METALES Y MINERALES: PRINCIPIOS MINEROS

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AUTORES:

– Valeria Ximena Yepez Remigio
– Angie Lucero Janampa Sopla

Introducción
En el Perú, la actividad minera aporta una importancia vital en la economía nacional, siendo un pilar esencial para el avance e incremento del país. Se destaca que Perú ocupa el segundo lugar en producción mundial de plata, cobre y zinc, y lidera la producción en América Latina de oro, zinc, estaño y plomo.
La actividad minera representa aproximadamente el 10% del Producto Bruto Interno (PBI) nacional y el 16% de la inversión privada en el país. A pesar de su vital contribución económica, la minería se enfrenta a obstáculos como la minería ilegal, la explotación minera y la degradación ambiental. Por lo tanto, se vuelve necesario contar con un conjunto de medidas o principios que aseguren un proceso responsable en la extracción y tratamiento de los recursos mineros, así como en el impacto ambiental para lograr un desarrollo sostenible económico y social a largo plazo.
Con este propósito, se han establecido los “Principios Mineros”, el cual ofrece una serie de reglas para lograr tales objetivos.

Principios Mineros
En la lectura se hace mención de cada uno de los principios los cuales promueven un enfoque integral para una gestión empresarial ética y sostenible. Se busca integrar prácticas comerciales éticas y sistemas sólidos de gobierno corporativo para respaldar el desarrollo sostenible en la minería. Además, se resalta la importancia de tomar decisiones empresariales considerando el desarrollo sustentable, esto implica apoyar los derechos humanos y el respeto por las culturas y costumbres de los trabajadores de empresas mineras, así como de otros grupos externos afectados por las actividades mineras. Se prioriza también la implementación de estrategias de gestión de riesgos basadas en información con una base científica. Se busca mejorar continuamente tanto el enfoque en la salud física como psicológica de sus trabajadores, así como el desempeño ambiental en áreas como la gestión del agua, el consumo de energía y el cambio climático.
También se destaca la importancia de contribuir a la conservación de la biodiversidad y al desarrollo social, económico e institucional de las comunidades situadas en áreas cercanas a campos mineros. Finalmente, se busca establecer mecanismos de información, comunicación y participación efectivos con las posibles organizaciones de interés.
Estos principios promueven un enfoque general hacia la sostenibilidad y el desarrollo responsable en la industria empresarial minera peruana.

Minerales: Definición e información adicional
Antes de abordar a profundidad la temática de la minería en el Perú y los mismos minerales que se producen en nuestro país, es imperativo comprender algunos conceptos fundamentales relacionados con los minerales y su explotación.

  • Mineral: Es un sólido homogéneo producido por procesos de naturaleza inorgánica, con una composición química característica y que posee una estructura cristalina, además generalmente suele presentarse en formas o contornos geométricos.
  • Ley de un mineral: La cantidad presente en una aleación, es decir, la concentración de un elemento como el cobre presente en rocas, minerales en los yacimientos o suelo. Esta concentración se utiliza para determinar la viabilidad económica de la extracción del mineral.
  • Composición porcentual: La proporción de cada elemento o componente en una sustancia, expresada como un porcentaje del total. En el contexto de los minerales, la composición porcentual se utiliza para describir la cantidad de cada elemento químico presente en un mineral en particular.
  • Pureza: Indica cuánto del mineral es el componente deseado en comparación con otros elementos o materiales presentes en un yacimiento.

Con este trasfondo básico, podemos ahora adentrarnos en el estudio de la minería en el Perú, expandiendo la información ya conocida en los minerales que más exporta el Perú.

  • Minerales como riqueza peruana:
    Perú es uno de los países más ricos en recursos minerales del mundo, destacándose por su producción de polimetálicos, y de otros metales y minerales que son fundamentales para su economía. Estos recursos no solo son esenciales para el desarrollo económico del país, sino que también tienen un impacto significativo en la configuración de sus políticas sociales y ambientales.

(Imagen diseñada)

Plata

fuente: https://peru21.pe/economia/peru-segundo-pais-mayores-reservas-plata-mundo-158288-noticia/

  • Ubicación geográfica

El Perú ocupa el segundo lugar en la producción mundial de plata, Además, cuenta con las mayores reservas de plata a nivel mundial con un total de 120.000 toneladas (MINEM. 2019). Sus principales yacimientos se encuentran en los departamentos de Pasco, Áncash y Junín con empresas productoras de plata como Buenaventura (con el 16% del totalde plata producido), Antamina (13%), Ares (12%) y Volan (10%).

  • Procesos de extracción

En laboratorios se prepara explosivos para realizar la colocación de dinamita en el yacimiento, en estos se realizan barrenos hechos por perforadora, con el propósito de depositar uno o más cartuchos de un explosivo plástico, este va conectado a una mecha de nombre de “termalita”, la cual detona el explosivo.
Después unas máquinas llamadas quebradores reducirán el tamaño de las piedras que poco después serán clasificadas en las cribas y se realizará el muestreo de estas para determinar su grado de pureza y la cantidad.
El material cribado será molido para convertirse en lodo agregando agua constantemente y se le agrega cianuro para realizar el proceso de cianuración, el cual hace una mezcla homogénea que genera espuma. Tras esto, se recolecta la espuma y da paso al proceso de fundición donde la presión separa el agua cianurada y el lodo anódico. Por último, se procede a la fundición del lodo anódico, dónde se obtienen las se obtienen las placas de lodo anódicas de plata.

  • Proceso de refinamiento

Cuando se obtienen las placas de lodo anódicas de plata, estas se depositan en unas tinas y usando procesos químicos y eléctricos las placas se desintegran. De esta forma, se convierten en cristales de plata las cuales se llaman granalla de plata. Las granallas de plata son transportadas a los hornos, estos hornos ya no son de combustibles sino eléctricos para evitar pérdidas por volatilidad de los minerales al fundir. Una vez fundida la plata, se desmoldan para ser perfeccionadas (pulidas, pesadas, etc) para ser empacadas para su embarque.

  • Usos

El 70% de la plata explotada se destina a fines industriales y el 30% restante a la orfebrería y otros fines monetarios, entre ellos se encuentran:

  1. La industria eléctrica: Fabricación de contactos para generadores eléctricos de vehículos de transporte.
  2. La industria electrónica: Para conductores de electricidad y para la fabricación de circuitos integrados, pulsadores electrónicos y teclados de ordenador.
  3. Medicina: Creación de diferentes medicamentos y tratamientos como las gotas oftálmicas del nitrato de plata y ungüentos para tratar quemaduras.
  4. Joyería y platería: Artículos de bisutería y objetos decorativos.
  5. Industria química: Usada como catalizador en reacciones de oxidación.

Oro (Au):

El oro es un mineral de gran relevancia en Perú, conocido por su brillo distintivo, su maleabilidad y su resistencia a la corrosión, características que lo han convertido en un símbolo de riqueza y poder a lo largo de la historia. En el contexto peruano, el oro no solo tiene un valor económico significativo sino también un profundo impacto social y cultural.

  • Ubicación geográfica:

En el Perú, los principales yacimientos de oro se encuentran en diversas regiones del país, destacando lugares como La Libertad, Cajamarca, Ayacucho, Arequipa y Madre de Dios. Por ejemplo, en La Libertad, se encuentra el yacimiento de Yanacocha, considerado uno de los más grandes de Sudamérica, con una ley promedio de 0.7 gramos por tonelada. En Cajamarca, destaca el yacimiento de La Zanja, con una ley de 0.94 gramos por tonelada. En Arequipa, se encuentra el yacimiento de Orcopampa, con una ley de 0.41 gramos por tonelada. En Madre de Dios, se encuentra el yacimiento de La Pampa, aunque este último es objeto de preocupación por su impacto ambiental debido a la minería informal. Estos yacimientos representan una parte importante del potencial aurífero del Perú, que es uno de los principales productores de oro a nivel mundial.

https://geocatmin.ingemmet.gob.pe/geocatmin_v3/

  • Extracción:

La extracción de oro involucra una serie de técnicas que se clasifican en diferentes categorías, como químicas, físicas, tecnológicas y biológicas.

Técnicas Químicas:
Cianuración: El método más común para la extracción de oro. Consiste en la disolución del oro en una solución de cianuro alcalino, formando un complejo soluble de cianuro de oro.
Lixiviación en pilas: Se aplica a minerales de baja ley. Se tritura el mineral y se apila en pilas impermeabilizadas, luego se riega con una solución cianurada para disolver el oro.

Técnicas Físicas:
Separación gravitacional: Se basa en la diferencia de densidades entre el oro y otros minerales. Se utiliza la fuerza de la gravedad para separar el oro de la ganga.
Flotación: Se emplea para minerales sulfurados. Se utilizan agentes químicos para hacer flotar las partículas de oro y separarlas de los otros minerales.
Técnicas Tecnológicas:
Extracción por solventes: Se utiliza para extraer el oro de soluciones ricas en cianuro, mediante la adsorción del oro en resinas o carbones activados.
Electroobtención: Se emplea para obtener oro de soluciones ricas en cianuro. El oro se deposita en un cátodo de acero inoxidable mediante la aplicación de corriente eléctrica.

Técnicas Biológicas:
Biorremediación: Se utiliza para tratar aguas residuales contaminadas con cianuro y metales pesados provenientes de la extracción de oro. Se emplean microorganismos para degradar los contaminantes.

Video referencial: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=jJ7RUm4_FMM

Refinación del metal:

Existen varios procesos de refinación de oro, cada uno con sus propias características y aplicaciones. A continuación, se describen algunas de las técnicas más comunes:

Refinación por fundición: En este proceso, el oro se funde a altas temperaturas (alrededor de 1064°C) para separarlo de otros metales y materiales indeseados. La fundición se realiza en un horno especializado y el oro fundido se vierte en moldes para formar lingotes.
Refinación por copelación: Se utiliza para refinar el oro que contiene altas cantidades de plata u otros metales. El oro se funde con plomo en un horno y se forma una capa de óxido de plomo (escoria) que atrapa la plata y otros metales. La escoria se retira, dejando el oro más puro.
Refinación por electrólisis: Este proceso se utiliza para refinar oro impuro mediante la aplicación de corriente eléctrica. El oro impuro se disuelve en una solución ácida y se deposita en un cátodo de oro puro mediante electrólisis. Este método es muy efectivo para obtener oro de alta pureza (99.99%).
Refinación por proceso Miller: También conocido como proceso de Wohlwill, es similar a la electrólisis, pero se utiliza cloruro de oro en lugar de ácido. El cloruro de oro se disuelve en una solución ácida y se electroliza para depositar oro puro en el cátodo. Este método produce oro de alta pureza (99.99%) y es adecuado para refinar grandes cantidades de oro.
Refinación por proceso Aqua Regia: Este proceso se utiliza para refinar oro impuro que contiene altas cantidades de plata u otros metales. El oro se disuelve en una mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico (llamada agua regia), formando cloruro de oro, que luego se trata con bisulfito de sodio para precipitar el oro puro.

Ruiz, J., Carmona, M., Bolívar, W., & López, C. (2017). Valoración de emisiones en los procesos de refinación del oro en joyería y recomendaciones de gestión ambiental. Revista espacios, 38(46).

Video electrólisis: https://www.youtube.com/watch?v=pFi6McAa4rY

Usos:

El oro tiene una variedad de usos importantes debido a sus propiedades físicas y químicas únicas. Algunos de los usos más destacados son:

Joyería y decoración: El uso más común del oro es en la fabricación de joyería debido a su belleza, durabilidad y resistencia a la corrosión. Se estima que alrededor del 78% del oro extraído se destina a la fabricación de joyas y objetos decorativos.
Reserva de valor: El oro ha sido históricamente utilizado como reserva de valor y medio de intercambio. Debido a su escasez y estabilidad de valor relativo, el oro se considera una inversión segura en tiempos de incertidumbre económica.
Electrónica: El oro es un excelente conductor eléctrico y se utiliza en componentes electrónicos como conectores, interruptores y circuitos impresos. Su resistencia a la corrosión lo hace ideal para aplicaciones en entornos hostiles.
Medicina: El oro tiene aplicaciones en la medicina, especialmente en la fabricación de dispositivos médicos como marcapasos y stents coronarios. También se utiliza en tratamientos contra el cáncer y en la terapia de artritis reumatoide.

Video referencial: https://www.youtube.com/watch?v=VZu2z53WQks

Hierro (Fe):

El hierro es un mineral crucial para la economía del Perú, con importantes yacimientos en regiones como Ica, donde se encuentra la mina Shougang Hierro Perú, una de las mayores y más avanzadas en extracción y procesamiento de hierro, administrada por la Corporación Shougang de China desde 1992. Otro proyecto destacado es Pampa de Pongo en Arequipa, gestionado por Jinzhao Mining Perú S.A., que, con una inversión proyectada de más de 2,100 millones de dólares, se espera que inicie operaciones en 2026 utilizando innovadoras técnicas de extracción subterránea. Estos proyectos subrayan la capacidad del Perú para atraer inversiones extranjeras y desarrollar infraestructura avanzada, consolidando su posición en el mercado global de minerales y metales.

https://geocatmin.ingemmet.gob.pe/geocatmin_v3/

Rumbo Minero. (2022). Producción nacional de hierro creció 17.4% totalizando 982 042 TMF en setiembre. Recuperado de rumbominero.com

Video referencial: https://www.youtube.com/watch?v=bvhQIEObpQk

Extracción del metal:

La extracción del hierro es un proceso complejo que implica varias etapas, desde la identificación de yacimientos hasta el procesamiento del mineral para obtener el hierro metálico. A continuación, se detallan las principales técnicas y métodos utilizados en la extracción del hierro, clasificándolos por categorías según su naturaleza (físicos, químicos, tecnológicos y biológicos).

Métodos Físicos
Minería a Cielo Abierto: Este método se utiliza para extraer minerales que se encuentran cerca de la superficie terrestre. Consiste en la remoción de grandes cantidades de tierra y roca para acceder al mineral de hierro.
Proceso: Se emplean explosivos para fragmentar la roca, seguida de la recolección del material con excavadoras y su transporte en camiones de volteo a las plantas de procesamiento (Torries, T. (2023). Mining Methods: Open-Pit and Open-Cut Mining.)

Minería Subterránea: Utilizada para yacimientos más profundos o cuando la topografía no permite la minería a cielo abierto.
Proceso: Incluye la construcción de túneles y galerías subterráneas. Se extrae el mineral mediante perforación y voladura, y se transporta a la superficie para su procesamiento. (Hartman, H. L., & Mutmansky, J. M. (2002). Introductory Mining Engineering).

Métodos Químicos

Lixiviación: Implica la disolución del mineral en un solvente adecuado para separar el hierro del mineral. Se emplean agentes lixiviantes como el ácido sulfúrico para disolver el hierro. La solución resultante se trata luego para precipitar el hierro.
– Sustancias Involucradas: Ácido sulfúrico (H2SO4).
Reducción Directa: Método para obtener hierro metálico directamente del mineral de hierro mediante agentes reductores sin pasar por el proceso de fundición en alto horno. Utiliza gases reductores como el gas natural (principalmente metano) a temperaturas elevadas para reducir los óxidos de hierro.
– Ejemplo: Procesos MIDREX y HYL. (J. Guerrero & P. Mancilla (2014). Método para la extracción de metales, por medio de lixiviación ácida).

Métodos Tecnológicos

Alto Horno: Técnica tradicional y más común para la extracción de hierro a partir de sus minerales. El mineral de hierro se mezcla con coque y piedra caliza y se introduce en un alto horno. A altas temperaturas, el coque actúa como agente reductor y la piedra caliza como fundente, facilitando la extracción del hierro (Temperaturas: Alrededor de 2000 °C) (Ramos, S., Brandaleze, E., Baglivo, O., Costoya, D., & Domínguez, M. CORRELACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS Y METALÚRGICAS DE MINERALES DE HIERRO MAGNETITÍCOS PARA SU APLICACIÓN EN EL ALTO HORNO).
Método COREX: Tecnología avanzada para la producción de hierro. Permite la reducción del mineral de hierro utilizando gas reductor a alta temperatura y presión sin la necesidad de coque (M. Cusiquispe Hancco (2013). Método Corex en la metalurgia).

Métodos Biológicos

Biolixiviación: Uso de microorganismos para lixiviar metales del mineral. Bacterias como Acidithiobacillus ferrooxidans oxidan los minerales de hierro, liberando el metal en solución.
– Ventajas: Método más amigable con el medio ambiente (M. Alpaca Arena (1998). Biolixiviación nueva: La opción metalúrgica).

Video referencial: https://www.youtube.com/watch?v=LsXsWyMQmuY

Refinación del metal:

Conversión en Arrabio (Ironmaking): El primer paso en el refinamiento del hierro es convertir el mineral de hierro en arrabio. Esto se realiza generalmente en un alto horno. El mineral de hierro, el coque y la piedra caliza se introducen en el alto horno (aprox. 2000 °C), el coque actúa como reductor y produce monóxido de carbono, que reduce los óxidos de hierro a hierro metálico. La piedra caliza se descompone en óxido de calcio, que reacciona con las impurezas para formar una escoria que flota sobre el hierro fundido y se elimina.
Productos: Arrabio y escoria.

Refinación en Convertidores (Steelmaking)
– Convertidor Bessemer: Método tradicional para refinar arrabio y convertirlo en acero. El arrabio se vierte en un convertidor Bessemer, donde se sopla aire a través del hierro fundido. Esto oxida las impurezas como el carbono, el silicio y el fósforo, que se eliminan como gases o forman escoria.
– Convertidor Básico de Oxígeno (BOF): Método moderno y más eficiente para la producción de acero. Se inyecta oxígeno puro a alta presión en el convertidor, oxidando las impurezas en el arrabio. La escoria resultante se retira, y el acero fundido se vierte en moldes (Ghosh, A., & Chatterjee, A. (2008). Ironmaking and Steelmaking: Theory and Practice).

❖ Procesos de Afino Secundario
Refinación en Horno Eléctrico de Arco (EAF): Utilizado para reciclar chatarra de acero y mejorar aún más la calidad del acero. Se introduce chatarra de acero y hierro fundido en el horno, donde se utiliza un arco eléctrico para fundir los materiales. La adición de materiales como la cal ayuda a formar una escoria que elimina las impurezas.
– Desoxidación y Desulfuración: Procesos adicionales para mejorar la pureza del acero. Se añaden desoxidantes (como aluminio o silicio) para eliminar el oxígeno disuelto en el acero. La desulfuración se realiza mediante la adición de agentes como el calcio, que se combinan con el azufre para formar escorias que se eliminan.
– Refinación en Vacío (Vacuum Degassing): Utilizado para producir acero de ultra alta pureza. El acero fundido se somete a un proceso de desgasificación al vacío, eliminando gases disueltos como el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno (Portilla Carrera, M. E. (2012). Elaboración de un procedimiento para fundir acero de medio carbono en el horno de inducción para el laboratorio de fundición).
Videos referenciales: https://www.youtube.com/watch?v=txF6h7B1zKQ

https://www.youtube.com/watch?v=osHFDr07icc

 Usos:
Construcción y Decoración: El hierro es fundamental en la fabricación de estructuras de edificios, puentes, y mobiliario. Su resistencia y durabilidad lo hacen ideal para interiores y exteriores, incluyendo escaleras, chimeneas, y elementos decorativos como sillas y mesas, tanto para uso doméstico como comercial.
Industria Automotriz y Transporte: En el sector del transporte, el hierro se utiliza en la fabricación de automóviles, barcos, y aviones debido a su robustez y capacidad para soportar grandes pesos y tensiones. También se usa en la infraestructura de transporte, como vías ferroviarias y puentes.
Industria Metalúrgica: El hierro es esencial en la producción de acero, que se utiliza en la manufactura de herramientas, maquinaria pesada, y equipos industriales. La capacidad del hierro para ser aleado con otros metales mejora sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión.
Agricultura y Ganadería: El hierro se utiliza en la construcción de invernaderos y cercas, así como en la fabricación de herramientas agrícolas. Además, los compuestos de hierro son importantes fertilizantes que aportan nutrientes esenciales a las plantas.

Video referencial: https://www.youtube.com/watch?v=z26WSVzBHF8

Postura

Como hemos podido observar, el Perú cuenta con una gran cantidad de recursos mineros, como el oro y la plata que nos brindan una oportunidad significativa para avanzar en la industria minera mundial. Sin embargo, las empresas peruanas deben operar de manera ética y segura, promoviendo el bienestar y el desarrollo del país. Es fundamental que junto con su crecimiento internacional en el sector minero, también protejan los derechos de los ciudadanos y la biodiversidad.

El texto “Principios Mineros” proporciona una base que debemos seguir para superar obstáculos como la minería ilegal y la falta de compromiso ético en algunas industrias mineras, que a menudo llegan a la sobreexplotación de recursos y de sus trabajadores.

Adoptando estos principios, el sector minero en nuestro país tiene la oportunidad de avanzar de manera ética y sostenible. Estos buscan que no solo se busque mejorar la imagen del Perú en el ámbito internacional minero, sino que también garantizará un desarrollo que beneficie a toda la sociedad, fomentando un equilibrio entre el crecimiento económico y la responsabilidad social y ambiental.

Referencias:

UACJ Los minerales (2016) “https://www.uacj.mx/ICB/UEB/documentos/12.%20MINERALES.pdf”

United States Geological Survey Silver (USGS) (Enero de 2012) “https://d9-wret.s3.us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/mineral-pubs/silver/mcs-2012-silve.pdf”

José Marcel Mendivil Alvarado Extracción de oro y plata mediante cianuración de un mineral auroargentifero refractario, previo tratamiento ácido reductivo (Octubre de 2017) “http://repositorioinstitucional.uson.mx/bitstream/20.500.12984/992/1/mendivilalvaradojosemarcell.pdf”

Patricia Medina Hernández y María Teresa Mejía Silva Monografía de la Plata (Ag) “https://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/pdfs/Monografia%20PLATA.pdf”

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