Cobre oxidado

Elemento químico. Propiedades. Aleaciones. Yacimientos de cobre. Impacto ambiental

  • Enviado por: Panchaak
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 9 páginas
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Índice

Objetivos…………………………………………2

Introducción……………………………………..3

Desarrollo………………………………………..4

Conclusión……………………………………….9

Objetivos

  • Saber la génesis de los minerales de cobre.

  • Conocer los diferentes tipos de yacimientos de cobre, ya sean por sulfuración, como por oxidación.

  • Comprender los métodos industriales para recuperar el cobre de cada una de estas formaciones.

  • Entender que los metales que hoy ocupamos en la industria nacen de la agrupación de elementos químicos que estructurados nos aportan las materias primas que son los llamados minerales.

Introducción.

Para adentrarnos en el tema del cobre, debemos hacer una regresión, partiendo de los orígenes de este material.

El cobre es un elemento metálico que provino de las profundidades de la Tierra hace millones de años, impulsado por los procesos geológicos que esculpieron nuestro planeta. Y al llegar cerca de la superficie dio origen a diversos tipos de yacimientos.

En su manifestación más evidente aparece en vetas con muy alto contenido de cobre, e incluso como cobre nativo o natural, una peculiaridad que permitió su descubrimiento por parte de sociedades primitivas cuando apenas se iniciaban en el conocimiento de los metales. Estos yacimientos son conocidos como 'vetiformes'.

Pero estos depósitos de cobre en estado natural o de muy alta pureza abastecieron a la humanidad durante largo tiempo, y después de miles de años se agotaron.

En la actualidad la mayor parte del cobre disponible aparece disperso en grandes áreas, mezclado con material mineralizado y con roca estéril. Estos son los yacimientos porfíricos, que sólo pudieron ser explotados cuando se desarrollaron las habilidades metalúrgicas necesarias para separar y recuperar el metal.

A continuación detallaremos cada una de las características del cobre como se divide según su composición química, procesos, etc.

Desarrollo

La dispersión con que aparece el cobre hace necesario someter los minerales extraídos a procesos productivos con la finalidad de obtener un metal puro.

En el principio de la historia del cobre los seres humanos lo encontraron en estado natural, y lo adaptaron para diversos usos con simples técnicas de calentamiento y martilleo.

Posteriormente, las primeras metalurgias permitieron trabajar vetas de alta pureza donde obtenían minerales como la malaquita (carbonato de cobre), que sometida a un proceso de fundición simple permitía obtener pepitas de cobre puro.

Pero a medida que progresaba la civilización también comenzaron a agotarse los minerales con alta ley de cobre, y los procesos metalúrgicos desarrollados durante milenios para obtener el metal debieron ser reemplazados paulatinamente por nuevas técnicas para el manejo del material mineralizado.

La alta demanda generada a partir de la Revolución Industrial fue un estímulo para la búsqueda de tecnologías que permitieran aprovechar los yacimientos porfíricos con baja ley en los cuales el metal está esparcido en grandes áreas y mezclado con gran cantidad de componentes y roca estéril, como los que se explotan en la actualidad.

Propiedades del cobre:

  • Estético

  • Dúctil, maleable y relativamente blando.

  • Alta resistencia a la corrosión.

  • Bactericida.

  • Alta conductividad térmica.

  • Puede alearse con otros metales.

  • Su propiedad mas importante es alta conductividad eléctrica y su capacidad de transmisión.

Principales aleaciones de cobre

Bronce: (cobre - estaño)
Dependiendo de los porcentajes del estaño, se obtienen bronces de distintas propiedades. Con un bronce de 5-10% de estaño se genera un producto de máxima dureza (usado en el pasado para la fabricación de espadas y cañones).

El bronce que contiene entre 17-20% de estaño tiene alta calidad de sonido, ideal para la elaboración de campanas, y sobre un 27%, una óptima propiedad de pulido y reflexión (utilizado en la Antigüedad para la fabricación de espejos).

En la actualidad, las aleaciones de bronce se usan en la fabricación de bujes, cojinetes y descansos, entre otras piezas de maquinaria pesada, y como resortes en aplicaciones eléctricas.


Latón: (cobre - zinc)

El latón es blando, fácil de tornear, grabar y fundir. Es altamente resistente al ambiente salino, por lo cual se emplea para accesorios en la construcción de barcos.

Existe una gran variedad de aleaciones de latón. Las más comunes contienen 30-45% de zinc, y se aplican en todo tipo de objetos domésticos: tornillos, tuercas, candados, ceniceros y candelabros.

Tanto el cobre, el bronce y latón son aptos para los diversos tratamientos de dorado y plateado.

Otras aleaciones
Hoy, el cobre se utiliza en una amplia gama de aleaciones, como por ejemplo: cobre con plomo, manganeso, berilio, aluminio, níquel y fierro.

El cobre aparece vinculado en su mayor parte a minerales sulfurados, aunque también se lo encuentra asociado a minerales oxidados.

Los lugares donde se encuentran las minas de cobre, es decir, un yacimiento de cobre, dependen de los procesos geológicos que han ocurrido en ese lugar. De esta forma, los yacimientos de cobre se relacionan con la presencia de intrusivos, que son rocas ígneas y material magmático que se introdujo a gran temperatura y presión en la corteza terrestre. Estos intrusivos aportan los minerales que contienen a las rocas circundantes, y de acuerdo a las condiciones en que esto ocurre, se tienen dos tipos de material mineralizado: los súlfuros y los óxidos. La presencia de éstos en un yacimiento define dos zonas que tienen características diferentes: la zona de los sulfuros, y la zona de los óxidos, las que a su vez determinan la manera de explotar el mineral: la línea de los óxidos y la línea de los sulfuros.

  • La zona de sulfuros corresponde a la mineralización original del yacimiento, también llamada primaria. Los súlfuros contienen minerales formados por combinaciones de cobre, azufre y hierro los que otorgan a las rocas un aspecto metálico.

La zona de óxidos se encuentra en la superficie del yacimiento o cerca de ella, y contiene óxidos de cobre, los que típicamente tienen un color verde o azul. Los minerales oxidados se han formado por acción del oxígeno y otros agentes que atacan las rocas mineralizadas que se encuentran en la superficie. Muy frecuentes en Chile como la mina Radomiro Tomic, El Abra y la parte superior, ya explotada, de Chuquicamata.

Geológicamente en el caso de los yacimientos de tipo mixto, el recurso oxidado se encuentra a nivel más superficial que el sulfurado, por causa de la lenta acción del oxigeno atmosférico.

Estos dos tipos de mineral requieren de procesos productivos diferentes, pero en ambos casos el punto de partida es el mismo: la extracción del material desde las minas a rajo abierto o subterráneas, lo que requiere la fragmentación y el transporte del material identificado por estudios geológicos realizados en la etapa previa de exploración.

Composición química de algunos minerales oxidados

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/electrodepositación

(SX/EW). 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.

'Cobre oxidado'
'Cobre oxidado'

Tradicionalmente la lixiviación se realiza con dos tipos de sistemas:

- Precolación en grandes estanques abiertos (piscinas o bateas)

- Agitación en baterías de estanques provistos de grandes hélices

El primer sistema se utilizo en Chiquicamata para tratar minerales oxidados. El proceso dura entre 80

y 120 horas, con etapas de remojo, percolación y lavado del mineral. El segundo proceso era empleado

en explotaciones más pequeñas ; su mayor problema era el costo de producción y energético.

Se ha impuesto el sistema de lixiviación en pilas o T.L (del ingles thin layer, capa fina). Donde se

acumula el mineral de óxidos y sulfuros secundarios, de tamaño adecuado y aglomerado en pilas de 3 a

6 m de altura y gran extensión. Las pilas se forman en terreno aplanado con leve pendiente, se extiende

una carpeta impermeable de polietileno y mangueras para recuperar el lixiviado.

Normalmente la operación comprende dos etapas:

Una rápida (15 a 45 días) donde se disuelve el 80-90% del mineral oxidado y el 40-50% de los

súlfuros secundarios.

·

Una lenta (6 meses), en la cual se completa el 100% de recuperación del oxidado y el 80-90%

del sulfurado.

Por último todo este proceso da como resultado final cátodos de cobre con 99,99 por ciento de pureza.

Impacto ambiental:

En términos generales, los impactos sobre el medio ambiente de cualquier proceso productivo pueden ser de dos tipos:

  • extracción de recursos

  • eliminación de recursos.

A diferencia de los enfoques de gestión ambiental tradicionales, el análisis de ciclo de vida no sólo incluye los impactos locales del proceso, sino también todos los impactos “aguas arriba”, es decir, aquellos relacionados con la producción de los insumos y la energía necesarios para este proceso. Por ejemplo, las emisiones de SO2 asociadas a una tonelada de cobre corresponderán a la suma de las emisiones generadas en:

• la extracción y procesamiento del cobre en la mina, en la concentradora, en la fundición y en la refinería de cobre;
• la producción y transporte del acero usado en esos tres procesos;
• la producción y transporte del petróleo usado en esos tres procesos;
• la producción y transporte del acero usado en la producción y transporte del petróleo;
• la producción de la energía eléctrica usada en cada etapa, entre otros.









Conclusión

Como conclusión podemos decir que el cobre es un metal, capaz de ser sometido a múltiples procesos de refinamiento. Con el fin de obtenerlo a más alta ley.

Es utilizado para variadas ocupaciones y ámbitos, y ocupa un lugar muy importante en Chile, ya que ayuda a la buena economía de nuestro país.

También pudimos reconocer los tipos de cobres, dependiendo del yacimiento en el cual se encontraran (sulfúricos o óxidos). Tomando mucho más en consideración el cobre oxidado, por tratarse de esto nuestro trabajo.

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