Minerales no metálicos de aplicación industrial y agrícola

Transcripción

Minerales no metálicos de aplicación
industrial y agrícola
Dra. Liliana N. Castro
Geología Minera. Departamento Ciencias Geológicas
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Buenos Aires
Ciudad Universitaria . Pab 2. 1° Piso.
1428. Buenos Aires ARGENTINA
[email protected]
Los recursos minerales en el
sentido amplio se dividen:
a) energéticos
b) metálicos
c) no metálicos
Recursos Mineros
d) rocas de aplicación
e) aguas
1
DEFINICIONES
Recurso que es la cantidad
total de mineral existente
en la zona, incluyendo el
que no podrá ser explotado
por su baja concentración o
ley.
Reservas:
cantidad (masa o volumen)
de mineral susceptible de
ser explotado.
Depende de un gran
número de factores: ley
media, ley de corte, y de
las condiciones técnicas,
medioambientales y de
mercado existentes en el
momento de llevar a cabo
la explotación.
LNC
MENA:
mineral de mena
Sustancia mineral que
se puede extraer, con
beneficio económico.
ganga
2
¿Ganga o
minerales mena?
YACIMIENTO
Concentración natural de un determinado
mineral o grupo de minerales que puede
ser explotada para su uso por el hombre.
Pueden tener origen ígneo, metamórfico o
sedimentario
Existen asociaciones más o menos típica de
determinados minerales con diferentes ambientes
geológicos, lo que facilita la búsqueda.
LNC
3
ETAPAS DE UN PROYECTO MINERO
PROSPECCIÓN
EXPLORACIÓN
EXPLOTACIÓN
CONCENTRACIÓN
REMEDIACIÓN
COMERCIALIZACIÓN
CICLO MINERAL- MATERIAL
Transformaciones que experimenta un sistema físico,
no necesariamente periódicas, por factores tanto
internos como externos, que empiezan y deberían
concluir en un mismo estado.
Actividad minera
Æ
Transformación
Æ
Uso de materiales
Un mismo ciclo
4
A medida que la población aumenta
la demanda de recursos se amplía
Progresión del crecimiento de población
entre 1950 y 2050 (x 1000)
2060
2040
2020
2000
1980
1960
1940
1920
1900
2 519 470
2 757 399
3 023 812
3 337 974
3 696 588
4 073 740
4 442 295
4 843 947
5 279 519
5 692 353
6 085 572
6 464 750
6 842 923
7 219 431
7 577 889
7 905 239
8 199 104
8 463 265
8 701 319
8 907 417
9 075 903
5
Recursos Mineros
Yacimientos
metálicos
Yacimientos no metálicos
Rocas de aplicación.
Yacimientos metálicos
El valor económico depende del
contenido de elementos metálicos.
Se encuentran en baja proporción como
elementos nativos o minerales, es por ello
hay que concentrarlos
y en muchos casos refinarlos
LNC
6
Yacimientos metálicos
Yacimiento ► el metal debe estar concentrado muy por encima de su
abundancia media en la corteza terrestre
El grado de enriquecimiento varía para cada elemento dependiendo del
valor de cada metal
Elemento
Contenido promedio en
la corteza
Ley promedio mínima
explotable
Factor de
enriquecimiento
Al
8%
30,0%
3,75
Fe
5%
25,0%
5
Cu
50 ppm
0,4%
80
Ni
70 ppm
0,5%
71
Zn
70 ppm
4,0%
571
Mn
900 ppm
35,0 %
389
Sn
2 ppm
0,5%
2500
Cr
100 ppm
30,0%
3000
Au
4 ppb
1 g/t
250
Pb
10 ppm
4,0%
4000
Sustancias minerales que se usan en
procesos industriales, directamente o
mediante una preparación adecuada.
En general los minerales industriales
persisten con las mismas propiedades desde
la cantera hasta su aplicación final.
LNC
7
Talco
Cuarzo
Sustancias minerales que se
usan en procesos industriales,
directamente o mediante una
preparación adecuada.
Feldespato
Mica
Fluorita
Calcita
Arcillas varias
Azufre
Halita
Yeso
Baritina
Boro
8
Minerales Industriales
Son todos los no metálicos, no energéticos extraidos
y procesados para usos industriales, sumados a
aquellas menas metálicas utilizadas en aplicaciones
no metalíferas.
Problemática clasificación en algunos casos.
.
Los minerales industriales se definen
como toda roca, mineral, u otra
sustancia natural, que tenga valor
económico, excluyendo las menas
metálicas, el petróleo y las gemas.
9
Materias primas
Minerales o Rocas ► Ej: cuarzo, talco, bentonita,
diatomitas.
Minerales como fuente de elementos no metálicos
►Ej: pirita (S), Boratos (para ácido bórico o bórax).
Minerales no metálicos que sirven de fuentes de
metales o sus compuestos se emplean en
procesos metalúrgicos ►(Ej: berilo como fuente de
BeO)
Rocas de aplicación ►(Ej: granito, materiales de
construcción).
LNC
Ejemplos metálicos de uso industrial
Bauxita (Al )que se usa como refractario.
Pirolusita (Mn) y hematita (Fe) como
pigmentos
Rutilo (Ti) como pigmento blanco, cosméticos
10
Excepciones
9Productos manufacturados: Ej cemento y cal
9Mezcla de productos naturales y artificiales
Ej: abrasivos y refractarios
9Diamante y corindón de tipo
industrial para abrasivos y
no como gemas
Rocas de aplicación
Son las rocas empleadas para la construcción de edificios,
puentes y caminos.
Usadas como piedra rústica o pulidos y en diferentes formas
(bloques, lajas, etc).
Los materiales pueden ser de origen igneo, metamórfico o
sedimentario.
Dolomita
Porfiros
Laja
Granito
Mármol
11
Minerales para distintas industrias
ABORDAJE A PARTIR
¾Características del mercado
¾ Clasificación genética Ej: (Evaporitas, placeres,
pegmatitas)
¾ Mineral Ej. Yeso ► Construcción, Manufacturas (paneles,
placas, molduras), Ortodoncia, Medicina, Agricultura
¾Industria ( Ej: Abrasivos, fertilizantes, filtrantes)
LNC
1) Mercado, consumo, precios
Técnicas para la investigación de las características y
dimensiones del mercado de artículos de uso y de consumo
directo se basan en:
¾
Análisis estadísticos
¾
Extrapolación de tendencias históricas
¾
Muestreos parciales
¾
Consideraciones sobre costumbres
¾
Probabilidades de modificaciones naturales o provocadas
¾
Ecuación población, hábitos y capacidad adquisitiva.
12
Mercado de los minerales
¾Artículos de consumo Ej: fertilizantes, correctores de suelo,
sal, gemas y piedras semipreciosas, cerámicos para pisos, etc.
¾ Materias primas o insumos intermedios para procesos
industriales o construcción.
Arcilla
Feldespatos
Boratos
PRODUCTO FINAL
El estudio de mercado debe cubrir los siguientes
aspectos:
9 Descripción del mineral o roca cuyo mercado se investiga
9 Recopilación y análisis de la información empleada con sus
citas.
9 Destino del mineral (consumo o materia prima para otras
industrias o participar de ambas condiciones)
9Representividad de las informaciones recogidas. Es muy
importante señalar la proporción de las cifras obtenidas y las
inferidas
13
Ej: Agregados pétreos:
¾ Demanda relacionada con la construcción de
caminos, obras públicas y viviendas.
¾ Información básica a partir planes elaborados
por entes oficiales, o permisos privados de
construcción.
Ej: Fertilizantes y
correctores de suelo:
¾ Esta vinculado a áreas
de cultivos
¾ Se deben conocer
•valores históricos de
consumo
•tendencias futuras
•modificaciones de
extensión de áreas
•relación del precio de
fertilizante y correctores
frente al producto (cultivo)
14
Ej: Fertilizantes
•Avance de la agricultura en
• la región del Cono sur
Balances de nutrientes
negativos
Demanda creciente y
sostenida en el mediano plazo
.
El área sembrada con
soja se incrementó
entre los años 2001
y 2007 en todo el
MERCOSUR.
Argentina
Brasil
Uruguay
Paraguay
32%
40%
558%
25%
Usos y especificaciones técnicas
Cada mineral tiene variados usos y para cada uno de ellos
deben responder a determinadas condiciones fisico-químicas, es
decir especificaciones técnicas.
La calidad y las especificaciones técnicas requeridas dependen
del uso final al cual se aplique.
Ej: Usos de los boratos:
Industria de esmaltes y
….cerámicas
Vidrio y fibra de vidrio
Detergentes y
…..blanqueadores
Fertilizantes
Fibras textiles
El precio se basa en el contenido de
B2O3.
La colemanita calcinada
concentrada contiene 42% B2O3
con As (elemento penalizado) entre
los rangos 30 - 2.000 ppm)
15
Estructura de la demanda
Ej: Carbonato de calcio
Distintas proporciones que
componen las industrias
que utilizan el elemento
o materia prima.
1%
49%
49%
1%
Cemento
Cal
Otros e n construcción
Otros usos
de otros usos
0,01%
0,20%
17,39%
1,43%
4,46%
3,50%
7,91%
65,10%
Cerámica
Pinturas
Papel
Agricultura
Alimentación Animal
Pesticidas
Lubricantes
Otros
Sustitutos
Muchas veces un mineral puede ser reemplazado como
materia prima en alguna de las industrias que lo utilizan
por otros materiales ya sean de origen mineral u otro.
Esta sustitución puede estar vinculada
la falta del mineral
la reducción de costos.
En algunos casos esta sustitución puede traer aparejada
la disminución en el rendimiento
Ej Yeso de construcción : cemento, madera, cal, mampostería,
acero.
No hay prácticamente ningún sustituto para el yeso en el cemento
portland.
16
Mercado Interno
a) Producción
b) Exportación
c) Importación
d) Consumo aparente ( producción + importación- exportación).
e) Distribución del consumo por industrias (estructura de la
demanda) .
f) Ubicación de los centros de consumo
g) Proyecciones del consumo
1) Extrapolación de tendencias
2) Planes de instalación, ampliación o reducción de las
industrias usuarias.
h) Sustitutos
.
Mercado interno continuación....
h) Oferta
1) Yacimientos en producción con reservas conocidas.
Planes de expansión, ubicación geográfica con relación a los
centros de consumo.
2) Condiciones favorables o desfavorables de un nuevo
yacimiento en estudio con relación a los identificados
3) Respuesta a las especificaciones técnicas.
i)
Transporte medios y tarifas.
j)
Envases
k)
Grado de abastecimiento actual y futuro
l)
Conclusiones sobre mercado interno
17
Mercado externo
a) Producción mundial de un mineral determinado
b) Países productores
c) Principales exportadores:
¾ Destino principal de las exportaciones
d) Países importadores:
¾ Origen de las principales importaciones
e) Consumo aparente.
¾ Situación del abastecimiento en los principales países
usuarios.
Mercado externo continuación....
f) Balance de la situación oferta y demanda.
¾ Pronóstico de la demanda
#Extrapolación de la tendencia
#Planes de nuevas instalaciones o ampliaciones en marcha
y proyectadas
¾Pronóstico de la oferta
#Etapas de nuevos proyectos mineros
#Planes de expansión de la producción
#Reservas conocidas en países productores
g) Sustitutos
h) Conclusiones
18
Fletes, impuestos y otros costos
En algunos casos puede ser necesario determinar el precio
final de un mineral importado, con el objeto de estimar el
que puede obtenerse para un producto nacional con el
que se pretende sustituir.
Parámetros para el cálculo de los precios de
los productos importados
Tasa de cambio
Tipo vendedor
Precio FOB (Free on board)
Precio que tiene la mercadería puesta a bordo del barco, con todos los gastos,
derechos, impuestos y riesgos a cargo del vendedor hasta que la mercadería haya
pasado la borda del barco, con flete excluido. Exige que el vendedor despache la
mercadería de exportación. (Solo para vías acuáticas).
Precio FAS (Free alongside ship)
Precio de la mercadería al costado del barco con todos los gastos, derechos,
impuestos y riesgos a cargo del vendedor. El comprador debe despachar la
mercadería en aduana (permiso de exportación, gastos de agente de embarque,
gastos de puerto, guinche, derechos, impuestos, riesgos, y otros hasta que la
mercadería pasa a bordo del buque.
19
Flete marítimo
Precio por container
Con dimensiones mayores y carga suelta puede aumentar geométricamente
el precio.
Seguro marítimo En la actualidad se estima el 1 % de costo y flete.
CIF (El precio comprende Costo de la mercadería puesta en Puerto de
Destino + con flete pagado y seguro cubierto)
Otros gastos portuarios aduaneros, descarga, eslingaje, almacenaje y
movimiento)
Derechos de importación # y estadística)
Transporte terrestre contenedor
b) A partir de la clasificación de yacimientos
TIPO DE YACIMIENTOS
DEPÓSITO Y MINERALIZACIÓN ASOCIADA
Magmáticos relacionados a rocas Cromita, talco, vermiculitas, serpentinitas.
ígneas básicas-ultrabásicas
Kimberlitas: Diamantes
Relacionados a intrusivos
intermedios y ácidos
Pegmatitas: cuarzo, feldespato, micas, tierras
raras, berilo.
Vetas hidrotermales: fluorita, baritina.
Skarn: carbonatos, granate, sillimanita,
andalucita
Relacionados a vulcanismo
subaéreo
Depósitos epitermales fluorita
Relacionados a vulcanismo
submarino
Sulfuros masivos: baritina
20
Clasificación de yacimientos
TIPO DE YACIMIENTOS
DEPÓSITO Y MINERALIZACIÓN ASOCIADA
Depósitos sedimentarios
químicos
Marinas: Calizas y Fosforitas.
Evaporitas: cloruros, sulfatos, boratos, min de
Li.
Azufre biogénico
Placeres
Diamantes, granate , corindón, circón, rutilo.
Depósitos residuales
Bauxitas
Depósitos metamórficos y
metamorfizados
Mármoles, Asbestos, Grafito
Ej: Evaporitas
Rocas sedimentarias formadas por evaporación
de las aguas ricas en sales.
Evaporitas marinas
Su composición es casi constante.
Cl18.98 %o
Na+
10.56 %o
SO4=
2.65 %o
Mg 2+
1,27 %o
0.40%o
Ca+2
0,38%o
K+
HCO3- 0.14%o
Otros
Los elementos están
entre 65 ppm y 1 ppm
incluye Br-, Sr+2, B, F
21
Evaporitas lacustres

Composición más diversa, incluyen además
trona (sulfato ácido de Na dihidratado),
mirabilita sulfato de Na (decahidratado)
glauberita (sulfato de Na y Ca)
boráx (borato de Na.8H2O)
epsomita (sulfato de Mg 7H2O)
thenardita (sulfato de Na).
También contiene anhidrita, yeso y halita.
¾ Concentran elementos de
origen volcánico y agua de lluvia
¾Cuencas pandas,
clima árido con sistemática
¾Alta evaporación
¾ Fallas de bloques extensional
¾Bajos topográficos en zonas
desérticas
SECUENCIA NORMAL
•
•
Calcita (CO3Ca)
Yeso (SO4.2H20)
• Halita (ClNa)
• Glauberita (SO4 Ca.Na2SO4)
• Polihalita 2 SO4 Ca. K2SO4.MgSO4.2H2O
• Soluciones Sólidas de Cloruros y bromuros
• Epsonita (MgSO4.7H2O), Silvita (KCl), Kainita( KCl. MgSO4.3H2O)
• Carnalita (KCl.MgCl2.6H2O)
• Precipitación de Boro y Boratos de Magnesio
22
c) A partir del mineral
Un mineral puedo servir para distintas industrias
Pero debe respetar las especificaciones técnicas
Ej: bentonita
¾Lodos de perforación,
¾Pesticidas
¾Acondicionadores de suelo
¾Alimentos balanceados
¾Industria farmaceútica.
¾Remediación minera
¾Peletización de menas de hierro,
¾Refinación, filtrado, clarificación y decoloración (aceites)
¾Neutralizador de residuos de mascotas
d) A partir de la industria
Las diferentes
industrias uno más
minerales para su
utilización,
respondiendo a sus
características fisico o
fisico/ quimicas
23
Abrasivos
Ej: Abrasivos
Sustancias naturales
o artificiales, que se
usan para rebajar, pulir,
limpiar afilar y pulir
objetos por fricción
o desgaste de su superficie.
Dureza relativa
Escala de Knoop
1
0
5000
Son muy duras que se
aplican divididas en trozos muy pequeños.
10000
Diamante
Nitruro cúbico de B:
Carburo de boro
Carburo de silicio
Granate
Topacio
Cuarzo
Ortosa
Apatita
Fluorita
Calcita
Yeso
Talco
Diversas formas y tamaños, desde simples
lijas, hasta discos que van desde mm hasta
50 cm de diámetro, piedras abrasivas de
distintos espesores.
24
Minerales Abrasivos
cuarzo
granate
arcillas
diamante
Corindón
Feldespato
diatomita
Abrasivos sintéticos
Son muy importantes
por su uso industrial debido
•A su mayor uniformidad
• Posibilidad de controlar y
variar artificialmente sus
propiedades
Carburo de Silicio
Alúmina Zirconia
Corindón sintético
Esmeril sintético (Al3O2 + Fe2O3)
Nitruro de Boro
•Han desplazado mayormente a
los abrasivos naturales
•Mayor costo inicial pero
mayor efectividad y
rendimiento.
25
Cerámicos
y vidrios
Cerámicos
Cuatro materias
primas principales
arcilla, caolín,
cuarzo, y feldespato.
A través de los años las materias son las mismas, lo
que cambia es su tratamiento.
El mercado exige usar materias primas con un tenor
de impurezas mínima y una distribución de
partículas óptimas
26
TIPOS DE ARCILLAS
Arcillas duras No tienen plasticidad. No son afectadas por el
agua; constituyen el esqueleto.
Arcillas semiduras Ocupan los intersticios
Arcillas plásticas Sirven para moldear las distintas piezas
Cuando
El conjunto es sometido a
calcinación y excede los límites de la
resistencia de cada uno de los
componentes se llega a estado vítreo.
Tipos de cerámicas:
Cerámicas refractarias: alta
resistencia a la temperatura, para
revestimientos de hornos.
Cerámica blanca: azulejos,
cerámicos domésticos, loza,
porcelana, sanitarios
Cerámica eléctrica: Incluye
aisladores de alta y baja tensión.
Cerámicas rojas: Incluye los
ladrillos, revestimientos rojos,
ladrillos huecos, tejas, no incluye
en ladrillo común.
27
Loza ► Arcillas con algo
de sílice y se liga con
arcillas plásticas.
Porcelana ► Se calcina
a mayor T, se logra así una
vitrificación total, sin llegar
al estado líquido.
La porcelana es translúcida,
en cambio la loza no.
El vidrio llega a licuarse.
Vidrio
Mezcla de componentes
que llegan a la fusión
completa, además de
usar arcillas, cuarzo (se
puede se reemplazar por
arenas) se debe agregar
fundentes como boratos
o fluorita.
28
Pigmentos
Óxidos de Hierro:
Usados como pigmentos
•No tóxicos
•Relativamente inertes
• Resistentes a la meteorización.
•Opacos y su color depende
del mineral de hierro que
predomine:
¾ amarillo (goethita y ocres)
¾ rojo (hematita)
¾ castaño o negro (magnetita).
¾Pueden ser naturales o sintéticos (Ej. siderita calcinada)
29
¾Dióxido de titanio o titania Pigmento blanco
¾Ilmenita, FeTiO3
¾Rutilo, TiO2
¾Leucoxeno TiO2
Producto de alteración de minerales
de titanio, de color blanco, opaco,
de grano fino
¾Escorias de Ti.
¾El 90 % del mercado del TiO2 se usa como materia prima para la
producción de pigmento blanco de TiO2.
Minerales Filtrantes
30
Minerales filtrantes
Se usan para la remoción de partículas sólidas de un medio
líquido.
►Sustancias naturales:
Arena
Diatomita
►Sustancias preparadas
Perlitas
Natural
Natural molida
Expandida
¾Propiedades necesarias para los filtrantes
¾ Formar una masa muy porosa
¾ Correcta distribución de tamaño de partículas
¾ Baja retención (no ser absorbentes)
¾Buen rendimiento
•la calidad del líquido filtrado
• el caudal o flujo de filtración
• la duración del ciclo de filtración.
31
DIATOMITAS
Tierra de diatomeas y “kieselguhr” (“harina fósil”)
son sinónimos de diatomita. Los nombres: trípoli, tripolita y
tierra de infusorios se usaron alguna vez, pero son ahora obsoletos.
Son rocas sedimentarias
silíceas de origen lacustre
O marino, consistentes en
restos esqueletales fosilizados
de diatomeas (plantas
unicelulares acuáticas).
Mejores
< PE
¾Contenido de SiO2
¾En gral Cenozoicas
USOS

Como filtros y clarificadores de líquidos

Como carga, aislante, absorbente, aditivo en cementos

Como fuente

Como lubricantes en pintura, papel o plástico.

Como abrasivos

Como aislantes en refractarios y hornos

Como pesticidas

Como absorbentes industriales
Aproximadamente el 50% del uso mundial de las
diatomitas es como filtrante en la industria del vino,
de la cerveza y de los aceites comestibles.

32
Producción mundial
de diatomitas
Estados Unidos
China
Dinamarca
Japón
Francia
Méjico
Alemania
Rep.Checa
Corea
Peru
España
Islandia
Chile
Costa Rica
Italia
Peru: 33 mil toneladas (2008,USGS)
Diatomitas
Tarucani
Reservas50 MT
33
Industria petrolera
LNC
Minerales industriales usados
para perforación de pozos
Aditivos
Forma
Especificaciones
Usos
Baritina
Finamente
molida
µm 230
PE 4,2 mínimo
Para controlar la PE en
agua y lodos de base en
petróleo
Bentonita
Molido
µm 200
Viscosidad plástica: Para formar el revoque
10g de bentonita en de la pared del pozo.
350cc de agua.
LNC
34
-
Bentonita
Bentonita es un término
aplicado a cualquier arcilla
plástica, coloidal y
expansible.
Consisten un 95-99,5 % de
arcillas (alumino silicatos
de Mg) + componentes no
argiláceos (Plag, Q,
fragmentos líticos
volcánicos y pumíceos,
yeso y zeolitas).
LNC
La producción de bentonita en el Perú es de 18 471
toneladas al año,
Bentonitas sódicas
capaz de absorber grandes
cantidades de agua
Bentonitas calcicas y
magnésicas
(tierra de Fuller)
capaces de decolorar los aceites.
LNC
35
Producción mundial de bentonita
EEUU
Grecia
Turquia
Commomwealth
Italia
Méjico
Alemania
Peru
Peru ocupó el cuarto lugar en América Latina
Industria
Química
36
Industria quimica
Es fundamentalmente una industria de base que provee materias
primas e insumos a otras industrias.
Características comerciales:
¾
La ley y el grado de impurezas son dos factores
importantes que afectan el uso de los elementos en los procesos
químicos.
¾ Deben tener mayor especificaciones si se usa química que
físicamente.
Industria quimica
Los minerales industriales abastecen diferentes
industrias:
Petroquímica
Fertilizantes
Pinturas
Farmacéutica
Cauchos
Cosméticos
Plásticos
Papel
Pesticidas
otras.
37
AGROINDUSTRIA
Los suelos son esenciales para la producción de alimentos
Los cultivos y los animales de pastoreo requieren suelos
fértiles para una producción de alimento sustentable
La fertilidad de los suelos depende de un número de
factores que interactúan
¾
▒
~
clima (temperatura y precipitaciones)
sustrato original
morfología
actividad biológica
tiempo de formación
38
Producción de cultivos intensivos
Inadecuada reposición de nutrientes
► posible balance negativo de nutrientes
Ð
Exportación de nutrientes
Ð
Descenso de la producción de alimentos
en muchas partes del mundo en
desarrollo
Ï
Para superar los suelos naturalmente
infértiles o por agotamiento o pérdida de
nutrientes por causas antropogénicas
Fertilizantes
Fertilizantes
Toda sustancia o mezcla de sustancias que se
incorporan al suelo o al cultivo para estimular
su crecimiento, aumentar su productividad y
mejorar su calidad.
Se dividen
a) Abonos sustancias que se aplican al suelo o cultivos con el
fin de enriquecerlos en elementos químicos activos. Se
clasifican en minerales y orgánicos.
b)
Enmiendas sustancias que mejoran las propiedades físicas o
fisico- químicas del suelo.
39
ABONOS
Î ORGÁNICOS
Î
M
I
N
E
R
A
L
L
E
S
•Primarios Î fósforo, potasio y
nitrógeno
•Secundarios Î calcio, magnesio y
azufre) y
•Micronutrientes Î boro, hierro,
manganeso, cobre, zinc, molibdeno
Nutrientes primarios
P, K y N son los nutrientes críticos en el
crecimiento de las plantas.
P Î es el más crítico en términos de
disponibilidad.
N Î está presente en la atmósfera como N2, de
la cual es extraído naturalmente por algunas
plantas.
K Î es extraído en amplia escala de las
evaporitas, y puede recuperarse del agua de mar,
si es necesario.
40
Fósforo
El P sólo se puede
extraer via de la explotación
de depósitos fosfáticos.
El 80 % de lo explotado
proviene de fosforitas
En fosforitas > 18%
de P2O5 y puede en ocasiones
llegar al 40%.
La francolita (CFA) con < 1% de F y apreciables
cantidades de CO2, es esencialmente el mineral fosfático
que aparece en fosforitas no alteradas por metamorfismo o
meteorización. Es estructural y químicamente compleja.
Abundancia de fosfatos y períodos fosfogénicos
Cook et al, 1979
41
Composición química de rocas fosfáticas de
distintos yacimientos / depósitos del mundo Jarvis
et al. (1994) y otros autores
Florida
(1)
Marruecos
(1)
SiO2
11,2
2,09
Al2O3
1,8
0,55
Fe2O3
0,79
0,23
MgO
0,33
0,403
CaO
43,6
51,76
Brasil
(1)
Perú
(1)
Venezuela
(1)
Brasil
(2)
33.7
3.2
36
0.6
0.3
0.1
8.7
3.3
6.1
0.50
0.11
5.5
24.4
46.5
38.3
44.3
20,2
30.2
25-30
5.3
P2O5
30,2
32,98
CO2
n.d.
5,1
4.4
F
3,2
4,04
2.9
2
(1) Fosforitas
(2)Carbonatita
Producción mundial 2008
2%
4%
2%
1%
6%
1%
2%
31%
3%
5%
7%
19%
17%
China
Estados Unidos
Marruecos y Sahara Occidental
Rusia
Tunez
Jordania
Brasil
Siria
Egipto
Israel
Sudáfrica
Australia
Togo
Senegal
Canada
Otros
30 países están produciendo roca fosfática para
abastecer tanto mercados locales como internacionales.
3 primeros Æ 70% del total.
42
Peru- Bayóvar
Fue descubierto en 1956
Reservas 816 MT Eq. 262 MT de concentrados de
roca fosfática al 30 % de P2O5
Reservas potenciales se estiman en 10 000 MT
Depósitos sedimentario (upwelling) afloran sobre un
área de 260 km de longitud y 80 km de ancho,
paralelo a la costa.
Edad Miocena
43
Peru- Bayóvar
Composición:
lutitas,
diatomitas,
fosforitas
interestratificadas
en
areniscas, arcillas, bentonitas, arenas
silícicas y calizas fosfáticas, cubiertas
parcialmente por , coquinas y arenas
eólicas. (INGEMET, 1982).
Fosfatos Como pellets de carbonatoflúorapatita (francolita) junto con
fragmentos de diatomitas, vidrio
volcánico y sales solubles de Na, K y
Mg, yeso, micas y materia orgánica.
Bayóvar
Alta recuperación metalúrgica (30.5% P2 O5)
Roca fosfórica con características de alta
reactividad: alta solubilidad en terrenos ácidos
Alta calidad y competitividad para la producción
de ácido fosfórico, fosfato diamónico y todo tipo
de fertilizantes fosfatados.
Proximidad de yacimientos de Salmueras con KCl
Con la disponibilidad del Gas para producir el
amoniaco requerido por la Planta de Fertilizantes
de Bayóvar.
Existen proyectos de nuevas fundiciones y de
ampliación de las existentes, que podrán
producir el ácido sulfúrico necesario para la
planta de fertilizantes.
44
Bayóvar
Inmejorables condiciones de la bahía de
Sechura para la construcción de un puerto
adyacente con un calado de 50 pies para las
operaciones de los fosfatos.
Guano
¾
Extensos depósitos cubren
sectores bajos y las cárcavas,
alcanzando un espesor de 20 m
en el área costera.
¾ Guano rojo o fósil ►

más valioso
8-20% P2O5 y menos el de 2% N y
K2O.
Reservas totales
1 MT con 18% P2O5 y
500.000 T con 15% de P2O5
(Notholt, 1999)
45
Zona Económica Exclusiva
(ZEE)
Recursos minerales
potenciales
económicamente
Génesis (upwelling).
Situación de Peru
Los suelos exhiben diferentes grados de fertilidad
resultante de las diferencias en la variación de los factores
de formación.
en la sierra estas deficiencias alcanzan un 80%,
en la selva hasta el 90%.
Respecto a los fertilizantes fosfatados, apenas cubre un
35% de las necesidades edáficas, concentrándose estas en
fertilizantes fosfatados solubles.
46
Potasio
La silvita (con un 63 % K2O) es la fuente dominante
de K.
Genéticamente está vinculada a depósitos evaporíticos
Minerales de potasio presentes en evaporitas
Mineral
Fórmula
Tenores equivalentes (%)
K
KCl
K2O
K2 SO4
63,17
-----
Silvita
KCl
52,44
100,00
Carnalita
KCl.MgCl2.H2O
14,07
26,83
16,95
Silvinita
KCl + NaCl
---
---
10–35
---
Kainita
4 KCl.4MgSO4.H2O
15,71
29,94
19,26
---
Arcanita
K2 SO4
44,88
---
54,06
100,00
Glaserita
3 K2SO4 Na2 SO4
35,29
---
42,51
78,63
Langbeinit
a
K2SO4.2Mg SO4
18,84
---
22,69
41,99
21,33
---
25,69
47,52
12,97
---
15,62
28,90
Leonita
Polyhalita
K2SO4.
2MgSO4.4H2O
K2SO4.MgSO4.2CaS
O4.2H2O
47
Situación en Perú
Se importa: KCl (70%), K2SO4 (25%), y otras fuentes
potásicas (nitrato de potasio).
Procedencia: Chile y Estados Unidos.
RECURSOS
En la provincia de Sechura del departamento de Piura, un
importante depósito de salmueras con alto contenido de
potasio, magnesio y con cantidades recuperables de bromo.
en las llamadas "Sechura Western Depression” y “Eastern
Sechura Depression-N. E”. Próximos al puerto de
Bayóvar.
Producción 2007 por paises
0
2
4
6
8
10
12
Mt
Canadá
Rusia
Belarus
Alemania
Israel
Estados Unidos
Jordania
China
Chile
España
Brasil
Reino Unido
Ucrania
Otros
Debido a que la producción global supera en exceso la demanda, en
ocasiones, como por ejemplo en los yacimientos de Saskatchewan
(Canadá) se trabaja a un 45% o menos de su capacidad.
http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/potash/
48
Situación del Potasio
En general la fertilización con potasio es muchas veces
desatendida por el impacto indirecto del K en los rendimientos, y
por el hecho que los cultivos pueden producirse dentro de un
amplio rango de disponibilidad de K en el suelo a diferencia de
los otros dos nutrientes N y P
En los últimos 40 años el consumo ha crecido 2,5 veces
traccionado por la mayor y creciente producción mundial de
alimentos.
Entre 1960 y 2000, el uso mundial de fertilizantes potásicos
aumentó desde 9 a 22 Mt de K2O, a pesar de la significativa
caída del consumo en los países de la ex URSS y Europa Central
desde 1990.
En Latinoamérica:
Brasil ►gran consumidor y productor de
fertilizantes potásicos.
►3º importador, con el 12 % de las
importaciones, después de EEUU (23%) y China
con el 15 %.
► Su producción satisface alrededor del
10 % de sus necesidades.
Chile ► productor KCl
► 1ºproductor y exportador de K2NO3
partir del NO3Na natural (Caliche).
a
49
Nitrógeno
Si bien la mayor cantidad de nitrógeno en
la naturaleza se encuentra en la atmósfera
terrestre constituyendo el 78% del aire,
pocos organismos son capaces de
absorberlo directamente de este medio y
utilizarlo en sus procesos.
Algunas cultivos como la soja lo incorporan
directo desde al atmósfera o del suelo por
un proceso que se llama “fijación"
Nitratos
Salitre hace referencia a las sales
de ácido nítrico sólidas, solubles
en agua, fácilmente cristalizables
que poseen propiedades fertilizantes.
Caliche es el nombre local del
mineral de donde se extrae el
salitre.
Figura 1. Mapa con la distribución de los yacimientos
de caliche en el norte de Chile
50
Urea = Dióxido de carbono + Amoníaco = NH 3 (CO2).
Los dos se reaccionan juntos en la alta presión en las
temperaturas entre 132° y 182° C
Æ
urea fundida (concentrado al 80 %).
Æ
solución fundida con > concentración Î se granula para
Æ
urea seca
Urea grado alimentación
es el resultado de la urea
transformada en pills
Nitrógeno
Producción 2007 de amoníaco a partir de nitrógeno
0
5
10
15
20
25
30
35
40
China
Rusia
India
Estados Unidos
Trinidad y Tobago
Indonesia
Ucrania
Canadá
Arabia Saudita
Egipto
Alemania
Paquistán
Polonia
Qatar
Paises Bajos
Otros países
Mt
51
Secundarios ( azufre-calcio- magnesio)
Azufre
Aparece principalmente como
sulfuro, sulfosal, sulfatos o bien
nativo Como S°
Se encuentra asociado a zonas
volcánicas y como azufre
biogénico.
Es único entre los
minerales
industriales, pues su
derivados ácidos
pueden explotarse o
recuperarse a partir
de una amplia
variedad de
yacimientos
Como azufre nativo separado
en plantas química y refinerías
a partir de combustibles fósiles,
portadores de azufre.
Por tostación de pirita, pirrotina,
o sulfuros polimetálicos
obteniéndose SO2 que es luego
convertido en H2SO4 o en
ocasiones en azufre nativo.
Producción de Azufre 2007
0
2000
4000
6000
8000
10000
t
Canadá
Estados Unidos
China
Rusia
Alemania
Arabia Saudita
Japón
Kazashtan
Emiratos Arabes
Méjico
Corea
Irán
Chile
India
Polonia
Australia
Venezuela
Italia
España
Francia
Kuwait
Sudáfrica
Finlandia
Paises Bajos
Uzbekistan
Otros Paises
52
MINERALES Y ROCAS
CON CONTENIDO DE
CARBONATO DE CALCIO
Conjunto de materiales naturales: caliza, coquina
y carbonato de calcio blanco, compuestos principalmente por el
mineral calcita, CaCO3.
Minerales y rocas con contenido de calcio
Enmienda calcárea para la corrección
de la acidez de suelos y nutriente 2º
Se emplean calizas organógenas,
clásticas, dolomías y eventualmente
travertinos
53
Situación de Perú
Calizas constituyen una de
las rocas más abundantes.
Los cercanos a la Costa los
más accesibles y cercanos a
la ciudad de Lima son objeto
de explotación e
industrialización.
Edad cretácica y jurásica.
Magnesio
Las principales fuentes son:
SO4Mg hidratado, (K2SO4.2MgSO4),
kieserita (Mg SO4.H2O
epsonita (MgSO4.7H2O).
Dolomita, (CO3 Ca. CO3 Mg);
Brucita MgO.H2O);
Magnesita (CO3Mg)
fosfato amoníaco de magnesio, producido como
fertilizante.
serpentina,(Mg, Fe)3 Si2O5 (OH) y olivina (Mg, Fe)2 SiO4.
54
Yeso (sulfato de calcio dihidratado)
¾ Enmienda en la corrección
química en suelos alcalinos.
¾Como fuente de azufre en
fertilización, pero su uso es
menor respecto de otras fuentes
como el SPS, el sulfato de potasio,
sulfato de magnesio, etc.
Especificación técnica
(molido 80 a 90% pasante 149 µ.)
Situación en Perú
Precipitación de aguas salobres
en clima desértico.
Excepcionalmente se forma a
partir de soluciones
hidrotermales.
El yeso se vincula con halita y
por otro lado se encuentra
asociado a calizas.
Mantos horizontales a
subhorizontales con gran
desarrollo areal, aunque
reducido espesor.
Yacimientos explotados en
pequeña escala.
55
Micronutrientes
Elementos que se aplican en bajas proporciones
(ppm) y que su ausencia o defecto actúan
negativamente en el metabolismo
Más utilizados son: boro, cobre, hierro,
manganeso, molibdeno y también zinc.
Mucho de los micronutrientes son incorporados
en las mezclas de fertilizantes y al igual que los
componentes primarios y secundarios deben
solubles en agua antes de ser aplicados.
BORATOS
¾Cuencas pandas,
¾Clima árido con sistemática alta evaporación
¾Fallas de bloques extensional
¾Bajos topográficos en zonas desérticas
¾Desarrollo congénico con el volcanismo llevó a una
transferencia de iones a las cuencas cuyo resultado se expresa
en importantes volúmenes
de sales.
56
Boratos
El boro es un semimetálico, frágil y duro. Se conocen cien minerales
de boro. Los principales son
MINERAL
Fórmula Química
% B2O3
Tincal (bórax)
Tincalconita
Kernita
Colemanita
Ulexita
Probertita
Priceita
Sassolita
Szaibelyita
Hidroboracita
Boracita
Na2O.2B2O3.10 H2O
Na2O.2B2O3.5 H2O
Na2O.2B2O3.4 H2O
2CaO. 3B2O3.5 H2O
Na2O.2CaO.5B2O3.16 H2O
Na2O.2CaO. 5B2O3.10 H2O
2CaO. 5B2O3.7 H2O
B(OH)3
2MgO.B2O3.H2O
CaO. MgO. 3B2O3.6 H2O
Mg7Cl2B16O30)
36,5
47,8
51,0
50,8
43,0
49,6
49,8
41,4
56,4
50,5
54.67
Los cuatro más abundantes en la naturaleza son tincal, ulexita,
colemanita y kernatita.
Boratos
Normalmente
ulexita, borax o
disueltos en s
salmueras.
Perú 140 000 T/a
Chilicolpa
Distritos de San
Juan de Tarucani
y de Chiguata
57
Producción 2007 de boro
0
500 1000 1500 2000 2500
miles de t
Turquia
Estados Unidos
Argentina
Chile
Rusia
China
Kazakstan
Peru
Iran
Sintesis
Peru
13 MT de minerales no metálicos
Ministerio de Energía y Minas en el (2005)
30% 2004.
Principales destinos
1- Sector construcción y cerámica (aumentó
14,7% en el 2006►demanda interna ► Sin valor
agregado
2- Fertilizantes y químicos.
58
(más de 100 mil toneladas)
Producción minera no metálica, 1° Grupo (TM)
Caliza
Hormigón
Sal Común
Arena (Gruesa/Fina)
Arcilla/Arcilla refr.
Yeso
Puzolana
Boratos y Ulexita
Entre 100 y 10 mil toneladas
Producción minera no metálica, 2° Grupo (TM)
Sílice
Carbón
Pizarra
Piedra
Bentonita
Mármol
59
Con mayor potencial de desarrollo en
Perú
Diatomita abundantes reservas y 2º productor
latinoamericano
Bentonita gran demanda interna (petróleo) no explotada
sistemáticamente
Boratos 4º productor en América Latina.
Fosfatos -Bayovar
CONCLUSIONES
Los minerales no metalíferos de uso industrial
y agrícola han desempeñado y siguen
desempeñando un rol primordial para el
desarrollo de la sociedad.
Siguen siendo materias primas ineludibles y en
la mayoría de los casos insustituibles que
requiere el hombre para vivir en este mundo.
Progresión del crecimiento de población
entre 1950 y 2050 (x 1000)
2060
2040
2020
A medida que la población aumenta, mayor es
la obligación de buscar nuevos recursos
geológicos para responder a sus necesidades.
2000
1980
1960
1940
La producción de rocas y minerales no
metalíferos ha experimentado un crecimiento
continuo y progresivo en todo el mundo, en
especial en la última década, y sobretodo con la
entrada en el mercado de los países
emergentes.
1920
1900
2 519 470
2 757 399
3 023 812
3 337 974
3 696 588
4 073 740
4 442 295
4 843 947
5 279 519
5 692 353
6 085 572
6 464 750
6 842 923
7 219 431
7 577 889
7 905 239
8 199 104
8 463 265
8 701 319
8 907 417
9 075 903
El desafío del Siglo XXI es encontrar las
maneras de convertir el recurso mineral en un
recurso sostenible para un mayor y equitativo
beneficio para la sociedad.
60
–¡Muchas gracias!
61