El Cobre y su Origen

Introducción.

En esta exposición se pudo evidenciar a grandes rasgos lo que es el mineral del cobre y como se origina, por otra parte se podrá ver la importancia que tiene este mineral para economía de Chile y a la vez los diferentes usos que se le dan a este metal.

Finalmente y como tema central se detalló una de las dos ramas de la metalurgia o más bien dicho uno de los dos procesos que son fundamentales para la obtención del mineral, ya sea hidrometalurgia como pirometalurgia, en donde el cobre oxidado como el cobre sulfurado tienen directa relación con estos dos procesos.

En el que se enfocó esta exposición fue sobre Pirometalurgia del cobre, donde se basa principalmente la utilización de altas temperaturas; en el transcurso de este informe se detallará todo el proceso tal como se explicó en la exposición.

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El Cobre y su Origen

El cobre, del latín cuprum, su origen proviene de tiempos muy antiguos aproximadamente hace unos 7000 años a.C, el cual por cambios naturales y una seria de procesos geológicos ascendió desde las profundidades de la Tierra hasta la superficie. Este fue uno de los primeros metales vistos por el ser humano y debido a su coloración atrajo la mirada de aquellas personas que se encontraron con tal mineral, destacando que el hallazgo su bajo la forma de cobre nativo o natural de alta pureza.

El cobre en la tabla periódica y como elemento se identifica mediante el símbolo químico Cu.

Unas de las características principales que posee el cobre es:

o Es un elemento metálico

o Color rojizo

o Uno de los mejores conductores de electricidad junto con el oro y la plata.

o Temperatura de ebullición: 2.595 °C

o Fusión: 1083,4 °C

o Resistente a la corrosión

o Conductor térmico

o Maleable y dúctil

o Reciclable

o Bactericida

o Consumo primordial para la salud

El cobre se puede clasificar en dos grupos, estos son:

Cobre oxidado y cobre sulfurado, el primero tiene relación a aquellos minerales que se encuentran más cerca de la superficie de la tierra o bien sobre la superficie en sí, este tipo de cobre llamado “oxidado” se debe producto del contacto que tiene el mineral con oxígeno que proviene de la atmosfera bajo la forma de fluidos oxidantes ya sea como aire o como agua. Los más comunes son:

El segundo tipo o cobre sulfurado está compuesto principalmente de azufre y cobre en este caso, este tipo de cobre siempre se encuentra por debajo de la capa de cobre oxidado y se podrán encontrar tanto cobre sulfurado secundario, como primario. Los más representativos son:

Esquema que muestra la ubicación en donde se encuentran los dos tipos de cobre.

Economía del Cobre en Chile

La economía de Chile está muy ligada con el mineral del cobre, principalmente con la exportación de esta materia prima, se dice que la minería es el principal motor económico actual de este país debido a que Chile es el principal productor de cobre en el mundo con una producción anual aproximada a los 5 millones 500 mil toneladas solo en cobre y con un 32% de reservas de este mineral en el país.

La siguiente tabla muestra las principales cifras tanto en producción como la posición en la que se encuentra a nivel mundial del cobre y otros metales que también se obtienen a partir de la explotación del cobre.

La minería es responsable del 14,2% del producto interno bruto PIB Chileno al año 2012 y representa aproximadamente el 60% de las exportaciones en esta industria, cabe destacar que los principales yacimientos mineros en Chile se concentran en el Norte del país y en menor proporción al sur de éste, tanto en Iquique, Antofagasta, Calama, Copiapó, La Serena, Valparaíso, Rancagua, entre otras.

Codelco empresa estatal y la mayor compañía cuprífera del planeta, explota la mayor cantidad de toneladas anuales dentro del país, estando presente en yacimientos tales como Chuquicamata y El Teniente, las mayores minas a rajo abierto y subterránea del mundo.

Ganancia total en la minería en Chile.

Pirometalurgia

Subproceso fundamental de la metalurgia del cobre el cual consiste en la obtención y refinación de los metales utilizando calor, principal factor dentro de la elaboración de éste implementado principalmente en el proceso de fundición.

Se trata principalmente de extraer el metal del mineral, eliminar la ganga del mineral y purificar los metales.

Los procesos de mayor importancia son la flotación y la fundición, esta ultima funcionando en hornos con temperaturas sobre los 1200 °C lo que permite obtener el metal con un altísimo grado de pureza.

La pirometalurgia se aplica a gran cantidad de metales, tales como el hierro, níquel, estaño, cobre, oro y plata obteniéndose los denominados concentrados o bien el metal mismo en su máximo grado de pureza.

A continuación se nombran las ventajas y desventajas que posee el proceso de pirometalurgia:.

Ventajas:

Velocidades de reacción muy rápidas, se habla de un proceso mucho mas rápido que el de hidrometalurgia.

Alta producción.

Grandes dependencias de la industria

Ideales para tratamiento de materias primas complejas y heterogéneas

Desventajas:

Altamente contaminante debido a por residuos gaseosos (SO2) y por ruidos

Altísimo consumo de energía para el funcionamiento de las maquinarias

Es necesario repetir una que otra vez determinados procesos, ya que parte del material que se espera tener no cumple con las expectativas para seguir con el proceso adelante.

Conminución

La etapa de conminución consiste en la reducción del tamaño del mineral, esta etapa es de mucha importancia ya que implica:

o Reducir el tamaño del mineral al que se necesite

o Liberar minerales valiosos de la ganga para facilitar su concentración

Chancado

El chancado es la primera parte del proceso de conminución.

En el proceso de pirometalurgia como mínimo se debe hacer

pasar el mineral por tres tipos de chancadores quienes

reducirán el tamaño del mineral.

Se comienza con el chancador primario que puede ser de

mandíbula como giratorio. Estos chancadores reducen el tamaño

de las grandes rocas que provienen del yacimiento minero a un

tamaño aproximado de 8 pulgadas. Luego este material es pasado por un

harnero el cual retiene todos aquellos sedimentos de mayor tamaño y los vuelve a ingresar al chancador primario, estos sedimentos son devueltos a través de cintas transportadoras.

Después de esto se pasa al chancador secundario en donde se reduce aún más el tamaño del material llegando a las 3 pulgadas.

Aquí se utiliza principalmente el chancador de cono largo, tal como muestra la figura:

Luego se pasa al chancador terciario que permite dejar el mineral a un tamaño de ½ pulgada. En este caso se utiliza el chancador de cono de cabeza corta.

Cabe destacar que en los tres chancadores está presente el uso del harnero para impedir el paso de sedimentos de mayor tamaño que puedan impedir el buen funcionamiento del chancador.

Molienda

La molienda, proceso que viene luego del chancado por parte de los chancadores, ambos como parte del proceso de conminución. Aquí principalmente se realiza una operación con agua y generalmente se subdivide en 1 o 2 etapas.

En esta parte del proceso se logrará llegar a tamaños entre 100 y 300 μm, lo que en un comienzo era de 20 cm a 1cm.

En esta parte estamos en presencia de los molinos convencionales ya sea de barras o de bolas o bien molienda semi- autógena SAG.

Molienda convencional

Utiliza molino de barras y molino de bolas.

Aquí el mineral se mezcla con agua para lograr una molienda homogénea y eficiente.

La pulpa obtenida en la molienda es llevada a la etapa de flotación.

Molienda de barras

Equipo que en su interior posee barras de acero de 3,5 pulgadas de diámetro que son los elementos de molienda. El molino gira con el material proveniente del chancador terciario, que llega continuamente por una correa transportadora. El material se va moliendo por la acción del movimiento de las barras que se encuentran libres y que caen sobre el mineral. El mineral molido continúa el proceso, pasando en línea al molino de bolas.

Molienda de Bolas

El proceso del molino de bolas es similar al de barras, ya que en este caso las bolas de acero también caen sobre el mineral cuando el molino gira, reduciendo aún más su tamaño.

Este proceso dura aproximadamente 20 minutos y en donde el 80% del mineral

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