Notholt, 1999)
45
Zona Económica Exclusiva (ZEE) Recursos minerales potenciales económicamente
Génesis (upwelling).
Situación de Peru
Los suelos exhiben diferentes grados de fertilidad resultante de las diferencias en la variación de los factores de formación. en la sierra estas deficiencias alcanzan un 80%, en la selva hasta el 90%. Respecto a los fertilizantes fosfatados, apenas cubre un 35% de las necesidades edáficas, concentrándose estas en fertilizantes fosfatados solubles.
46
Potasio La silvita (con un 63 % K2O) es la fuente dominante de K.
Genéticamente está vinculada a depósitos evaporíticos
Minerales de potasio presentes en evaporitas Mineral
Silvita Carnalita Silvinita Kainita Arcanita Glaserita Langbeinit a Leonita Polyhalita
Fórmula
Tenores equivalentes (%) K
KCl
K2O
K2 SO4
KCl
52,44
100,00
63,17
---
KCl.MgCl2.H2O
14,07
26,83
16,95
---
KCl + NaCl
---
---
10–35
---
4 KCl.4MgSO4.H2O
15,71
29,94
19,26
---
K2 SO4
44,88
---
54,06
100,00
3 K2SO4 Na2 SO4
35,29
---
42,51
78,63
K2SO4.2Mg SO4
18,84
---
22,69
41,99
21,33
---
25,69
47,52
12,97
---
15,62
28,90
K2SO4. 2MgSO4.4H2O K2SO4.MgSO4.2CaS O4.2H2O
47
Situación en Perú Se importa: KCl (70%), K 2SO4 (25%), y otras fuentes potásicas (nitrato de potasio). Procedencia: Chile y Estados Unidos. RECURSOS En la provincia de Sechura del departamento de Piura, un importante depósito de salmueras con alto contenido de potasio, magnesio y con cantidades recuperables de bromo. en las llamadas "Sechura Western Depression” y “Eastern Sechura Depression-N. E”. Próximos al puerto de Bayóvar.
Producción 2007 por paises
0
Canadá
2
4
Rusia
6
8
Belarus
10
12
Mt
Alemania
Israel
Estados Unidos
Jordania
China
Chile
España
Brasil
Reino Unido
Ucrania
Otros
Debido a que la producción global supera en exceso la demanda, en ocasiones, como por ejemplo en los yacimientos de Saskatchewan (Canadá) se trabaja a un 45% o menos de su capacidad. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/potash/
48
Situación del Potasio En general la fertilización con potasio es muchas veces desatendida por el impacto indirecto del K en los rendimientos, y por el hecho que los cultivos pueden producirse dentro de un amplio rango de disponibilidad de K en el suelo a diferencia de los otros dos nutrientes N y P En los últimos 40 años el consumo ha crecido 2,5 veces traccionado por la mayor y creciente producción mundial de alimentos. Entre 1960 y 2000, el uso mundial de fertilizantes potásicos aumentó desde 9 a 22 Mt de K2O, a pesar de la significativa caída del consumo en los países de la ex URSS y Europa Central desde 1990.
En Latinoamérica: Brasil ►gran consumidor y productor de fertilizantes potásicos. ►3º importador, con el 12 % de las importaciones, después de EEUU (23%) y China con el 15 %. ► Su producción satisface alrededor del 10 % de sus necesidades. Chile
productor KCl ► 1ºproductor y exportador de K2NO3 partir del NO3Na natural (Caliche). ►
a
49
Nitrógeno Si bien la mayor cantidad de nitrógeno en la naturaleza se encuentra en la atmósfera terrestre constituyendo el 78% del aire, pocos organismos son capaces de absorberlo directamente de este medio y utilizarlo en sus procesos. Algunas cultivos como la soja lo incorporan directo desde al atmósfera o del suelo por un proceso que se llama “fijación"
Nitratos Salitre hace referencia a las sales de ácido nítrico sólidas, solubles en agua, fácilmente cristalizables que poseen propiedades fertilizantes.
Caliche es el nombre local del mineral de donde se extrae el salitre.
Figura 1. Mapa con la distribución de los yacimientos de caliche en el norte de Chile
50
Urea = Dióxido de carbono + Amoníaco = NH 3 (CO2). Los dos se reaccionan juntos en la alta presión en las temperaturas entre 132° y 182° C
urea fundida (concentrado al 80 %). solución fundida con > concentración se granula para urea seca Urea grado alimentación es el resultado de la urea transformada en pills
Nitrógeno Producción 2007 de amoníaco a partir de nitrógeno
0
5
China
10
15
20
25
30
35
Rusia
India
Indonesia
Ucrania
Canadá
Arabia Saudita
Egipto
Alemania
Paquistán
Pol onia
Qatar
Paise s Bajos
Otros paí se s
Trinidad y Tobago
40
Mt
Estados Unidos
51
Secundarios ( azufre-calcio- magnesio) Azufre Aparece principalmente como sulfuro, sulfosal, sulfatos o bien nativo Como S° Se encuentra asociado a zonas volcánicas y como azufre biogénico. Es único entre los minerales industriales, pues su derivados ácidos pueden explotarse o recuperarse a partir de una amplia variedad de yacimientos
Como azufre nativo separado en plantas química y refinerías a partir de combustibles fósiles, portadores de azufre. Por tostación de pirita, pirrotina, o sulfuros polimetálicos obteniéndose SO2 que es luego convertido en H2SO4 o en ocasiones en azufre nativo.
Producción de Azufre 2007
0
2000
4000
6000
8000
10000
t
Canadá
Estados Unidos
China
Rusia
Alemania
Arabia Saudita
Japón
Kazashtan
Emi ratos Arabe s
Mé ji co
Core a
I rán
Chile
India
Polonia
Australia
Venezuela
Italia
España
Francia
Kuwait
Sudáfrica
Finlandia
Paises Bajos
Uzbekistan
Otros Paises
52
MINERALES Y ROCAS CON CONTENIDO DE CARBONATO DE CALCIO
Conjunto de materiales naturales: caliza, coquina y carbonato de calcio blanco, compuestos principalmente por el mineral calcita, CaCO 3.
Minerales y rocas con contenido de calcio
Enmienda calcárea para la corrección de la acidez de suelos y nutriente 2º Se emplean calizas organógenas, clásticas, dolomías y eventualmente travertinos
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Situación de Perú Calizas constituyen una de las rocas más abundantes. Los cercanos a la Costa los más accesibles y cercanos a la ciudad de Lima son objeto de explotación e industrialización. Edad cretácica y jurásica.
Magnesio Las principales fuentes son: SO4Mg hidratado, (K 2SO4.2MgSO4), kieserita (Mg SO4.H2O epsonita (MgSO4.7H2O).
Dolomita, (CO3 Ca. CO 3 Mg); Brucita MgO.H2O); Magnesita (CO3Mg) fosfato amoníaco de magnesio, producido como fertilizante. serpentina,(Mg, Fe)3 Si2O5 (OH) y olivina (Mg, Fe) 2 SiO4.
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Yeso (sulfato de calcio dihidratado)
Enmienda en la corrección química en suelos alcalinos.
Como fuente de azufre en fertilización, pero su uso es menor respecto de otras fuentes como el SPS, el sulfato de potasio, sulfato de magnesio, etc.
Especificación técnica (molido 80 a 90% pasante 149 µ.)
Situación en Perú Precipitación de aguas salobres en clima desértico. Excepcionalmente se forma a partir de soluciones hidrotermales. El yeso se vincula con halita y por otro lado se encuentra asociado a calizas. Mantos horizontales a subhorizontales con gran desarrollo areal, aunque reducido espesor. Yacimientos explotados en pequeña escala.
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Micronutrientes Elementos que se aplican en bajas proporciones (ppm) y que su ausencia o defecto actúan negativamente en el metabolismo
Más utilizados son: boro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y también zinc. Mucho de los micronutrientes son incorporados en las mezclas de fertilizantes y al igual que los componentes primarios y secundarios deben solubles en agua antes de ser aplicados.
BORATOS Cuencas pandas, Clima árido con sistemática alta evaporación Fallas de bloques extensional Bajos topográficos en zonas desérticas Desarrollo congénico con el volcanismo llevó a una transferencia de iones a las cuencas cuyo resultado se expresa en importantes volúmenes de sales.
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Boratos El boro es un semimetálico, frágil y duro. Se conocen cien minerales de boro. Los principales son
MINERAL
Fórmula Química
% B2O3
Tincal (bórax)
Na2O.2B2O3.10 H2O
36,5
Tincalconita
Na2O.2B2O3.5 H2O
47,8
Kernita
Na2O.2B2O3.4 H2O
51,0
Colemanita
2CaO. 3B2O3.5 H2O
50,8
Ulexita
Na2O.2CaO.5B2O3.16 H2O
43,0
Probertita
Na2O.2CaO. 5B2O3.10 H2O
49,6
Priceita
2CaO. 5B2O3.7 H2O
49,8
Sassolita
B(OH)3
41,4
Szaibelyita
2MgO.B2O3.H2O
56,4
Hidroboracita
CaO. MgO. 3B 2O3.6 H2O
50,5
Boracita
Mg7Cl2B16O30)
54.67
Los cuatro más abundantes en la naturaleza son
tincal, ulexita,
colemanita y kernatita.
Boratos Normalmente ulexita, borax o disueltos en s salmueras.
Perú 140 000 T/a Chilicolpa
Distritos de San Juan de Tarucani y de Chiguata
57
Producción 200 7 de boro
0
500 1000 1500 2000 2500 miles de t
Turquia
Estados Unidos
Argenti na
Chile
Rusia
China
Kazakstan
Peru
Iran
Sintesis
Peru 13 MT de minerales no metálicos Ministerio de Energía y Minas en el (2005) 30% 2004. Principales destinos 1- Sector construcción y cerámica (aumentó 14,7% en el 2006 ►demanda interna ► Sin valor agregado 2- Fertilizantes y químicos.
58
(más de 100 mil toneladas) Produc ción minera no metálica, 1° Grupo (TM)
Caliza
Hormigón
Sal Común
Arena (Gruesa/Fina)
Arcilla/Arcilla refr.
Yeso
Puzolana
Boratos y Ulexita
Entre 100 y 10 mil toneladas Producción minera no metálica, 2° Grupo (TM)
Sílice
Carbón
Pizarra
Piedra
Bentonita
Mármol
59
Con mayor potencial de desarrollo en Perú Diatomita abundantes reservas y 2º productor latinoamericano Bentonita gran demanda interna (petróleo) no explotada sistemáticamente Boratos 4º productor en América Latina. Fosfatos -Bayovar
CONCLUSIONES Los minerales no metalíferos de uso industrial y agrícola han desempeñado y siguen desempeñando un rol primordial para el desarrollo de la sociedad. Siguen siendo materias primas ineludibles y en la mayoría de los casos insustituibles que requiere el hombre para vivir en este mundo.
Progresión del crecimiento de población entr e 1950 y 2050 (x 1000) 2060 2040 2020
A medida que la población aumenta, mayor es la obligación de buscar nuevos recursos geológicos para responder a sus necesidades.
2000 1980 1960 1940
La producción de rocas y minerales no metalíferos ha experimentado un crecimiento continuo y progresivo en todo el mundo, en especial en la última década, y sobretodo con la entrada en el mercado de los países emergentes.
1920 1900 2 51 9 4 70
2 75 7 3 99
3 02 3 8 12
3 33 7 9 74
3 69 6 5 88
4 07 3 7 40
4 44 2 2 95
4 84 3 9 47
5 27 9 5 19
5 69 2 3 53
6 08 5 5 72
6 46 4 7 50
6 84 2 9 23
7 21 9 4 31
7 57 7 8 89
7 90 5 2 39
8 19 9 1 04
8 46 3 2 65
8 70 1 3 19
8 90 7 4 17
9 07 5 9 03
El desafío del Siglo XXI es encontrar las maneras de convertir el recurso mineral en un recurso sostenible para un mayor y equitativo beneficio para la s ociedad.
60
