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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS Y METALURGIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Nº 001 – 2019 – MF II - FIMM AL: Ing. Cruz Condori (Docente del curso de Hidrometalurgia)

Del: Chuquispuma Guerra Jair Jacob (Estudiante del VII CICLO de Ingeniería Metalúrgica)

TEMA: Minerales Oxidados en la región ICA

CICLO: VII

ESCUELA: Ingeniería Metalurgia

Fecha: 11 de Abril de 2019

DEDICATORIA

Este presente trabajo está dedicado a mis queridos padres por su apoyo incondicional brindado, y a los docentes de la UNICA por sus conocimientos sabios que me ayudan a formarme como profesional.

INTRODUCCIÓN Gracias a Dios, Ica tiene un gran potencial minero. En la sierra de Chincha, Milpo opera la mina de cobre Cerro Lindo; y en Nasca, la empresa china Shougang opera la mina de hierro Marcona. Ambas empresas contribuyen grandemente al desarrollo de la región, debido a sus aportes tecnológicos, productivos, sociales y –por cierto– tributarios. Pero en la región hay mucha más minería, aparte de Cerro Lindo y Marcona. Me refiero a la pequeña minería, la cual está siendo implacablemente acosada por el Gobierno Nacional. A ese respecto, Hernando de Soto ha demostrado que la formalización de este importante sector implica un proceso de más de 1,000 días y un costo de más de US$80 mil. Realmente absurdo. Se trata de ser razonables; sí a la formalización, sí al respeto al medio ambiente. Pero también, sí a la simplificación administrativa y al sentido común.

OBJETIVOS  Conocer en gran medida la mayoría de los minerales oxidados en la región.  Conocer sus propiedades físicas y químicas, así como también sus aplicaciones. MINERALES OXIDADOS EN LA REGIÓN NAZCA ¿Qué son? Los minerales oxidados son producto de la combinación del oxígeno con un elemento. En un mineral oxidado, el material del mineral ha sido oxidado o erosionado, posiblemente en un área que es atípica de los yacimientos sulfuros primarios, y para los cuales se requiere algún tipo de procesamiento especial. Composición química de algunos minerales oxidados son azurita, malaquita, brocantita, calcantita, atacamita, crisocola, cuprita. El procesamiento del mineral de óxido de cobre se realiza a través de un proceso hidrometalúrgico llamado extracción por solvente/electrodeposición Los óxidos son minerales en los que el oxígeno forma enlaces con los metales, sólo oxígeno en el caso de los óxidos, y oxígeno con hidrógeno (OH -) en los hidróxidos. Comprenden unos 250 minerales aproximadamente. El primer paso,

la lixiviación, se inicia rociando una solución de baja concentración de ácido sulfúrico y agua sobre una pila de acopio de mineral de bajo grado. El líquido se percola a través de la pila disolviendo los minerales de cobre y produciendo un líquido con contenido de cobre llamado “solución de lixiviación cargada” (PLS). La PLS fluye a un depósito de recolección y luego a una planta de extracción por solvente donde se mezcla con un diluyente para extraer el cobre. La solución menos el cobre contenido, llamado refinado, es vuelta a cargar y enviada nuevamente a la pila de acopio para ser reutilizada, completando así el ciclo. Las mediciones del flujo volumétrico son necesarias para mantener el control y la eficiencia del proceso. Los óxidos, por ejemplo, son un grupo de minerales relativamente duros, densos y refractarios; generalmente se presentan en forma accesoria en las rocas ígneas y metamórficas, y en forma de granos dendríticos resistentes en los sedimentos. El tipo de enlace en las estructuras de óxidos es por lo general fuertemente iónico. El hielo es un óxido simple (H2O) que cristaliza en el sistema hexagonal entre 0º C y -80ºC y en el sistema cúbico a una temperatura más baja.

CARACTERÍSTICAS GENERALES En general, los óxidos son minerales duros, densos y refractarios. Se suelen presentar en rocas ígneas y metamórficas. Los óxidos son compuestos de naturaleza iónica, con un carácter más o menos polar, dependiendo del radio iónico y de la estructura electrónica del metal. Como norma general, los óxidos iónicos presentan las características siguientes: Gran dureza, de 6 a 9, según la escala de Mohs. Elevada estabilidad química Alta temperatura de fusión Baja solubilidad en agua

PROPIEDADES DE LOS ÓXIDOS Son compuestos binarios formados por la combinación del oxígeno con otro elemento.

Están unidos mediante un enlace iónico Los óxidos cuya función química es(O-2), siendo compuestos binarios se combinan con el agua para producir compuestos ternarios. Cuando un elemento se combina con el oxígeno, el producto resultante es un óxido. MINERALES OXIDADOS MAS COMUNES EN LA REGIÓN NAZCA OXIDO DE HIERRO

Es un compuesto químico formado por hierro y oxígeno. Es un producto que se formó hace millones de años cuando a causa de los distintos movimientos sufridos por la tierra.

Características El hierro pobre incandescente procedente del interior de la tierra, sale hacia fuera quedando aprisionado entre varias capas de piedra, entre las cuales se iría enfriando adquiriendo así la tonalidad que variaría, según ese enfriamiento, desde tonalidades amarillentas u ocres hasta tonalidades negruzcas o negras, pasando entre tanto por diferentes tonalidades rojas, marrones y anaranjadas según fuese la naturaleza del mineral, la temperatura adquirida en el interior de la tierra y la velocidad de enfriamiento en las capas más altas de la misma.

Proceso de fabricación El óxido de hierro natural se extrae de minas que, o bien se explotan a cielo abierto como si fuese una cantera, o bien desde el interior abriendo cavidades sobre el filón. Mediante un proceso de selección y clasificado pasa a la fase de

molturación y envasado. A partir de ahí ya se encuentra listo para su comercialización en los distintos mercados industriales donde son utilizados.

Aplicaciones de los óxidos Industria del cemento: Se usa para pigmentar cualquier tipo de cemento, mortero, lechada, pavimentos, terrazos, tejas, bloques, estucos, etc. Pinturas: Imprimaciones, impermeabilizantes, esmaltes, pintura de decoración, recubrimientos, etc.

Variedades Hematita Es un mineral compuesto de Óxido Ferroso (Fe2O3) y constituye una importante mena de hierro ya que en estado puro contiene un 70% de este metal, y las mayores cantidades se encuentran en las rocas sedimentarias. Propiedades físicas Forma: Triagonal (generalmente le ocurre a cristales tabulares) Lustre: De metálico, a metálico secundario, a opaco Color: Marrón rojizo, gris a negro Veta: Roja Dureza: 5.5 a 6.5 en la Escala de Dureza de Mohs Hendidura: Ninguna Fractura: Concoidal

Formación y origen Mineral raro en las rocas intrusivas, pero es común en las extrusivas, ya que requiere de un ambiente oxidante. También es común en sedimentarias por drogénesis de limonita; en metamórfica de bajo grado y como producto de sublimación en las exhalaciones volcánicas.

Yacimientos Entre las regiones con mayor contenido de hematitis del mundo están las orillas del Lago Superior de Michigan, Estados Unidos y yacimientos extensos en Brasil, España, Rusia, Ucrania y Canadá. La hematitis se encuentra en cristales romboédricos. Las formaciones macizas se llaman especularitas, las terrosas ocre rojo. Los cristales son translúcidos, la hematita es un constituyente de numerosos abrasivos y pigmerntos.

Variedades y usos Hematita especular o especularita presenta un color gris a plateado de brillo metálico a submetálico. Se ve como pequeños espejos, de ahí su nombre “especular” (es un mineral de origen sedimentario). Se puede presentar en hábito hojoso o tabular, o como cristales anhedrales. Hematita terrosa Tiene un color rojizo, además de tener la característica de que mancha la piel al tocarla. Se observan contenidos de otros minerales dentro de la hematita terrosa, si son cristales blancos y transparentes, probablemente son minerales de zinc, tales como la hemimorfita o calamina y smithsonita, que son carbonatos de zinc que podríamos identificar al atacarla con HCl. Al atacar una muestra de hematita terrosa con HCl, observamos que la hematita es ligeramente soluble en el ácido, obteniéndose una coloración amarilla. La hematita tiene un color de raya roja, y se vuelve fuertemente magnética cuando es calentada en llama reductora

OXIDO DE COBRE El óxido de cobre (II), también llamado antiguamente óxido cúprico (CuO), es el óxido de cobre con mayor número de oxidación. Como mineral se conoce como tenorita.

2 Cu + O2 → 2 CuO En el caso de los minerales oxidados, el proceso que se lleva a cabo es hidrometalúrgico. Por medio de distintas reacciones físicas y químicas, se extrae el cobre del resto del mineral chancado, y se disuelve en una solución ácida, llamada etapa de lixiviación. Luego continúa con una etapa de extracción por solventes y posteriormente de electroobtención, produciendo cátodos de cobre de alta pureza. Algunos indicadores principales del desempeño del proceso: Conminución del mineral: Toneladas de mineral chancado Granulometría del mineral Aglomeración y carguío de pila: Toneladas de mineral aglomerado, bajo condiciones de humedad y dosificación de ácido sulfúrico adecuado Calidad de glómero Consumo de ácido sulfúrico

Extracción por Solventes – Electroobtención

El óxido de cobre (II) es un irritante. También puede causar daño al sistema endócrino y sistema nervioso central. El contacto con los ojos puede causar irritación e importantes daños en la córnea, pudiendo causar conjuntivitis. En contacto con la piel causa irritación y decoloración. La ingestión de polvo de óxido de cobre (II) puede resultar en un sabor metálico, náuseas, vómitos y dolor de estómago. En casos más severos, puede haber sangre en las heces o vómito negro o de color arcilla, ictericia y agrandamiento del hígado. El óxido de cobre (II) puede causar una acumulación tóxica de cobre en un pequeño subconjunto de la población con enfermedad de Wilson. La manipulación de polvo de óxido de cobre (II) debe hacerse en un área bien ventilada, y se debe tener cuidado para evitar el contacto con la piel o los ojos. Sin embargo, el cobre es un oligoelemento esencial para la función normal de muchos tejidos, incluyendo el sistema nervioso, el sistema inmunitario, el corazón, la piel y para la formación de capilares56 así como el cobre, siendo sumamente bien metabolizado por los seres humanos. El óxido de cobre se utiliza en suplementos vitamínicos como una fuente segura de cobre7 y tratamientos sin receta médica.

Usos Se utiliza para producir soluciones de hidróxido de cupramonio, usado para fabricar rayón. El óxido de Cobre (II) tiene aplicación como un semiconductor. El óxido cúprico puede ser usado para producir pilas secas. También se ha utilizado en pilas húmedas como cátodo, con litio como ánodo, y dioxalano mezclado con perclorato de litio como electrolito. El óxido de cobre (II) puede utilizarse para producir otras sales de cobre. Tambien se utiliza cuando se suelda con aleaciones de cobre.

TIPOS DE MINERALES OXIDADOS DE COBRE

MALAQUITA

Propiedades de Malaquita Fórmula: Cu2 (CO3) (OH)2 Dureza: 3,5 – 4 Mohs Color: Verde Clase Minera: Carbonatos

La malaquita está clasificada como un mineral perteneciente al grupo V de los carbonatos, siguiendo en todo momento la clasificación propuesta por Strunz. Es un mineral bastante importante, sobre todo porque dentro de su composición podemos encontrar un gran porcentaje de cobre, algo que lo hace muy valorado entre los geólogos, aunque otra de sus valoraciones se encuentra en su tonalidad verdosa tan atractiva y vistosa. La etimología de esta piedra surge en la antigua Grecia, usándose el término “malaqh” para describirlo, siendo malva o verde su significado. Antiguamente esta piedra era utilizada para obtener colorantes verdes o incluso pigmentos para poder decorar o pintar, sin embargo, a día de hoy sus usos se centran sobre todo en la joyería, como una piedra semipreciosa además de, claro está una de las principales formas de adquirir cobre. Para ver la proporción de cobre que tiene este mineral, tenemos que ver los elementos que lo integran y sus porcentajes, siendo el más abundante este metal que llega a cubrir más de un 50% en su composición más pura. Después encontraríamos oxígeno en más del 30% para luego dar paso al carbono y al hidrogeno en una parte mucho más reducida. Para fundirla tendremos que calentar la piedra a unos 800 grados para obtener un líquido verde de gran intensidad. Cuando hablamos de la transparencia de este mineral, suelen tener dos variantes, la primera y más habitual es la opaca, siendo una piedra que no deja ver a través de ella. Sin embargo, existen casos en los que, si puede ser traslucida, dándole un aspecto mucho más precioso, ya que, al entrar la luz en la malaquita, puede llegar a dar la impresión de que brilla. Son muchos los lugares en los que se puede encontrar este mineral, aunque según registros se empezó a explotar en Egipto, pero en la actualidad se extrae de diferentes yacimientos de malaquita como por ejemplo en Francia, Alemania, o España.

Usos de la Malaquita Este mineral tiene ante todo dos usos habituales por los que a día de hoy sigue explotándose, siendo la producción de cobre y dentro de la joyería por tratarse de una piedra semipreciosa. Por otro lado, la malaquita tiene unas grandes

propiedades físicas que lo hacen participe en muchos ritos curativos y de sanación tanto del cuerpo como del espíritu.

CRISOCOLA Era la piedra favorita de Cleopatra; conseguía calmarla y enaltecer su feminidad. Por este motivo, la crisocola es considerada la piedra femenina por excelencia. Ayuda a las personas a acoger y exteriorizar su belleza interna. Hoy quiero hablarte de la crisocola, la piedra altamente demandada por su belleza y sus propiedades esotéricas.

¿Qué es la crisocola? La crisocola es un mineral que pertenece al grupo de los filosilicatos, está dotada de una compleja fórmula química y a veces también es conocida como cobre silíceo.

Propiedades de la crisocola La crisocola es una piedra que se caracteriza por la tranquilidad que te aporta. Ofrece apoyo y te ayuda a comunicarte de manera muy eficaz con todo tu entorno. Las propiedades mágicas de la crisocola la situán en una prodigiosa piedra capaz de expulsar todo tipo de energías negativas de tu hogar, consiguiendo crear un agradable ambiente de paz y tranquilidad. Veamos las propiedades de la piedra crisocola: Esta piedra femenina es ideal para el tratamiento de cualquier trastorno que afecte a tu zona íntima. Actúa regulando las hormonas y glándulas controlando los períodos menstruales. Sentirás menos molestias y dolores si llevas una piedra crisocola encima. Además, durante tu embarazo y en el parto te ayudará, no sólo a llevar mejor las molestias y dolores propios de estos estados, también funciona muy bien en la prevención del cáncer de útero. La crisocola es capaz de provocar un equilibrio emocional que acabará con cualquier estadio de agresividad. Ayuda a potenciar la bondad, la tolerancia y tu paciencia de manera considerable. Es una gran compañera tras una crisis en cualquier tipo de relación. Consigue estabilizar a las personas y el hogar donde viven.

CUPRITA Conocida también como rubí de cobre o mena roja de cobre. Es una mena importante de cobre. La cuprita se presenta en cristales largos, en agregados de grano fino o en yacimientos macizos. Sus cristales cúbicos rojos son a veces transparentes. La cuprita tiene una dureza entre 3,5 y 4, y una densidad relativa de 6.

Fórmula química Cu+2O

Etimología Fue descrita por vez primera en 1845 y su nombre viene del latín cuprum por su alto contenido en cobre, y chalcotrichite del griego significando cobre melenudo.

Formación La cuprita se forma en la zona de oxidación de los depósitos de otros minerales de cobre, por lo que frecuentemente aparece asociado al cobre nativo, azurita, crisocola, malaquita, tenorita y una gran variedad de minerales de óxido de hierro.

Propiedades físicas Color: Rojo rubí cuando es pura. Raya: Rojo castaño. Brillo: De metálico a adiamantino. Dureza: De 3.5 a 4 Densidad: 6 g/cm3 Óptica: Opaco, de color gris azulado, reflexiones internas rojas. Sistema: Isométrico Yacimientos Es un importante mineral extraído en las minas como mena del cobre. Se localiza en muchas minas importantes por todo el mundo, ya que abunda en cualquier sitio que haya minerales de cobre. Se encuentran yacimientos en Australia, Francia, Gran Bretaña, la antigua Unión Soviética (URSS), Namibia y Estados Unidos.

Empleo Mena de cobre. Tiene un agradable color, no es utilizado en joyería debido a su baja dureza y su escaso tamaño. En 1970 se descubrió un depósito en Sudáfrica de cristales de gran tamaño y tallables, produciendo piedras de más de un quilate, que al ser acaparadas por coleccionistas aumentaron mucho más su rareza y su precio. El potencial es enorme puesto que la cuprita tallada es más brillante que el diamante.

Óxido de Silicio

El Óxido de Silicio (IV) o dióxido de silicio (SiO2) es un compuesto de silicio y oxígeno, llamado comúnmente sílice. Es uno de los componentes de la arena. Una de las formas en que aparece naturalmente es el cuarzo. Propiedades físicas Estado de agregación: sólido Apariencia: transparente Densidad: 2634 kg/m3; 2,634 g/cm3 Masa molar: 60,0843 g/mol Punto de fusión: 1986 K (-271,164 °C) Punto de ebullición: 2503 K (-270,647 °C)

Estructura cristalina: Cuarzo, cristobalita o tridimita

Propiedades químicas 

Solubilidad en agua; 0,012 g en 100 g de agua.

Uso 

El óxido de silicio (IV) se usa, entre otras cosas, para hacer vidrio, cerámicas y cemento.



El gel de sílice es un desecante, es decir que quita la humedad del lugar en que se encuentra. Se encuentra muy generalmente en paquetes nuevos de aparatos ópticos, electrónicos.

Daños en la salud En los pulmones, el óxido de silicio puede producir silicosis: unas cicatrices en los alvéolos que impiden que el oxígeno llegue a la sangre. La silicosis puede dificultar la respiración y a veces, incluso puede ocasionar la muerte. Además, aumenta el riesgo de padecer de tuberculosis y de cáncer pulmonar. Muchos países industrializados han restringido el uso de la arena de silicio en el trabajo de limpieza con chorro de arena. La silicosis por lo general se desarrolla en unos 20 años, aunque a veces aparece a los 5 o 10 años de haberse expuesto al agente nocivo, todo depende del grado de exposición y de si el trabajador se protegió o no. Sin embargo, la silicosis puede aparecer también a las pocas semanas de haber trabajado en medio de nubes densas de óxido de silicio cristalino, si no se protegió. El peligro no desaparece por el hecho de que no vea el polvo del óxido de silicio, y la silicosis puede empeorar aunque hayan pasado años desde que se alejó del polvo dañino.

CONCLUSIONES  Finalmente los minerales oxidados tienen algunas propiedades que afectan la salud humana.  La mayoría de los minerales se pueden procesar por procesos hidrometalurgicos.

BIBLIOGRAFÍA  http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/geologia/v05_n10/f lota_mine.htm  https://www.codelcoeduca.cl/site/edic/base/port/que_es_cobre.html  http://www.mch.cl/reportajes/mineria-y-metalurgia-en-la-antiguedad/  http://www.interminerasac.com/index.php?p=2&pg=6&i=1  https://www.ecured.cu/%C3%93xido_de_Silicio