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• Diego Alonso

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PROCESOS METALÚRGICOS

INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA

Saber, SaberSaber, hacer,Saber Saberhacer, ser Saber ser

Evaluación por Competencias

INTRODUCCIÓN A LA MINERIA (Procesos Metalúrgicos)

Nombre del estudiante: _____________________________________________________________

El presente documento es una lista de conocimientos, habilidades y destrezas que representa el estándar de las competencias que debe adquirir un trabajador. Los niveles de competencia se clasifican de acuerdo al porcentaje de las competencias alcanzadas (según CETEMIN).

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN: excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

90 - 100%

80 - 89%

70 - 79%

50 - 69%

0 - 49%

NOTA: A. Si es necesario, el evaluador puede hacer preguntas durante la evaluación para aclarar cualquier detalle en relación a los criterios de competencia. B. El evaluador debe explicar la metodología antes del examen, y recordarles que las acciones o explicaciones deben ser precisas.

Puntaje Final Total

VALORES Y ACTITUDES: Responsabilidad, Respeto, Perseverancia y Proactividad.

Saber, Saber hacer, Saber ser

Evaluación por competencia

1. Describir la historia de la Minería excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Explicar la minería en el antiguo Perú »» Explicar la minería en la colonia. »» Explicar la minería en la República .

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

2. Analizar los indicadores económicos excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Explicar el PBI »» Explicar las Reservas Internacionales Netas. »» Explicar las exportaciones mineras y producción minera »» Explicar los centros mineros en el Perú

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

3. Describir los aportes de la industria minera excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir el canon minero, derecho de vigencia y regalías mineras »» Describir los aportes a comunidades aledañas. »» Explicar el aporte en la generación de fuentes productivas

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

4. Explicar Fundamentos de la Geología excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Explicar los tipos de Rocas »» Explicar los tipos de minerales. »» Describir los tipos de yacimientos. »» Explicar diferencias entre roca, mineral y metal

Observaciones: ..................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

Puntaje

Evaluación por competencia

5. Describir las etapas del Proceso Productivo en la minería. excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir los fundamentos del cateo y prospección »» Describir los fundamentos de la exploración »» Describir los tipos de técnicas de exploración

Observaciones: .....................................................................................................................................

Puntaje

...............................................................................................................................................................

6. Describir los ciclos básicos de las operaciones minero- metalúrgicas excelente

sobresaliente

bueno

malo

deficiente

»» Describir los ciclos de las operaciones mineras. »» Explicar Conceptos fundamentales del Procesamiento de Minerales »» Identificar las etapas de la concentración de minerales

Observaciones: ..................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................

Puntaje

TABLA DE

CONTENIDOS I.

HISTORIA DE LA MINERÍA PERUANA.......................................................................... 5

II.

INDICADORES ECONOMICOS..................................................................................... 9

III. REPORTES DE LA INDUSTRIA MINERA...................................................................... 21 IV. CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA........................................................................ 27 V.

ETAPAS DEL PROCESO PRODUCTIVO........................................................................ 39

VI. CICLOS BÁSICOS DE LAS OPERACIONES MINERAS.................................................... 47 VII. CONCEPTOS BÁSICOS DEL PROCESAMIENTO DE MINERALES.................................. 49

CAPÍTULO

I

HISTORIA DE LA MINERÍA PERUANA

1 LA MINERÍA EN EL ANTIGUO PERÚ En el Antiguo Perú; la Minería, no obstante ser incipiente y rudimentaria, alcanzó avances sorprendentes y notables con procesos de laminado y fusión de metales en algunos casos aun desconocidos. La explotación del oro y la plata ocuparon las preferencias de entonces para la confección de objetos de distinción de la nobleza, símbolos religiosos planchas ornamentales y vajillas de uso doméstico. Conocieron sistemas de aleaciones y obtuvieron el bronce, pero no se utilizaron el hierro como metal sino las cualidades colorantes que usaron en textilería y cerámica.

El hombre de Chuquicamata – Chile

Cuerpo momificado del «Hombre de Cobre». Chuquicamata, Chile

El primer minero en Latino América EL HOMBRE DE COBRE CHUQUICAMATA - CHILE

El estudio de las minas antiguas revela que la labor física de extracción del mineral se hizo básicamente con martillos y picos de piedra, lo que se puede deducir por las huellas de puntos en los muros que corresponden a marcas dejadas por instrumentos de piedra. Para conocer un poco más acerca de esta tarea es importante referirse al testimonio del Hombre de Cobre, hallado en el desierto de Atacama, al norte de Chile. En 1899, en Chuquicamata y más precisamente en la mina llamada Restauradora, se encontró en muy buen estado de conservación el cuerpo momificado y los instrumentos de un minero que murió mientras trabajaba una veta. Estos restos fueron fechados hacia 600 d.C. y actualmente se encuentran en el Museo de Historia Natural de Nueva York. El hallazgo es muy rico en información sobre las características y condiciones del trabajo minero. Revisemos con Carcedo algunos detalles del mismo: “Ocurrió un derrumbe mientras trabajaba en un socavón no muy alto, con espacio para arrastrarse y trabajar de costado. Debía aprovechar las grietas naturales para ubicar el mineral de cobre y obtener las concentraciones. Se encontraron todas sus herramientas consistentes en: cuatro martillos enmangados, un azadón con hoja de piedra y la manija quebrada, un azadón de madera o rastrillo (al cual le falta el mango), dos palitos de madera, una bolsa de cuero crudo de llama, cuatro cestos en espiral incompletos, fragmentos de cestería y una correa de cuero” En cuanto a la técnica de extracción, el Hombre de Cobre debió usar el martillo con ambas manos y a una distancia determinada. Para romper y seleccionar el mineral este minero debió usar martillos sin mango, percutores que pulverizarían aquellas porciones de roca que no le sirvieran. La diferencia de peso entre los martillos no enmangados sugiere que el minero los utilizaba dependiendo de la dureza de la roca y del tamaño al que él quería reducir el material. Todos los martillos eran de andesita, parcialmente pulidos y la forma de algunos de ellos ligeramente modificada mediante una tosca percusión. La pala, azadón o rastrillo de madera pudo servir para recoger el miSaber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

neral del suelo que una vez roto y seleccionado se metía en las canastas. El resto de los instrumentos en madera son unos palitos alargados que servirían como cuñas en los muros de la veta y poder así remover la roca. La bolsa de cuero y los cuatro cestos bien pudieron tener la función de transportar el material del interior del socavón al exterior; una técnica que parece haberse mantenido durante siglos fue la de transportar el mineral en el saco de cuero, a las espaldas, sostenido a la cabeza con una correa o cinta.” (Denominada “capacho”).

2 LA MINERÍA EN LA COLONIA Durante tres siglos de colonia la minería se concretó a la explotación del oro, la plata y el azogue, y en menor escala el cobre, el estaño y el plomo. Las minas constituían propiedad de la corona española, que otorgaba concesiones a los súbditos peninsulares a cambio de una parte de los minerales obtenidos y el comprom iso d e trab aj ar las ininterrumpidamente bajo pena de perder la concesión. El sistema de trabajo era inhumano porque se basaba en el uso abusivo de las mitas. En esta época, la principal producción minera en valor era de Plata, seguida del Oro. Las principales zonas de producción de plata, fueron en primer lugar Potosí (desde 1538) en la actual Bolivia, la cantidad de plata que se produjo en Potosí es inmensa. Seguían Caylloma (Arequipa), Castrovirreyna (Huancavelica) Laycacota (puno) Huarochirí (Unia) Canta (Lima), Huantajaya (cerca de Iquique ahora Chile). Cerro de Pasco se descubrir en 1612 e inmediatamente se conv irtió en la p rin c ip al productora de plata en lo que es hoy territorio peruano. Después se descubrió Hualgayoc (Cajamarca) en 1768. En todos estos lugares se encuentran ruinas de las antiguas plantas metalúrgicas.

A y D: Pozos

A y C: Galerias

E: Tunel

F: Boca de Túnel

La minería peruana en la colonia y el los principios de la república fue esencialmente de plata

Se explotó gran cantidad de mercurio, de la mina Santa Bárbara, cerca de Huancavelica, que era imprescindible para el método de amalgamación de la plata. El déficit de mercurio se importaba de Europa de Idria en Hungría y de Almaden en España. Durante la colonia se explotó muy poco cobre, el cobre necesario se traía de Chile, de la región de Copiapó para fabricar armas y herramientas de bronce. No se produjo hierro en la colonia. En el Perú se usaban molinos de piedra, se construía un muro circular de unos 2mts de diámetro y se ponía una piedra circular en el piso y se hacían rotar sobre el piso dos ruedas de piedra de menor diámetro unidas por un eje horizontal que estaba a su vez unido a un eje vertical que pasaba a un segundo piso donde se le hacia dar vueltas con acémilas. A veces el eje vertical bajaba a un sótano donde se ponía una rueda hidráulica que era movida por una acequia que pasaba por este sótano.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Perú contó, en su momento, con la mina de plata más grande del mundo “Potosí”

Introducción a la Minería 3 LA MINERÍA EN LA REPÚBLICA La emancipación paralizó gran parte de la actividad minera por falta de mano de obra, ya que la mayoría de los habitantes se encontraban formando parte del ejército libertador. Terminada la Guerra de la Independencia la minería fue recobrándose y pronto alcanzó nuevos impulsos que se plasmaron con la fundación de la Escuela de Ingenieros en 1876 (hoy UNI) y la promulgación, en 1877, de la Ley Reformatoria de las Ordenanzas de Minería.

El primer Código de Minería Republicano se dio en 1901. A fines del siglo IXX (1898) se descubrieron grandes depósitos de cobre en el mismo Cerro de Paseo y también cerca de allí en Colquijirca, y se inicio en esta la minería del cobre. El precio del cobre impulsó la minería de este metal en otras provincias, especialmente en lca. Solo se explotaban al comienzo los minerales de alta ley, que podían fundirse directamente. Y se establecieron muchas fundiciones, las más importantes en Tinyahuarco (Cerro de Pasco) lugar también conocido como Smelter donde hay enormes ruinas de estas instalaciones. En vista que en el Perú había cobre mezclado con zinc, y con plomo, y tenía alto contenido de plata La fundición también se amplía a estos minerales mixtos y se producían unas matas (mezcla de metales y sulfuros de metales) con Cobre, Plomo, Zinc y Plata. Esto duró hasta más o menos 1920. Ya desde 1914 se habían comenzado a usar los métodos de concentración por flotación, esto revoluciono la industria y gradualmente todas las minas adoptaron este sistema que se usa hasta hoy. Previa la molienda fina, la flotación permitió separar los minerales y concentrados por productos en minerales (sulfuros) concentrados de Plomo-Plata, Cobre y de Zinc. En 1922 se inauguró la fundición de la Oroya, al comienzo solo para minerales de cobre, ampliándose sucesivamente, pasando luego también a refinar los metales. En 1950 se dictó el Código de Minería, gran motor e impulsor de la minería y en 1992 con la nueva Ley de Promoción de las Inversiones en Minería, el crecimiento de este sector ha sido espectacular. Las refinerías de Cobre de Ilo y la de Zinc de Cajamarquilla (Lima) se inauguraron en la década de 1980.

En el Perú la aoricultura y la minería junta de arrollaron nuestras antiguas culturas Desde hace 12,000 años, en nues ro eru se an usado rocas y minerales para transformarlos y usarlos en sus necesidades

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

• En la metalurgia incaica se empleaban principalmente el oro y la plata Vasos, Lambayeque

• Además los incas fabricaron herramientas agrícolas de cobre arsenical y elaboraron con cobre O bronce otras herramientas de uso diverso. • Se utilizó el plomo metálico que conocieron con el nombre de Titi, este se utilizó para purificar la plata .

Macuquinas, cuzco

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

II

INDICADORES ECONOMICOS

1 PRODUCTO BRUTO INTERNO El valor total de la producción corriente de bienes y servicios finales dentro del territorio nacional durante un período de tiempo que generalmente es un trimestre o un año. Ya que una economía produce gran número de bienes, el PIB es la suma de tales elementos en una sola estadística de la producción global de los bienes y servicios mencionados

Producto bruto interno: 2002 A 2015

2 RESERVAS INTERNACIONALES NETAS Las reservas internacionales netas están formadas por los activos externos que están bajo control del Banco Central de Reserva. Estos activos son de disponibilidad inmediata y pueden ser usados para financiar pagos al exterior, por ejemplo, los pagos por importaciones. Las reservas internacionales también pueden ser utilizadas por el Banco Central de Reserva para intervenir en el mercado cambiario y defender la tasa de cambio cuando ello sea necesario. La acumulación de reservas internacionales es el resultado de las transacciones que un país realiza con el exterior. Las transacciones que producen ingresos de divisas entre otras son, las exportaciones, los créditos de bancos extranjeros, las transferencias hechas por peruanos en el exterior, y la inversión extranjera en el país. Las que generan egresos de divisas son las importaciones, los pagos de intereses de las deudas contraídas en el exterior, y los giros de peruanos desde el interior hacia el exterior, entre otras. Cuando los ingresos son mayores que los egresos se acumulan reservas internacionales. 2.1 RESERVAS INTERNACIONALES NETAS (MILLONES DE DÓLARES AMERICANOS)

Las RIN están compuestas por: tenencias en oro y plata, billetes y monedas extranjeros, depósitos y certificados de depósito de divisas por períodos no mayores a 90 días, títulos emitidos por organismos internacionales, aceptaciones bancarias especiales no mayores a 90 días, entre otros. Las RIN contribuyen a la estabilización económica y financiera del país de forma que garantizan una reserva disponible de divisas para enfrentar posibles shocks externos temporales o un eventual retiro masivo de depósitos en moneda extranjera del sistema financiero. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

El BCR, por medio de las RIN, tiene como objetivo primordial garantizar la liquidez de divisas internacionales; y, luego, maximizar el rendimiento de las mismas.

Reservas internacionales

Perú: Reservas internacionales Netas

INFLACIÓN ANUAL Es la pérdida del poder adquisitivo del dinero en un determinado periodo. Decimos que hay inflación cuando suben los precios en general. La inflación se mide generalmente por la tasa de aumento del índice de precios de consumo, que es un índice del costo de la cesta de bienes que compra el consumidor típico.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Inflación 1980 - 2015 variación en %

Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI).

Evolución de las exportaciones mineras metálicas / US$ millones

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Producción de Cobre

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Producción de Oro

Producción de Plomo

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Producción de Plata

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Producción de Zinc

Cotizaciones, por principales metales

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

1 CENTROS MINEROS EN EL PERÚ

Horizonte Marsa Poderosa Yanacocha

Huarón

Pan American

El Brocal Milpo y Atacocha Volcán (Cerro de Pasco) San Ignacio de Morococha

Antamina Barrick (Pierina)

Doe Run (Refinery of Oroya) Vocán (Andaychagua)

Santa Luisa

Corona

Raura Buenaventura (Uchucchacua) Iscaycruz

Doe Run (Cobriza) Antapite Buenaventura (Julcanl)

Refinery of Cajamarquilla Pativilca and Condestable Yauliyacu Refineria de Funsur Shougang

Minsur BHP Billiton (Tintaya)

Inversiones Mineras del Sur Arcata

SPCC (Cuajone)

Buenaventura ( Orcopampa) Cerro Verde SPCC ( Refinery of Ilo)

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

SPCC (Toquepala)

Introducción a la Minería

PRINCIPALES PROYECTOS MINEROS PERÚ

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Fuente: Dirección de Promoción Minera - Ministerio de Energía y Minas. Declaraciones Mensuales ESTAMIN

Millones

Evolución de las inversiones mineras / US$ millones

10.000

8503 (17%)

9.000

9719 (14%)

8654 (-11%)

7243 (78%)

8.000

6777 (-14.0%)

7.000 6.000 5.000

4.069 (44%)

4.000 3.000 2.000

1.086

1.618 (48%)

1.249 (-22%)

2005

2006

2007

1.708 (37%)

2.822 (65%)

1.000 0 2008

2009

2010

2011

2012

Inversión Minera (Millones de US$)

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

2013

2014

2015

Introducción a la Minería

Perú: Posición de producción Minera - 2012 Mineral

Latinoamérica

Mundial

Zinc Estaño Plomo Oro Plata Cobre Molibdeno Mercurio Selenio Cadmio Roca Fosfórica Hierro

1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 5

3 3 4 6 2 3 4 4 9 10 13 17

Fuente: U.S. Geological Survey-USGS-, The Silver institute; Gold Fields Minerals Services-GFMS­lnternatlonal Copper Study Group -ICSG-; lnternational Iead and zinc Study Group-TL7SG­-lnternational Tin Research lnstltute ITRi ; lnternational Molybdenum Associatlon IMOA- Instituto Latinoamericano del Hierro el Acero - ILAFALiderazgo en la producción metálica y no metálica

ESTRUCTURA DE LA EXPORTACIONES PERUANAS / ACUMULADO ENERO - SETIEMBRE 2016

Resto de productos Incluye productos metálicos, no metálicos, siderometalúrgicos, metal mecánico y joyeria

Importancia de la minería en la economía Peruana

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

NOTAS:

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

III

REPORTES DE LA INDUSTRIA MINERA

CONCESIONES MINERAS: Las concesiones mineras son una figura mediante la cual el Estado le da el derecho a un tercero para realizar actividades de exploración y explotación que permitan el aprovechamiento de los minerales que se encuentran en el subsuelo del territorio nacional. En este contexto, hay que subrayar que las concesiones no otorgan la propiedad del suelo, sino que esta deberá obtenerse de sus respectivos dueños, a través de la compra, contrato de alquiler o cualquier otra forma establecida por nuestra legislación.

1 DERECHO DE VIGENCIA, CANON MINERO Y REGALÍAS MINERAS La Ley General de Minería establece obligaciones a los titulares de concesiones mineras al pago del Derecho de Vigencia que es equivalente en moneda nacional a U.S. $ 3.00 por año y por hectárea otorgada o solicitada. Para los pequeños mineros y para titulares de concesiones mineras no metálicas el Derecho de Vigencia a pagar es U.S.$ 1.00 por año y por hectárea otorgada o solicitada. El pago por Derecho de Vigencia por año desde (1993 – 2005) ascendió a aproximadamente 28 millones de dólares. El monto total del Derecho de Vigencia se distribuye de la siguiente manera Registro de Mineria

15%

Ministerio de Energia y MInas

15%

Ingemmet

30%

Gobiernos Locales, Provinciales y distritales

40%

CANON MINERO Todas las empresas mineras que obtienen utilidades durante un año pagan al Estado el impuesto a la renta (25% de las utilidades). De este monto recaudado, el 50% se distribuye en los gobiernos regionales y locales y se denomina CANON MINERO

REGALÍAS MINERAS: En este escenario, durante el año 2004 se aprobaron la Ley 28258 de Regalías Mineras y su reglamento (DS 154-2004EF). De acuerdo a dichas normas las empresas mineras deben pagar regalías de entre 1% y 3% del valor de sus ventas de los concentrados o sus equivalentes, de acuerdo al volumen de las mismas. Es un gravamen que afecta porcentualmente al valor bruto de los minerales extraídos, es un impuesto a la producción y no sobre las utilidades. Como aplicación de los aportes de la industria minera a la economía nacional, resolver el siguiente problema: Una mina tiene 20,000 Ha de concesiones, teniendo una producción de 4,000TM/día, con una ley de 8gr.Au/TM, con un costo de producción de 220$/TM, con precio internacional del oro de 1,219$/Onza. Recuperación metalúrgica es de 88%.

Calcular: a. Canon Minero b. Regalías c.

Derecho de Vigencia

d. Ley Mínima de explotación

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

21

Manual del Estudiante

En consecuencia, los rangos establecidos en el artículo 5º de la Ley Nº 28258, Ley de Regalía Minera, convertidos a moneda nacional son los siguientes:

Primer rango Segundo rango Tercer rango

RANGO PORCENTAJE DE REGALÍA Hasta S/. 162’720,000.00 1% Por el exceso de S/. 162’720,000.00 hasta S/. 325’440,000.00 2% Por el exceso de S/. 325’440,000.00 3%

Debe tenerse presente que el tipo de cambio de referencia y los rangos podrán ser actualizados durante el presente ejercicio, en los meses de abril, julio y octubre, si la variación del tipo de cambio promedio ponderado del trimestre anterior sea igual o superior al 5%, según el artículo 6º del Reglamento de la Ley de Regalía Minera.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Transferencia a las regiones por canon minero (en Nuevos soles) Regiones

2011

2012

2013

2014

2015

Var% 2015 / 2054

Ancsh

756.045,884

1,003,300,366,247

1.003.366.247

731.620.443

415.256.251

-43.2%

Arequipa

662.649.337

781.587.277

445.771.507

383.204.568

356.823.876

-6.9%

Moquegua

392.507.455

325.421.342

297.492.037

249.401.909

233.544.865

-6.4%

Cajamarca

417.671.620

538.824.016

528.459.119

351.470.203

209.812.694

-40.3%

Tacna

350.101.603

355.547.419

251.918.680

226.801.556

205.679.752

-9.3%

Cusco

170.082.899

357.199.503

34.983.511

100.854.913

137.066.946

35.9%

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

23

Manual del Estudiante

Puno

307.169.985

304.315.338

218.491.749

177.457.561

136.941.189

-22.8%

Ica

201.987.827

347.0645.086

185.986.109

234.651.200

126.136.075

-46.2%

Lima

106.530.075

161.777.753

103.733.678

53.900.589

75.878.391

40.8%

Pasco

181.704.860

197.004.848

90.142.507

64.108.015

45.275.011

-29.4%

Junin

78.663.595

108.067.125

63.627.363

32.192.362

15.536.481

-51.7%

Ayacucho

57.453.333

83.545.775

16.803.540

3.308.871

9.649.464

191.6%

8.535.205

18.430.940

9.866.149

3.403.180

1.919.373

-43.6%

622.210

960.724

554.779

853.012

806.841

-5.4%

4.322.957

4.139.210

1.098.255

125.514

805.950

542.1%

120.121

710.522

1.670.990

789.063

99.562

-87.4%

Huancavelica San Martin Huanuco Madre de Dios Callao Piura Lambayeque Apurimac Amazonas TOTAL

55

1.112

478

2.637

15.469

486.6%

128.028

182.006

6.206.029

4.140.436

1.852

-100.0%

501.829

444.451

95.383

1.079

1.429

2.003.182

7.035.997

11.641.851

2.259.338

659

-100.0% 1151.7%

126.051

93

12

7

89

4.157.369.625

5.124.235.050

3.817.165.283

2.978.748.572

2.260.054.867

32.5%

-24.1%

2 APORTES A LAS COMUNIDADES ALEDAÑAS APORTES EN INFRAESTRUCTURA

Cuando una empresa encuentra un yacimiento mineral que es económicamente explotable, necesita principalmente agua, energía eléctrica y vías de comunicación para el acceso a las zonas de operación. Cuando estas no existen hay que traerlas, generarlas o construirlas respectivamente. ENERGÍA ELÉCTRICA Del 100% de la energía eléctrica que consume la minería el 82% es energía auto producida y el 27% restante es energía que algunas empresas’, ‘compran al sistemas interconectado nacional. Como se aprecia la mayoría de las minas se ubican en zonas donde no existe infraestructura para subsanar en eI caso de la electricidad tiene que generarla por su cuenta, beneficiándose muchas veces comunidades muy cercanas a las operaciones mineras con este servicio. Esta energía puede ser generada mediante centrales hidroeléctricas usando la energía que produce la caída del agua, o también mediante grupos electrógenos usando petróleo como combustible.

3 IMPORTANCIA DEL SECTOR MINERO Vías de comunicación • Carreteras asfaltadas 130 Km. • Carreteras afirmadas 1600 Km. • Trochas 950 Km. • Vías férreas 428 Km. • Puertos 3 • Antenas parabólicas y estaciones Repetidoras. 50

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Sistema de transmisión eléctrica en Unidad Minera

Introducción a la Minería 4 APORTE EN LA GENERACIÓN DE FUENTES PRODUCTIVAS Y DE SERVICIOS La industria minera es una gran compradora de bienes y servicios de encadenamientos productivos hacia atrás, la mayoría de ellos en el mercado local (US$ 800 millones/año) y el resto importados (US$ 570 millones/año), por esta razón la minería es de manera indirecta un gran generador de empresas de este tipo en todos los sectores económicos del país y por ende de empleo, se calcula que por cada puesto que se genera en minería se crean 5 puestos en otros sectores productivos, por este motivo.

Fuentes productivas, la minería necesita entre otros de: • Industria química, petróleo y derivados • Industria siderúrgica. • Alimentos (agricultura, pesca y ganadería) • Industria en general. • Industria forestal Fuentes de servicios, la minería necesita entre otros de: • Mantenimiento de maquinarias y equipos • Seguridad y vigilancia, limpieza, alimentación, administración de hoteles, etc. • Consultoras en ingeniería, informática, administración, contabilidad, etc. • Transporte de personal, materiales, metales, concentrados, etc. • Construcción y montaje • Bancos, seguros, agentes de aduanas • Comercio exterior. • Instituciones de capacitación. Pero la minería tiene también encadenamientos productivos hacia delante, es decir sus productos los vende a industrias que necesitan de estos, así se generan fuentes productiva porque necesitan productos de la minería: Concentrados: son vendidos a fundiciones y refinerías locales, de lo contrario a empresas de exportación que son compradoras locales o extranjeras de estos productos. Refinados: son vendidos empresas industriales de transformación que necesitan de metales para producir, cables, planchas, baterías, etc.

mineria como generador de industrias Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

El ciclo de la mineria fomenta la inclusión social

Impacto en el desarrollo local, regional y nacional

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

IV

CONCEPTOS BÁSICOS DE GEOLOGÍA

Geología: Proviene de dos palabras griegas; geo = tierra y logos = tratado La geología es la ciencia del planeta tierra y como tal estudia su composición, su estructura y los fenómenos que se producen y se han producido en ella desde la hora cero de los tiempos geológicos hasta nuestros días. La tierra no es una cosa estable o muerta, sino que sometida a fuerzas internas y externas, en razón a su energía endógena y a su posición en el universo, presenta una continua evolución, un presente y un pasado que la geología reconstruye en forma asombrosa. El destacado papel alcanzado por la geología en la vida moderna se comprende teniendo en cuenta que minerales, metales y combustibles son materias fundamentales sobre los cuales se apoya el desarrollo industrial y son los geólogos los encargados de localizar estas materias que guarda el subsuelo.

1 LA GEOLOGIA Y SU RELACIÓN CON LAS DEMAS CIENCIAS Con la geografía: Su ubicación respecto a los rasgos geográficos del Perú. Con la química: Aplicación de la química a la geología se llama geoquímica, se emplea en la búsqueda de yacimientos. Con la física: Aplicación de la física con la geología se llama geofísica, estudia las propiedades físicas de la tierra aplicadas en la geología para ingeniería civil, en la búsqueda de petróleo y de yacimientos. Con la biología: Aplicación de la biología a la geología, en el estudio de los fósiles (restos de animales del pasado) para determinar la edad de la roca sedimentaria. Geología en Ingeniería: Geología aplicada a la ingeniería civil o geotecnia, son los rasgos geológicos a utilizarse en obras de ingeniería civil. Asimismo en la búsqueda de petróleo se le conoce como geología del Petróleo y en la aplicación en la búsqueda de yacimientos mineros conocida como geología de minas o minera.

2 ORIGEN DE LA TIERRA La tierra es uno de los nueve planetas, que junto con aproximadamente una docena de lunas y numerosos cuerpos más pequeños, gira alrededor del sol. Por la naturaleza ordenada de nuestro sistema solar, se deduce que todos sus componentes se formaron esencialmente al mismo tiempo y de la misma materia primordial que el sol. Este material formó, al inicio del sistema solar, una gran nube de polvo y gases denominada nebulosa primordial. LA TIERRA COMO UN SISTEMA: EL CICLO DE LAS ROCAS La tierra es un sistema.- esto significa que nuestro planeta está formado por muchas partes interactuantes que forman un todo complejo – se ilustra mejor esta idea al examinar el ciclo de las rocas. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante ¿Qué son las 1rocas? En GEOLOGÍA de denomina roca a la asociación de uno o varios minerales, natural, inorgánica, hererogénea, de composición química variable, sin forma geométrica determinada, como resultado final de los diferentes procesos geológicos.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Metamorfica ignea

Sedimentaria

ROCA ÍGNEA Las rocas ígneas son aquellas rocas que se forman por la solidificación del magma ante una reducción de temperatura, sea dentro de la corteza terrestre, con lo que se producen rocas plutónicas, o al brotar a la superficie, produciendo rocas volcánicas. Diorita

ROCA METAMÓRFICA Las rocas metamórficas son rocas que han sido alteradas por procesos de presión o temperatura, capaces de cambiar sus propiedades físicas o químicas. Cualquier roca, independientemente de su origen ígneo, sedimentario e incluso metamórfico, puede volver a metamorfizarse. Cuarcita

ROCA SEDIMENTARIA Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de sedimentos que, sometidos a procesos físicos y químicos, resultan en un material de cierta consistencia. Pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos y mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos. Representan más del 75 % de las rocas que se encuentran en la corteza terrestre, y muchas están formadas a partir de pequeños trozos de otras rocas. Se caracterizan por contener fósiles.

Arcilla Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante 3 COMPONENTES BÁSICOS DE LAS ROCAS ¿QUÉ ES UN MINERAL? Es un compuesto inorgánico metálico y no metálico formado por un solo elemento o varios elementos.

Ejemplo: Minerales metálicos………………………………S2 Fe Pirita (varios elementos) Minerales no metálicos…………………………SiO2 cuarzo (varios elementos) Mineral metálico ………………………………….Au oro (un elemento)

COMPUESTOS ELEMENTOS ORGÁNICOS

INORGÁNICOS

MINERALES

ELEMENTOS

ELEMENTOS + OXIGENO

ELEMENTOS + AZUFRE

ELEMENTOS + ION CO3

ELEMENTOS + ION SO4

ELEMENTOS + ION SIO44

ELEMENTOS

OXIDOS

SULFUROS

CARBONATOS

SULFATOS

SILICATOS

Cobre Diamante Oro Grafito Hieroo Platino Plata Azufre

Casiterita Corindón Hematina Hielo Magnetita

Calcosita Galena Pirita Escalerita

Calcita Dolomita Magnesita

Anhidrita Yeso

No ferromagnesianos Cuarzo Feldespato Ortoclasa Plagioclasa Albita Anortita Muscovita Ferromagnesianos Biotita Homblenda Augita Olivino

Los geólogos definen a los minerales como cualquier sólido inorgánico natural que posea una estructura interna ordenada y una composición química definida. Para que se considere mineral cualquier material terrestre, debe presentar las siguientes características: 1.

Debe aparecer de forma natural

2. Debe ser inorgánico 3. Debe ser sólido 4. Debe poseer una estructura interna ordenada, es decir, sus átomos deben estar dispuestos según un modelo

definido.

5. Debe tener una composición química definida que puede variar dentro de unos límites.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

RECURSOS GEOLÓGICOS DE MATERIALES Y ENERGÍA Nuestra sociedad tecnológica moderna, es totalmente dependiente para su existencia de una amplia variedad de recursos minerales derivadas de la litósfera. El carbón, más que cualquier otra sustancia mineral aislada, simboliza la Revolución Industrial. Pronto una amplia variedad de otros metales se convirtieron en necesidades, entre ellos el cobre, el plomo, el cinc y el estaño y los numerosos metales para aleaciones necesarias para imprimir resistencia al acero. Para bien o para mal la civilización occidental fue empujada a una carrera que exigía la búsqueda incesante de nuevos yacimientos minerales. RECURSOS NO RENOVABLES DE LA TIERRA Son no renovables porque los procesos geológicos que los formaron requieren millones de años de funcionamiento.

• • • • •

Depósitos metalíferos (ejemplos: minerales de hierro, cobre, estaño) Depósitos no metálicos, incluyendo: materiales de construcción (ejemplos: piedras de construcción grava y arena) Materiales utilizados químicamente (ejemplo: azufre, sales) Combustibles fósiles (carbón, petróleo, pizarra, bituminosa, gas natural) Combustibles nucleares (uranio, torio)

Los recursos no renovables que proceden de la corteza terrestre son tema de estudio de la geología económica.

4 METALES EN LA CORTEZA TERRESTRE Hay metales que se presentan en concentraciones suficientes para ser explotadas llamadas menas. Una MENA es una acumulación mineral que puede extraerse de manera provechosa para ser refinada y utilizada en la industria. Algunos metales como el oro, la plata, el platino y el cobre se presentan como elementos (metales nativos), la mayoría se presenta como compuestos, los óxidos y sulfuros son las formas más comunes, pero en muchas menas existen formas más complejas.

Galena: sulfuro de plomo (es la mena del plomo)

Oro

CUERPOS MINERALIZADOS Son conocidos también con el nombre de “ore bodies”, son depósitos irregulares, es decir que no tienen forma ni tamaño definidos, Son derivados por reemplazamiento de sulfuros económicos. Las balsonadas, como también se les llama, cuerpos o pequeños cuerpos, pueden estar aislados o constituir un rosario varios depósitos de forma y de dimensiones diversas Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

ROCA SEDIMENTADA

CUERPO

Sección de un cuerpo mineralizado

5 YACIMIENTO DE MINERALES Es un término económico que considera a las acumulaciones de determinadas sustancias con fines de explotación para su aprovechamiento en la industria. Estos se han formado por diferentes procesos geológicos que han determinado las características que la identifican. Menas Metalíferas Una clase importante de yacimientos minerales es la de los formados en magmas por segregación magmática, en que granos minerales de densidad mayor se hunden en el magma fluido mientras todavía prosigue la cristalización. De esta manera se acumulan masas o capas de un solo mineral. El proceso de metamorfismo de contacto, es una fuente de yacimientos minerales de importancia. Soluciones hidrotermales de dentro del magma impregnan la roca encajonante que lo rodea, introduciendo minerales mena en un intercambio con los componentes de la roca. De esta manera se han producido menas de cobre, cinc y plomo, así como depósitos valiosos de minerales no metálicos

Mena de niquel

Gabro (norita)

Granito

Un tercer tipo de yacimiento mineral lo produce la deposición directa de minerales a partir de Las soluciones hidrotermales producen también otro tipo importante de acumulación mineral, el yacimiento diseminado, en el cual la mina está distribuida en masas minúsculas por toda una masa muy grande de roca. Algunos de los grandes yacimientos de cobre tipo diseminado se denominan depósitos de cobre porfídico. Aquí la mena ha penetrado en un gran cuerpo de roca ígnea de textura porfídica, que de alguna manera se fragmentó en bloques pequeños que permitieron la penetración de soluciones. Una cuarta clase de yacimientos minerales incluye los debidos a los efectos de soluciones descendentes en la zona no saturada y la zona de agua subterránea. El enriquecimiento de yacimientos minerales mediante este mecanismo produce las menas secundarias

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Una quinta clase de yacimiento mineral es una concentración mineral generada por agentes de transporte fluidos: ríos. Algunos de los minerales pesados insolubles derivados de la meteorización de las rocas son barridos como pequeños fragmentos en cauces fluviales y arrastrados valle abajo con la arena y la grava como carga de fondo. Debido a su mayor densidad, estos mí perales quedan concentrados en capas y lentejones de grava, formando depósitos de placer. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Un sexto grupo de yacimientos minerales de la clase hidrogénica de sedimentos, si bien la inmensa mayoría de los depósitos sedimentarios constituyen la fuente principal de yacimientos minerales no metálicas, algunos yacimientos metalíferos importantes tienen también este origen (ejemplo: el manganeso).

A. Las vetas y mantos: También conocidos como yacimientos filonianos, son acumulaciones de minerales (galena, calcopirita, escalerita, etc.) en cuerpos tabulares. Estas se forman por relleno de fisuras o fracturas pre-existentes en las rocas, con el mineral, constituyéndose este en una mena. Ejm: Casapalca, Morococha

Vetas

Mantos

B. Los pórfidos de cobre: Son diseminaciones de minerales de cobre en grandes volúmenes de roca (millones de toneladas). Son yacimientos generados por fenómenos magmáticos. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Porfido de cobre

MINERAL DISEMINADO

300

C. Las evaporitas:

5 10

110

5 11

12

12

5

0

Se presentan como resultado de la evaporación del agua de mar concentrada en sales, estas precipitan y se acumulan (halita, anhidrita y yeso). En la formación de este tipo de yacimiento predominan los procesos sedimentarios

L SA YESO

CALIZA EVAPORITA

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES

Los minerales económicos se pueden clasificar de la siguiente manera:

• • •

Minerales metálicos, los que permiten obtener metales. Minerales industriales o no metálicos, se emplean directamente en la industria. Minerales combustibles.

MINERALES METÁLICOS METALES PRECIOSOS:

• oro • platino • plata

METALES NO FERROSOS O BÁSICOS:

• • • •

cobre plomo zinc estaño

METALES NO FERROSOS O BÁSICOS:

• cadmio • bismuto • germanio, etc.

METALES LIGEROS:

• Aluminio • Magnesio.

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

METALES RADIOACTIVOS:

• • • •

Uranio Torio Radio Hafnio

METALES QUE PRODUCE EL PERÚ

• • • • • • • •

Cobre Oro Plata Zinc Plomo Molibdeno Estaño Hierro

Oro

Plata

Cobre

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

En resumen, en la actualidad se siguen utilizando rocas o minerales para fabricación de productos, de última generación, para satisfacer nuestras necesidades en la vida diaria.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

V

ETAPAS DEL PROCESO PRODUCTIVO

1 FUNDAMENTOS DE PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN Los rasgos en la superficie de un depósito mineral son generalmente muy diferentes a los rasgos que pueda presentar a distintas profundidades. En superficie encontramos guías, rara vez el depósito se presenta en la superficie con las mismas características que tiene en profundidad. Generalmente en superficie ven los remanentes alterados del yacimiento (depósito), pero al menos los vemos, debajo de la superficie no vemos nada.

2 DEFINICIOPNES DE CATEO, PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN 2.1 DEFINICIONES LEGALES:

Ley General de Minería – Título Preliminar Son actividades de la industria minera, las siguientes: cateo, prospección, exploración, explotación, labor general, beneficio, comercialización y transporte minero. La calificación de las actividades mineras corresponde al Estado. El Estado o los particulares para ejercer las actividades antes señaladas deberán dar cumplimiento a las disposiciones establecidas en la presente Ley. El ejercicio de las actividades mineras, excepto el cateo, la prospección y la comercialización, se realiza exclusivamente bajo el sistema de concesiones, al que se accede bajo procedimientos que son de orden público. Las concesiones se otorgan tanto para la acción empresarial del Estado, cuanto de los particulares, sin distinción ni privilegio alguno. Cateo y prospección

Artículo 1ro. El cateo es la acción conducente a poner en evidencia indicios de mineralización por medio de labores mineras elementales. La prospección es la investigación conducente a determinar áreas de posible mineralización, por medio de indicaciones químicas y físicas, medidas con instrumentos y técnicas de precisión. Artículo 2do. El cateo y la prospección son libres en todo el territorio nacional. Estas actividades no podrán efectuarse por terceros en áreas donde existan concesiones mineras, áreas de no admisión de denuncios y terrenos cercados o cultivados, salvo previo permiso escrito de su titular o propietario, según sea el caso. Es prohibido el cateo y la prospección en zonas urbanas o de expansión urbana, en zonas reservadas para la defensa nacional, en zonas arqueológicas y sobre bienes de uso público; salvo autorización previa de la entidad competente.

Concesiones Mineras Artículo 8vo. La exploración es la actividad minera tendiente a demostrar las dimensiones, posición, características mineralógicas, reservas y valores de los yacimiento minerales. La explotación es la actividad de extracción de los minerales contenidos en un yacimiento.Desarrollo es la operación que se realiza para hacer posible la explotación del mineral contenido en un yacimiento. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Definiciones Técnicas. Exploración, según el Dictionary of Geological Terms, (BATES &. JACKSON, 1984) es la búsqueda de depósitos de minerales útiles o de combustibles fósiles. Este diccionario no distingue entre exploración y prospección. El término ‘minerales útiles’ se refiere a minerales económicamente valiosos. En general se diferencia la exploración de la prospección, en su objetivo. La prospección es el reconocimiento general de un yacimiento mineral, la exploración está enfocada en un reconocimiento detallado del depósito mineral. La Ley de Corte, (Cuttoff grade) para un elemento es el límite inferior en Ley, bajo el cual su explotación arrojaría valor negativo, mejor dicho debajo esa Ley no es económica su explotación, en consecuencia no es mena. (mena es el mineral que se puede explotar económicamente)

Clasificación minerales económicos En la prospección, una clasificación de los depósitos minerales es indispensable. Existen varios criterios para clasificarlos. La siguiente clasificación se basa en aspectos genéticos (su origen o formación) y en criterios económicos, suponiendo un origen magmático de los minerales. Se distinguen: • Depósitos de minerales primarios, generados directamente por el magma. • Depósitos minerales secundarios, formados por procesos de: alteración, meteorización química y mecánica. • Depósitos minerales metamórficos, que se deben a un proceso de metamorfismo. Menas metálicas incluyen

• • • •

Menas de metales ferrosos como hierro, manganeso, molibdeno, wolframio. Metales básicos como cobre, plomo, cinc, estaño. Metales preciosos como oro, plata, platino, rodio. Metales radioactivos como uranio, torio, radio.

La prospección y la exploración como fases en la vida de una mina Se puede comparar las etat1as de trabajo en una mina con las fases en la vida de una mina. Se distingue cuatro fases: Prospección 2. Exploración 3. Desarrollo 1.

4. Explotación

La exploración y la prospección son fases estrechamente ligadas y a veces se las combinan, a menudo los geólogos se ocupan de ellas. El desarrollo y la explotación Son las fases, que en general los ingenieros de minas realizan. OBJETIVOS DE PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN El primer objetivo de la prospección es localizar una anomalía geológica que sugiera la existencia de un depósito mineral. El objetivo de la exploración es definir, delimitar y establecer el tipo de yacimiento y el volumen de sus recursos. La prospección delimita un blanco para la exploración. Reduciéndose el área original a una mucho más pequeña. Comúnmente las áreas se disminuyen de 2500 - 250.000 km2 en la primera fase a 2,5 - 125km2 en la segunda fase y la tercera fase (concluida la exploración) a 0,25 - 50km2 en la última fase (BAILL Y, 1966). La anomalía sugiere ya un determinado tipo de yacimiento. Para esto: es indispensable una gran experiencia de los diferentes tipos de mineralización para cada uno de los metales importantes.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

CATEO

• • •

Reconocimiento de campo Toma de muestras No hay impacto ambiental negativo

PROSPECCIÓN

Los humanos no podemos ver lo que hay al interior del cuerpo, por eso necesitamos una radiografía o un análisis de laboratorio Como tampoco podemos ver lo que hay dentro de la tierra con nuestra vista, la geoquímica y la geofísica son dos métodos de análisis de lo que podría haber dentro de la tierra sin necesidad de penetrar en ella Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

3 METODOS DE EXPLORACIÓN 3.1 EL MÉTODO GEOLÓGICO.- (RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO) Es un método directo de prospección o reconocimiento del terreno, en base a la observación directa, de un geólogo o de un cateador. El cateo o Prospección Geológica o Reconocimiento Geológico, depende entonces de la observación directa, de mareo geológico preliminar del terreno. Este reconocimiento o prospección Geológica detecta anomalías, (como se dijo antes) y trata de interpretar sus posibilidades. Se efectúan mapeo geológico preliminar, y se toman muestras para análisis geoquímicos, se estudian las rocas y su alteración, para lo cual se hacen trincheras o catas. También se correlacionan estos datos con los yacimientos conocidos de la región y de otras partes, y los datos estructurales obtenidos en terreno. 3.2 EXPLORACIÓN GEOLÓGICA Nos permite conocer si existe mineral que pueda ser extraido económicamente

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

CLASIFICACIÓN DE LAS EXPLORACIONES

• •

Cateo y prospección no requiere la aprobación previa de estudios ambientales Categoria I. requiere declaración de impacto Ambiental - DIA. –– Hasta 40 plataformas de perforación –– Un área de trabajo menos de 10 hecttáreas –– Hasta 50 metros de túneles

•

Categoría II. requiere Estudio de Impacto Ambiental semidetallado - ELAsd –– Más de 40 plataformas de perforación –– Un área de trabajo mayor a 10 hectáreas –– Construcción de más de 50 metros de túneles

La Exploración Geológica, en cambio comprende estudios geológicos detallados y muestreos sistemáticos de toda la zona, la interpretación avanzada de la geología y mineralización regional. Se aplican los métodos geofísicos para inferir las características del yacimiento en profundidad. Verificada la anomalía exhaustivamente, se inician trabajos de perforación diamantina y/o labores subterráneas para conocer en vivo el yacimiento en profundidad. Las perforaciones, en número y profundidad son suficientes para delimitar claramente el ya c i m i e n t o y establecer las leyes y el volumen del mismo. En el caso de Antamina se perforaron 120,000 metros. (a $ 90/metro). 3.3 SENSORES REMOTOS (REMOTE SENSING) A través de sensores remotos se obtiene, percibe o se observa desde una gran distancia el terreno. Desde un avión o un satélite. El avión lleva cámaras fotográficas y antenas de Radar, y sensores de todo tipo. El satélite igualmente, lleva cámaras y/o radar. Las fotografías de avión o satélite, captan la luz reflejada, en las longitudes de onda del espectro desde la ultravioleta del espectro electromagnético hasta la región extrema opuesta. Y producen Fotos e Imágenes. Obviamente las cámaras pueden ser con rollo fotográfico o digitales (sin rollo) que almacenan cada foto en una computadora. Los satélites toman las fotos digitales o las imágenes de radar y las transmiten a la estación de tierra. Los aviones hacen lo mismo pero todavía usan fotos con rollo (papel fotográfico), pues tienen que bajar de todas maneras, mientras los satélites se quedan en órbita muchos años. La aerofotografía se desarrolló mucho con la II Guerra Mundial, Para levantar planos de áreas remotas, desconocidas. Se comenzaron a aplicar en el Perú en la década del 50, por el Instituto Geográfico del Perú y el Servicio Aerofotográfico de la Fuerza Aérea. Para lo mismo Levantar Planos. 1.

Ventajas de los UAV( aeronaves no tripuladas o (Unmanned Air Vehicles) en la prospección y explotación de recursos mineros

En términos generales, la prospección geofísica aérea presenta las siguientes ventajas de utilización:

• •

Son métodos geofísicos no intrusivos que no provocan impactos o daños medioambientales. Una gran multitud de tipos de datos pueden ser recopilados de una manera rápida y de forma económica. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

•

Es posible cubrir grandes áreas, reduciéndose significativamente los costes de prospección de grandes superficies.

• •

No son necesarios los accesos terrestres ni los permisos de ocupación.

• •

Los datos pueden ser recopilados de áreas remotas, accidentadas y con cobertura vegetal densa.

•

Los UAV pueden sobrevolar regiones hostiles, en las que existe un riesgo real para la vida de los pilotos:

No se precisa la apertura de pocillos o calicatas en el campo y, consecuentemente, los permisos o licencias correspondientes. Los UAV pueden permanecer en vuelo hasta 30 horas. Este tiempo excede con mucho a la duración de los vuelos de las aeronaves tripuladas, ya que los tiempos que se consideran razonables para que los pilotos mantengan la concentración rondan las cinco horas. –– En las zonas próximas a condiciones meteorológicas adversas. –– En las zonas con fuertes influencia humana (conflictos bélicos, contaminación, superpoblación y en general riesgo antrópico). –– En zonas con riesgos naturales o zonas catastróficas.

•

Los UAV siempre vuelan con instrumentación, usando sistemas de navegación avanzada, tales como GPS y un altímetro basado en escaneado láser, en combinación con un control por ordenador, pudiendo: –– Efectuar un escaneado preciso de una región. –– Volar de noche, teniendo la ventaja de sufrir menos interferencias con las actividades diurnas y el ruido habitual (tales como señales de radio, señales de telefonía móvil, etc.). –– Volar de noche y a cotas muy bajas (como por ejemplo a unos 20 metros sobre la superficie del terreno) para mejorar la resolución de los datos.

•

Los UAV tienen un tamaño significativamente menor que las aeronaves tripuladas, por lo que las interferencias sobre los parámetros de la corteza terrestre que pretenden ser medidos serán menores, tales como los campos magnéticos o gravitacionales.

•

El coste de los estudios realizados con UAV por kilómetro de alineación sobrevolada es menor, ya que: –– El UAV con una capacidad de carga típica de 9 kg es mucho más barato que una aeronave tripulada (avioneta o helicóptero). –– Los UAV tienen costes de operación inferiores:



- Un operador de UAV puede controlar varios de estos equipos al mismo tiempo.



- Un UAV consume una cantidad de combustible menor al 20% de la que consume un aeronave convencional



(dependiendo de la carga transportada).



- Un pequeño UAV puede tomar tierra en una superficie plana de dimensiones más reducidas que la que precisa una aeronave convencional.

Como consecuencia de los menores costes de operación, un UAV puede sobrevolar varias veces una zona a prospectar de manera que se obtenga un gran volumen de datos, o bien la variación de los mismos con el tiempo, o incluso obtener con aplicaciones informáticas avanzadas modelos tridimensionales de los campos magnéticos y gravitacionales provocados por los yacimientos minerales que pudieran existir en el subsuelo.

•

Los UAV son ambientalmente más sostenibles, ya que: –– Requieren menos materiales para su fabricación. –– Consumen menos combustible por cada km sobrevolado. –– Provoca menos contaminación por cada km volado. –– Genera menos ruido en vuelo. –– Es más fácil su reutilización al final de su vida útil.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

Aeronave no tripulada dedicada a la exploración y explotación minera

3.4 MÉTODO GEOQUÍMICO El método geoquímico es un método indirecto de prospección y se ocupa de la determinación de la distribución y de la abundancia de ciertos elementos como los elementos indicadores y los elementos exploradores relacionados con un depósito mineral. Una anomalía geoquímica se refiere a una variación en la abundancia de un elemento en comparación a su abundancia normal en un área definida. Una anomalía geoquímica puede ser relacionada o no con un depósito mineral. Para un reconocimiento geoquímico general se toman las muestras a través de una red de muestreo irregular o de espaciamiento grande y analizan muestras de sedimentos de ríos, de suelos y de rocas, en casos especiales se trabajan con muestras de vapor, vegetación y agua.

Elemento indicador o trazador, elemento explorador Elemento indicador, indicador directo o elemento blanco (“target element”) se refiere a uno de los elementos principales del depósito mineral, que se espera encontrar. Elemento explorador o elemento trazador (“pathfinder element”) se refiere a un elemento asociado con el depósito mineral, pero que puede ser detectado más fácilmente en comparación al elemento blanco, que puede ser dispersado ‘en un área más extendida y que no está acompañado por tanto ruido de fondo en comparación al elemento blanco. La selección de un elemento explorador requiere un modelo del depósito mineral, que se espera descubrir. Arsénico (As) por ejemplo puede presentar un elemento explorador para la búsqueda de cobre (Cu) en: un depósito macizo de sulfuros, pero no es un elemento explorador para cada tipo de depósito de cobre. La Geoquímica es una ciencia joven que sencillamente se encarga del estudio del comportamiento en la tierra de los elementos constutuyentes de la naturaleza que nos rodea.

Analiza diversos materiales como rocas, suelos, sedimentos, aguas y plantas. conel fin de que ellos puedan indicar una concentración mineral Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante 3.5 MÉTODOS GEOFÍSICOS: Los métodos geofísicos son métodos indirectos de prospección o exploración respectivamente. Con estos métodos se identifica una anomalía geofísica. El término anomalía geofísica se refiere a una propiedad física de la tierra, que en un lugar definido difiere apreciadamente con respecto a su valor común o normal. En un caso favorable una anomalía geofísica corresponde a un depósito mineral.

Sismología El termino se deriva del griego ‘seismos’ significa terremoto. La sismología se ocupa del estudio de terremotos, sismos, temblores y de otras vibraciones producidas natural o artificialmente en la Tierra. en la luna y en otras planetas. En nuestro caso, que es la geología de exploración, la sismología se encarga del estudio de las capas de rocas que forman la estructura interna superior de la Tierra. Sirve para identificar cuerpos minerales, cuerpos de agua. túneles y cavernas subterraneas y también restos arqueológicos. 3.6 MÉTODO MAGNÉTICO:

Historia La ciencia del magnetismo se inició en el año 1600. WilIiam Gilbert nacido en 1544 (fallecido en 1603) publicó el libro ‘De Magnete’, que es una compilación de todos los conocimientos existentes en el siglo 16 acerca del magnetismo. Gilbert estableció el concepto de un campo geomagnético general con una orientación definida en cada lugar de la superficie terrestre. A fines del siglo 16 la observación de anomalías locales en la orientación del campo geomagnético fue empleada en la prospección de minerales férricos. En 1870 Thalen y Tiberg construyeron un magnetómetro para determinaciones relativas, rápidas y exactas de las intensidades horizontal y vertical de la declinación por medio de los métodos del seno y de la tangente.

Aplicaciones El método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las exploraciones mineras y de artefacto arqueológicos. Aún no siempre con éxito se lo aplica en el levantamiento de la topografía del basamento, que puede influir la estructura de los sedimentos superpuestos. En las exploraciones mineras se aplica el método magnético en la búsqueda directa de minerales magnéticos y en la búsqueda de minerales no magnéticos asociados con los minerales, que ejercen un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre.

Gravimetría El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al método magnético y a algunos métodos eléctricos, El campo de potencial natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético respectivamente). Generalmente no se puede distinguir con el método una formación o una estructura geológica, de otras formaciones o estructuras geológicas, solo en casos especiales se puede lograr una separación de los efectos causados por una formación o estructura geológica individual.

Sector de mayor gravitación

Estratos normales

Prospección y gravimetría

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

VI

CAPÍTULO

CICLOS BÁSICOS DE LAS OPERACIONES MINERAS

1 GENERALIDADES a. Planeamiento b. Perforación c.

carguío de explosivos y voladura

d. ventilación e. acondicionar techo, frente y lados

carga y transporte de material volado g. sostenimiento y acondicionar instalaciones h. colocar puntos de dirección y gradiente f.

i.

muestro geológico.

El Perú es un país eminentemente minero, da trabajo a muchos miles de peruanos y deriva ocupación a otros miles que se dedican a la industria, al comercio y al transporte. En el antiguo Perú la minería, no obstante ser incipiente y rudimentaria, alcanzó sorprendentes y aún desconocidos procedimientos de fusión y laminados de metales. La explotación del oro y la plata ocuparon las preferencias de entonces. En la colonia la minería se concretó a la explotación del oro, la plata y el azogue y en escala menor el cobre, el estaño y el plomo. En la república la minería fue recobrándose y pronto alcanzó nuevos impulsos que revisten particular trascendencia con la fundación de la escuela de ingenieros en 1876. Tras muchos años de esfuerzo es la fuente que genera más del 50% de exportaciones y ofrece ocupación a miles de peruanos.

Minería Subterranea

Minería Superficial

1.

Planeamiento: Trabajo del Departamento de Proyectos en Coordinación con los Departamentos de Ingenie-

2.

Perforación: De acuerdo a los trabajos determinados y ubicados por el Departamento de Ingeniería.

ría y Geología.

3. Voladura: Después de haber realizado el carguío de los explosivos en cada taladro y haber cumplido con las

instrucciones de volumen de carga por taladro y secuencia de disparo.

4.

Ventilación: Periodo de tiempo determinado para garantiza la evacuación de gases tóxicos producto de la detonación de los explosivos, en túneles y labores subterráneas con mayor énfasis que en canteras y open pit. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante 5.

Acondicionar techo, frente y lados: En las labores subterráneas, regar el techo, frente y lados con el fin

de descubrir planchones, tiros cortados, así como la carga de material volado para evitar el polvo. Desatar con la barretilla todos los planchones. Recoger los restos de explosivos y retirarlos fuera del lugar de trabajo. Disparar los tiros cortados, siguiendo los procedimientos establecidos por el departamento de seguridad. Acondicionar el piso, colocar y asegurar los andamios y cuadros con puntales en el caso de chimeneas, así como colocar las instalaciones de agua. Aire y líneas de trole y carril para el caso de galerías y frontones.

6.

Carga y transporte del material volado: Con el uso combinado de cargadores y vagones de transporte

7.

Sostenimiento y acondicionamiento de las instalaciones: Una vez que se ha terminado con la ope-

8.

Colocar puntos de dirección y gradiente: Para el caso de labores subterráneas es necesario que el de-

camiones de perfil bajo o camiones especiales para el caso de open pit se limpia todo el material volado.

ración de limpieza se determina la necesidad de poner sostenimiento con pernos de anclaje, arcos de acero o shortcrete; en el caso de operaciones de open pit se deberá asegurar el talud del banco, así como el piso del banco inferior.

partamento de Ingeniería coloque los puntos de dirección y la gradiente respectiva; para el caso de las operaciones de open pit se realizarán los trazos de los taladros a perforar.

Punto de dirección y punto gradiente 9.

Muestreo geológico: El departamento de geología realizará el muestreo por canales de las aberturas re-

cientemente realizadas; para el caso de las operaciones de open pit este muestreo se realiza en dos fases; 1. Colectando el material producto de cada taladro y después el muestreo de la carga producto de la voladura para indicar de que se trata, o es mineral de baja ley o es mineral de alta ley o es desmonte. Métodos de Muestreo

Muestreo por canales.- Este método consiste en cortar una ranura rectangular a traves de toda la estructura mineralizada, para obtener una muestra de un determinado peso de acuerdo a la longitud del canal. Se aplica comunmente en el muestreo de vetas, mantos y cuerpos mineralizados controlados estructuralmente, principalmente en labores mineras subterráneas. También se usa en el muestreo superficial, para los bancos de los tajos abiertos (cuerpos mineralizados), placeres auriferos y en alforamientos de estructuras laborales.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

CAPÍTULO

VII

CONCEPTOS BÁSICOS DEL PROCESAMIENTO DE MINERALES

1 INTRODUCCIÓN El procesamiento de minerales es un conjunto de operaciones físicas efectuadas sobre minerales extraídos de la corteza terrestre, que tiene como fin, en una mayoría de casos, la realización de un proceso de separación sólido-sólido llamado concentración, en el cual se obtiene uno o más productos valiosos llamados concentrados y se descarta otro producto, llamado relave, conteniendo la parte estéril del mineral. La metalurgia extractiva es el conjunto de operaciones y procesos que se encarga de separar los metales valiosos del mineral. El presente manual trata temas generales sobre el procesamiento de minerales y la metalurgia extractiva para minerales de Pb, Zn, Cu, Au y Ag. 1.1 DEFINICIÓN DE PROCESAMIENTO DE MINERALES.

El procesamiento de minerales es la parte de la metalurgia que se encarga mediante operaciones y procesos físico-químicos de la preparación del mineral. Estas operaciones y procesos abarcan tanto el beneficio de minerales no ferrosos, ferrosos, no metálicos y carbones. En forma general, las operaciones pueden ser clasificadas en cuatro:

• • • •

Preparación del mineral. Concentración (separación sólido-sólido). Desaguado (separación sólido-liquido). Operaciones coadyugantes de transporte y almacenamiento.

Planta concentradora

La concentración puede realizarse por cualquiera de los siguientes métodos: 1.

Flotación, su aplicación se basa en la diferencia entre las propiedades superficiales de las partículas. Es el método mas importante de concentración y tiene aplicaciones en la obtención de concentrados de sulfuros, de carbonatos, silicatos, óxidos, fosfatos, elementos nativos (oro, cobre, plata) y carbones.

2. Gravimetría, consiste en la separación sólido-sólido utilizando la diferencia entre las densidades de los mi-

nerales: se utiliza especialmente en la concentración de minerales de plomo, oro, estaño, tungsteno y otros.

3. Magnetismo, método de concentración que utiliza la diferencia entre las susceptibles magnéticas de los mine-

rales. Encuentra cada vez mayor aplicación debido al desarrollo de aparatos que permiten separar materiales con susceptibilidades magnéticas muy bajas.

4. Electrostática, se aplica a casos específicos de minerales que pueden ser separados debido a sus propiedades

conductoras de electricidad.

5. Escogido o pallaqueo, sin duda es el método mas antiguo de concentración y consiste como su nombre lo

indica en el escogido a mano o mediante la ayuda de aparatos, de un mineral valioso aprovechando su diferenciación en color, brillo, fluorescencia, etc. De los materiales estériles.

6. El desaguado, constituye un conjunto de operaciones de separación sólido-liquido (sedimentación o espesa-

miento, filtración y secado) que se realizan con el fin de eliminar agua (que en muchos casos es reciclada) de las pulpas de concentrados y relaves originados durante la concentración. Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante

Geología: Explotación para encontrar la mina

Geología:

Ingenieia de minas:

Plan minero

Extraer la mena mineral Mena mineral

mineral

Ingeniería Metalúrgica Extractiva:

Procesamiento de Minerales: Preparar y separar el material de valor

Producir el metal

mineral

Metal Consumidor Primario

Relación del procesamiento de minerales y la metalúrgia extractiva con otras ramas afines 1.

Operaciones coadyugantes, se denomina así a las operaciones de almacenamiento de minerales o relaves en tolvas o canchas, al transporte de sólido en fajas, tornillos, cangilones, etc. o en pulpas impulsadas por bombas a través de tuberías. Constituyen etapas intermedias, reguladoras o de alimentación

2 CONCEPTOS BÁSICOS DEL PROCESAMIENTO DE MINERALES

•

Mineral. –– Producto que se obtiene de la explotación de la mina, tal como sale. –– Puede tener o no valor comercial.

•

Componentes del mineral por su valor comercial: –– Parte valiosa o mena. –– Parte no valiosa, o material estéril o ganga.

Representación de mineral valioso y de la ganga de mineral polimetálico

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser

Introducción a la Minería

•

Parte valiosa o mena: –– Tiene uno o más sulfuros valiosos. –– Estos sulfuros pueden tener valor comercial.

Ejemplo: * * * * * *

•

Sulfuros de plomo (Galena: PbS) Mineral de plomo. Sulfuros de zinc (ZnS: Esfalerita, Marmatita) Mineral de zinc. Sulfuros de cobre: Chalcopirita (CuFeS), Chalcocita (CuS) Mineral de cobre. Sulfuros de plata: Acantita (Ag2S) Mineral de plata. Plata nativa (Ag) Oro nativo (Au)

Parte no valiosa: –– Parte del mineral que contiene otros sulfuros y/o otros minerales. –– Estos sulfuros o minerales no tienen valor comercial y deben ser separado de la parte valiosa.

Ejemplo: * * * * *

•

Sulfuros de hierro : Pirita (FeS2), Pirrotita (FeS) Oxido de Sílice (SiO2), Cuarzo Sulfuro de Arsénico: Arsenopirita (FeAsS) Óxidos de hierro: Hematitas, Limonitas Roca, desmonte, etc.

Clasificación del mineral por su valor comercial: –– Mineral Rico : –– Mineral Pobre: –– Minerales predominantes en el Perú: –– La gran mayoría de las minas contienen minerales pobres.

Las Plantas Concentradoras.

• • •

Tratan minerales pobres con el objeto de separar los sulfuros valiosos. Se obtienen concentrados individuales. La ganga se elimina como relave.

Representación de una planta concentradora

Saber, Saber Hacer, Saber Ser

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Manual del Estudiante ¿Cómo se sabe si un producto o un mineral tienen gran cantidad o poca cantidad de la parte valiosa?

• •

Mediante la “Ley del producto o del mineral”. ¿Qué es la ley? –– Indica la cantidad del metal valioso que contiene el producto o el mineral, se expresa en %.

Ejemplo: * Mineral de cabeza con 5% de plomo. Ley: 5% de plomo. * Concentrado de Plomo con 60% de plomo. Ley: 60% de plomo. * Relave final con 0.7% de plomo. Ley: 0.7% de plomo.

•

¿Qué quiere decir concentrar un mineral pobre? –– Aumentar la parte valiosa, disminuyendo la parte estéril

•

¿Cuáles son las etapas de la concentración? –– Liberación. –– Chancado. –– Molienda.

•

Selección y Separación. –– Eliminación del agua.

•

Eliminación del agua: –– El agua que acompaña al concentrado se elimina en los espesadores y filtros. –– El agua no se emplea en las fundiciones.

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Saber, Saber Hacer, Saber Ser