Fundamentos de la Metalurgia y Métodos de Extracción Minera: Cobre, Litio y Hierro

Procesos Metalúrgicos Fundamentales

Existen varios procesos metalúrgicos:

• Pirometalurgia
• Hidrometalurgia
• Electrometalurgia

Etapas Clave de la Metalurgia (4 Fases)

1. Explotación y extracción del mineral.
2. Tratamiento físico.
3. Tratamiento químico (tratamiento vía seca y tratamiento vía húmeda).
4. Refinación.

El Cobre: Propiedades y Procesos

El cobre es un mineral dúctil, capaz de alargarse y estirarse. También es maleable, ya que de él se pueden obtener láminas muy delgadas. Las dos principales aleaciones son:

• Latón: Aleación con zinc (Zn).
• Bronce: Aleación con estaño (Sn).

Metalurgia del Cobre Oxidado (4 Etapas)

1. Extracción.
2. Chancado y molienda.
3. Lixiviación y extracción por solventes (SX).
4. Electroobtención (EW).

Metalurgia del Cobre Sulfurado (5 Etapas)

Es una mezcla de sulfuros de cobre y hierro. Sus etapas son:

1. Extracción.
2. Chancado y molienda.
3. Flotación.
4. Fundición.
5. Electrorefinación.

Biolixiviación

Se utilizan bacterias en el proceso de lixiviación del cobre (lixiviación bacteriana). Estas bacterias oxidan el azufre que contienen los minerales de sulfuro de cobre.

Subproductos del Cobre (2)

• Molibdeno.
• Ácido sulfúrico.

Metales de Transición y Preciosos

El Hierro (Fe)

Metal de transición, color gris con brillo metálico. Es maleable y posee propiedades magnéticas. Su principal uso es la producción de acero.

Oro (Au)

Metal amarillo brillante y denso. Es dúctil y maleable, buen conductor electrónico y resistente a la oxidación.

Plata (Ag)

Es un metal blanco grisáceo, brillante, blando, dúctil y maleable. En forma nativa se encuentra como sulfuro de plata.

Minerales No Metálicos y Elementos Químicos

Obtención de Carbonatos de Litio y Litio

El litio es un compuesto muy abundante en la naturaleza. Se puede encontrar formando rocas o presente en las salmueras.

Definiciones

Salmueras: Aguas que contienen altas concentraciones de sodio disuelto (sales).

Litio (Li): Metal alcalino blanco, maleable y el más ligero y reactivo de todos. Transmite electrones a otras especies. Se encuentra formando compuestos oxidados.

Salitre

Está constituido principalmente por nitrato de sodio, depositado en zonas húmedas y saladas en forma de agujas o polvo blanqueado. Chile fue el único exportador a nivel mundial, y este se extrae de un mineral llamado caliche.

Yodo (I)

Elemento químico escaso en la naturaleza. Lo podemos encontrar en el mar en forma de yoduros, y también en yacimientos mineros como subproducto de la purificación del salitre.

Métodos de Explotación Minera

Una explotación se puede hacer en la superficie o debajo de ella. La elección del método depende de factores como:

• Profundidad.
• Forma e inclinación del depósito.
• La distribución de leyes del mineral.
• Las características geotécnicas.
• Lotes de explotación.
• Recursos humanos disponibles.

Minas Subterráneas

Los métodos de explotación se eligen en función de la morfología del cuerpo (regular e irregular). Estos métodos incluyen:

Tipos de Cámaras Subterráneas

Cámaras Naturales (Autosostenidas)

Método: Hundimiento por niveles.

Cámaras con Soporte de Pilares

Método particularmente indicado para cuerpos mineralizados con escaso basamento.

Cámaras Artificialmente Sostenidas

Si la roca no es sustentable (por ejemplo, por encontrarse muy fracturada), no se pueden dejar cámaras abiertas. Este problema se resuelve de dos maneras:

• Acumulando parte del mineral volado dentro de la cámara (almacenamiento de zafras).
• Rellenando con arena o colas de la planta de flotación (corte y rellenado).

Métodos de Hundimiento (2)

Se aplica para grandes cuerpos minerales:

• Hundimiento en bloque.
• Pisos de hundimiento.

Mina a Cielo Abierto

Estas minas son aquellas cuyo proceso extractivo se realiza en la superficie del terreno y con máquinas de gran tamaño (ejemplos: La Escondida y Chuquicamata).

Etapas de Explotación a Cielo Abierto (4)

1. Perforación.
2. Tronadura.
3. Carguío.
4. Transporte.