7. anibal gajardo

EL CONOCIMIENTO DE LAS ROCAS YMINERALES INDUSTRIALES, FACTOR DEL

DESARROLLO ECONÓMICO SUSTENTABLE

Aníbal Gajardo Cubillos

SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍAY MINERÍASERNAGEOMIN

III SIMPOSIO INTERNACIONAL DE ROCAS Y MINERALESINDUSTRIALES

INSTITUTO GEOLÓGICO, MINERO Y METALÚRGICO DELPERÚ

TRUJILLO, PERÚ, 6-7 DE DICIEMBRE DE 2013

explotado,

INTRODUCCIÓN Los países en vías de desarrollo han

mayormente, minerales metálicos y energéticos:

- por mayor precio respecto de la mayoría de las RMI, y/o- por escaso desarrollo de actividades productivas

Las RMI representan los recursos minerales del tercermilenio, insertos en las necesidades y proyecciones de unaera de economía global y desarrollo sustentable.

Constituyen materias primas básicas en actividadesproductivas, algunas de ellas con grandes volúmenes deexplotación a nivel mundial y/o altos precios.

Su desarrollo está estrechamente ligado al crecimientoeconómico de los países. Sin desarrollo de actividadesproductivas: industria química y manufacturera,construcción, agroindustria, minería-metalurgia, no haydesarrollo de las RMI.

Pirámide de Toneladas

Pirámides de Wellmer 2003

Pirámide de Preciostoneladas

Anibal Gajardo - Chile

PRINCIPALES RMI

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.

AlabastroAlumbresAlunitaAnhidritaApatitaAplitaArcilla PlásticaArcilla ComúnArcilla RefractariaArenas FeldespáticasArenas SilíceasÁridosAsbestosBaritinaBasalto y AndesitaBauxitaBentonitaBeriloBetúmenBoratosBromoCalizaCaolínCelestitaCorindón y EsmerilCromita

27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.

Cuarzo y CuarcitaDiamanteDiatomitaDolomitaEstaurolitaEsteatitaFeldespatoFluorita y CriolitaFosforitaGabroGemasGrafitoGranateGranito y GneisGuanoLapislázuliMagnesitaMármolMicaMinerales de LitioMinerales de MagnesioMinerales de ManganesoMinerales de PotasioMinerales de SillimanitaMinerales de SodioMinerales de Titanio

53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.

NitratosOlivinoOxido de HierroPerlitaPiritaPirofilitaPizarra y EsquistosPórfidoPumicitaSal ComúnSepiolitaSerpentinitaSienita de NefelinaTalcoTierras RarasTobas y RiolitasTravertinoTrípoliTurbaVermiculitaWollastonitaYesoYodoZeolitasZircón

ECONÓMICOS

•RELACIÓN PRODUCCIÓN-CONSUMO•CARACTERÍSTICAS DEL MERCADO•PRECIOS NACIONALES EINTERNACIONALES•COMERCIO EXTERIOR

TECNOLÓGICOS

•USO•ESPECIFICACIONES TECNICAS•IMPUREZAS•PROCESOS TRATAMIENTO•SUSTITUCIÓN


FACTORES DETERMINANTES EN ELDESARROLLO DE LA MINERÍA DE ROCAS

Y MINERALES INDUSTRIALES•CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOS•PROPIEDADES DE LOS RECURSOS•CONOCIMIENTO DE LAS RESERVAS, EXPLOTACIÓNY SEGURIDAD MINERA•CONTROL AMBIENTAL

GEOLÓGICO-MINEROS-AMBIENTALES

CARACTERÍSTICAS DE LOS YACIMIENTOSProcesos Generadores de Yacimientos

PROCESOS MAGMÁTICOSINTRUSIVOS

PROCESOS PEGMATÍTICOS

PROCESOS METAMÓRFICOS

PROCESOS HIDROTERMALES

PROCESOS VOLCÁNICOS

PROCESOS HIDROTERMALES

PROCESOS VOLCÁNICOS

PROCESOS RELACIONADOSAL MAGMATISMO

Procesos Generadores de Yacimientos

PROCESOS DE ALTERACIÓNSUPÉRGENAPROCESOS DE LATERIZACIÓN

PROCESOS DE CAOLINIZACIÓN

PROCESOS SEDIMENTARIOS

PROCESOS SEDIMENTARIOSCLÁSTICOS

PROCESOS SEDIMENTARIOS

BIOGÉNICOS

PROCESOS SEDIMENTARIOSEVAPORÍTICOS

PROCESOS SEDIMENTARIOSQUÍMICOS

Yacimiento de caolín supérgeno

Yacimiento de coquinas sedimentario biogénico


IMPORTANCIA DEL CONOCIMIENTOGEOLÓGICO

Las propiedades físicas y químicas de las RMI, son unreflejo de los procesos (endógenos y exógenos)formadores de yacimientos.

El conocimiento de los procesos de formación y lamorfología de los yacimientos, determina tanto lasexpectativas de reservas y calidad, como sus sistemas deexplotación.

Características geológicas de yacimientos de caolínde origen hidrotermal y de alteración supérgena, eimplicancias mineras, tecnológicas y económicas.

Yacimiento de caolín hidrotermal, vetiforme:explotación artesanal y uso como carga enpinturas, precio US$ 30/ton aprox.

Yacimiento de caolín supérgeno, mantiforme:extracción mecanizada y uso en cerámicablanca y carga en papel, precio US$ 100/ton


Propiedades Físicas-Recuperables y reutilizables postelaboración del producto final

Propiedades Químicas–Entran en reacción química en elproceso productivo, formandoparte integral del producto final

•••••••••

ABRASIVIDADABSORCIONAISLACION TERMICA, ELECTRICA Y ACUSTICABLANCURAFILTRACIONEXPANSIBILIDADINERCIA QUIMICARESISTENCIA MECANICAREFRACTARIEDAD

Yacimientode pumicita

•

•

•

•

•

•

•

•

Al203 EN BAUXITABaSO4EN BARITINASIO2 EN CUARZOK2O EN MINERALES DE POTASIOLiO2 EN MINERALES DE LITIOMgCO3 EN DOLOMITAP205 EN FOSFATOSNaNO3 EN NITRATOS

Yacimientode sales de potasio, litio y boro

PROPIEDADES DE LAS RMI


USOS, ESPECIFICACIONES,IMPUREZAS, TRATAMIENTO

USO: Aplicación de una RMI en una actividad productiva determinada, envirtud de sus propiedades físicas y/o químicas y de su interéseconómico.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS: Conjunto de valores que reglamentan laspropiedades físicas y/o químicas que debe tener una RMI, a objeto decontar, para cada uso, con una materia prima o aditivo de la calidadmás adecuada.

IMPUREZAS: Elemento, compuesto o conjunto de ellos, cuya presencia enel recurso resulta nociva y/o antieconómica tanto para el producto aobtener, como para la maquinaria a utilizar.

TRATAMIENTO O PROCESAMIENTO: Proceso de adecuación de laspropiedades físicas y/o químicas de una RMI, previo a su utilización, afin de eliminar impurezas y adecuarla a determinado uso.

caliza siderurgia: 96% CaCO3, <2%SiO2

Conceptos Básicos respecto de estos Factores

Respecto del Uso: RMI son

usadas en diversas actividadesproductivas, en formaindependiente o interdependienteen la elaboración de insumos yproductos finales:Cemento: caliza-puzolana-yeso-arcilla-óxido de hierro

Cerámica roja: arcilla común

Yacimiento de calizas para cemento

Respecto de lasEspecificaciones Técnicas:Aunque sean de la mismalitología, una RMI que cumple elrequisito físico y/o químico paraun uso, constituye un recursodiferente de la RMI que lo cumplepara otro uso:Caliza enmienda: 76% CacO3, 15% SiO2

Yacimiento de caliza industria química

Conceptos Básicos respecto de estos FactoresRespecto de las Impurezas: el

concepto no es absoluto, por cuanto uncompuesto que constituye impureza para undeterminado uso, puede ser un constituyenteprincipal para otro uso.metalurgia: < 2% SiO2 fabricacióncemento: 16-18% SiO2

Respecto del Tratamiento: Existenprocesos de tratamiento de muy diversacomplejidad, que implican costos y productosdiferentes:

Procesos de Baja a Mediana Complejidad••••••

Chancado y MoliendaLavado y SecadoSelección GranulométricaCorte y PulimentaciónFlotaciónSeparación Magnética

Procesos de Alta a Muy Alta complejidad••••

Centrifugación Continua de Alta VelocidadSeparación Magnética de Alta IntensidadSeparación ÓpticaFusión y Cristalización Secuencial

Grafito crisol

Zeolita uso suelos


LA PRODUCCIÓN DE RMI

EMPRESAS PRODUCTORAS-USUARIAS• Producción cautiva• RMI con potencial solo para uso interno• Tratamiento para mejorar producto final• Mercado del producto final, interno o externo• Grandes industrias y yacimientos

EMPRESAS PROVEEDORAS• Gran diversidad de Usuarios-RMI-Usos• Producción comercializada según órdenes de compra• RMI con potencial para uso interno y externo• Tratamiento para cumplir requisito de calidad del usuario• Mercado de la RMI, interno o externo• Empresas grandes, medianas y pequeñas

Grupo I: Empresas Productoras-Usuarias del Sector ConstrucciónRMI de Bajo Precio/Gran Volumen

CONSTRUCCIÓN Y OBRAS CIVILES•

•

•

CEMENTO Y CAL HIDRAULICA

ESTRUCTURAS Y REVESTIMIENTO

CARRETERAS, PUENTES, TUNELES,REPRESAS

Planta de cemento

Grupo II: Empresas Proveedorasdel Sector Químico-IndustrialRMI de Alto Precio/Gran Volumen

INDUSTRIA QUÍMICA••

•

•••

MEDICINA Y FARMACIADETERGENTES, JABONES,SOLVENTESINSECTICIDAS Y QUIMICOSAGRICOLASTEXTILES Y NYLONCOMBUSTIBLES LÍQUIDOSFERTILIZANTES

Planta de cloruro de potasio

Grupo III: Empresas Proveedoras de los SectoresManufacturero, Minero-Metalúrgico y AgroindustrialRMI de Alto Precio/Pequeño VolumenINDUSTRIA MANUFACTURERA

•

•

•

•

•

•

•

•

VIDRIO

CERAMICA

PAPEL

PINTURAS Y ESMALTES

CAUCHO, GOMAS, PLASTICOS

ABRASIVOS

AISLANTES

FILTRANTES Y ABSORBENTES Planta caolín para pigmento y carga

MINERÍA-METALURGIA••••

FLUJOS Y FUNDENTESFLOTACION

MOLDES DE FUNDICIONREFRACTARIOS

AGROINDUSTRIA••••

CORRECTORES DE SUELOSDESINFECTANTESFILTRANTES Y ABSORBENTESCRIANZAANIMAL Planta de cal para metalurgia

Salar andino: boratos, cloruros, carbonatos

y sulfatos

FACTORES DETERMINANTES DEL PRECIO

• Existencia de varios recursosen un yacimiento

• Distancia del yacimiento al centrode consumo y/o tratamiento

• Propiedades físicas y químicas• Sistema de explotación

Yacimientos de áridos y centro de consumo

Yacimiento de nitratos: rajo abierto, mecanizado

FACTORES DETERMINANTES DELCOMERCIO EXTERIOR

EXPORTACIONES DE RMI DE GRANDES VENTAJAS COMPARATIVAS• Yacimientos con importantes reservas y favorable ubicación• RMI de alta calidad tecnológica

y facilidad de recuperación• Transporte de bajo costo• Condiciones de comercialización

favorables Transporte marítimo

IMPORTACIONES DE RMI POR DIVERSAS RAZONES• RMI inexistentes en el país• RMI escasos, debe suplirse demanda• RMI importados son de bajo precio• RMI importados son de alta calidad• RMI controlados por Royalties

Sal de MéjicoAnibal Gajardo - Chile


EN CONSECUENCIA, LAS RMI ESTÁN:DEFINIDAS POR EL USOque depende de sus características geológico-mineras yde sus propiedades tecnológicas

DETERMINADAS POR EL MERCADOque se rige por estrictas especificaciones técnicas ycontroles de calidad, y

CONDICIONADAS POR EL TRATAMIENTOque permite alcanzar los niveles de calidad y valoragregado que hagan rentable su explotación y venta

LAS RMI Y EL DESARROLLOECONÓMICO SUSTENTABLE

RMI Y MEDIOAMBIENTE

• 1.- LA MINERÍA DE RMI IMPACTA AL MEDIOAMBIENTE:Legislación Ambiental : Sistema de Evaluación de ImpactoAmbiental de la Minería (SEIA)

• 2.- LA MINERÍA DE RMI ES IMPACTADA O AFECTADA POR ELMEDIOAMBIENTEPlanificación Territorial

• 2.- LA MINERÍA DE RMI FAVORECE AL MEDIOAMBIENTELas RMI Ambientales

1.- ACTIVIDAD MINERA DE RMI E IMPACTOSAL MEDIOAMBIENTE

Explotación de salares

• Extracción salmueras

-Afecta napas agua

-Incrementa subsidencia

• Construcción Caminos

-Aumenta ruido y polvo

• Construcción Campamentos

-Afecta napas agua

-Impacto cultural y visual

Explotación desales de litio, potasioy boroen salar

1.- ACTIVIDAD MINERA DE RMI E IMPACTOSAL MEDIOAMBIENTE (cont.)

Explotación de áridos

• Extracción rajo abierto

-Debilitamiento terreno

-Afecta napas agua

• Construcción caminos

-Aumenta ruido y polvo

-Afecta flujo de tráfico

• Construcción campamentos-Afecta napas agua

- Impacto visual Extracción de áridos afectandoroca y suelo agrícola

2.- Actividad Minera de RMI es Impactada porel Medioambiente

Fenómenos naturales

•

•

•

•

•

•

•

•

•

VolcanismoSismosTsunamisInundacionesActivación de FallasErosiónLicuefacciónRemoción en masaLluvias y Nevazones

Caída de rocas afectando ruta a minas decaliza y yeso para cemento

2.- Actividad Minera de RMI esImpactada por el Medioambiente (cont.)

Factores antrópicos• Construcciones (habitación,

servicios, recreación)• Vertederos

• Tranques de relave• Desmontes• Embalses• Redes y ductos de todo tipo• Vías férreas• Carreteras y caminos• Puertos y Aeropuertos

Desarrollo Inmobiliario sobre depósitosde arcilla para ladrillos

3.- LA MINERÍA DE RMI FAVORECE AL MEDIOAMBIENTE

RMI Ambientales: se utilizan en la prevención,reducción y remediación de daños ambientales

Las RMI Ambientales pueden dividirse en las siguientes dos categorías:

RMI de Aplicación Directa: aquellas cuya aplicación para un beneficioambiental se realiza sin procesos productivos intermedios.

RMI de Aplicación Indirecta: aquellas que se aplican como materia prima oaditivo, en la elaboración de un producto intermedio o final, utilizadopara beneficiar el ambiente y/o proteger la salud y bienestar de lasociedad.

RMI AMBIENTALES DE APLICACIÓN DIRECTAÁmbitos de Aplicación

Contaminación de aguasIntervienen por efecto físico y/o químicopara el tratamiento de aguas de distintoorigen y naturaleza, especialmentepotable e industrial, en forma previa a sudisposición final o reutilización.•alumbres, arena silícea, bentonita,caliza, carbonato de sodio, cloruro desodio, diatomita, granate, perlita,sulfato de sodio, zeolitas

Yacimiento de arenas silíceas

RMI AMBIENTALES DE APLICACIÓN DIRECTAÁmbitos de Aplicación (cont.)

Contaminación del aireActúan principalmente abatiendo porreacción química las sustanciascontaminantes, previo a su emisión a laatmósfera, o absorbiendo y captandoemanaciones gaseosas de distintoorigen:•caliza, sulfato de sodio, yeso, zeolitas

Asimismo, contribuyen eficientemente ala desodorización de planteles de crianzaanimal y de lechos de mascotas:•bentonita, sepiolita, zeolitas

Yacimiento de zeolitas

RMI AMBIENTALES DE APLICACION DIRECTAÁmbitos de Aplicación (cont.)

Degradación de suelosParticipan en la recuperación yacondicionamiento de suelos que hansufrido los efectos de erosión, acidez ysobreexplotación.•arcilla común, bentonita, caliza,perlita, pumicita, yeso

Disposición de ResiduosSólidosSe emplean para acondicionar terrenosreceptores de residuos, como rellenossanitarios, sea como sellantes o comobarreras de fluidos contaminantes.•arcillas especiales, bentonita, sepiolita,zeolitas

RMI AMBIENTALES DE APLICACION INDIRECTAÁmbitos de Aplicación

INDUSTRIA MANUFACTURERADecolorantes, absorbentes, anticorrosivos,

cargas, pigmentos y extendedores para laelaboración de diferentes productos finales.Decolorantes y Absorbentes Industriales•bentonita, sepiolita, zeolitas.Anticorrosivos Industriales•basalto.Cargas Industriales resistentes al fuego, laenergía eléctrica y la corrosión.•micaPigmentos y extendedores naturales•caliza, caolín, talco, yeso

Yacimiento de caolín

RMI AMBIENTALES DE APLICACION INDIRECTAÁmbitos de Aplicación (cont.)

AGROINDUSTRIAFiltrantes y captadores de toxinasen diferentes productos alimenticios.Filtrantes de alimentos líquidos•arena silícea, diatomita, perlita.Captadores de toxinas en alimentos•bentonita, zeolitas.CONSTRUCCION Y OBRAS VIALESMateria prima en la elaboración deaislantes, sustitutos y cementos especiales.Aislantes térmicos y acústicospara construcción y obras viales.•arcilla expandida, basalto,•diatomita, perlita, pizarra, pumicitaSustitutos del asbesto•arena silícea, cuarzoMateria prima para cementos especiales•caliza, pumicita

Yacimiento de cuarzo

LAS RMI Y EL DESARROLLOECONÓMICO SUSTENTABLE

RMI Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL

Estudios de RMI permiten identificar factores que determinan la explotación, noexplotación y preservación de yacimientos, especialmente en el área de influenciade grandes centros poblados.

Estos forman parte de estudios de Geología para el Ordenamiento Territorial, queincluyen recursos minerales, hídricos y energéticos, y Peligros Naturales yAntrópicos que pudieran afectar su explotación.

Respecto de las RMI del Sector Construcción, la Planificación Territorial debeconsiderar:

-su preservación en sectores cercanos a grandes centros poblados,

-su explotación bajo estándares que prevengan daños al medio ambiente(suelo, aire y agua), y que confirmen la seguridad de las operaciones ante elimpacto de peligros geológicos (sismos, tsunamis, volcanismo, remociones enmasa e inundaciones) y ante actividades antrópicas, (desarrollo inmobiliario yconstrucción de obras de diferente naturaleza).

ESTUDIO DE CASO

Estudio de Depósitos de Rocas y Minerales Industriales (RMI) deuso en Construcción, en el Ordenamiento Territorial (OT) de

las Grandes Ciudades, Chile.Rodrigo Carrasco O.; Aníbal Gajardo C. SERNAGEOMIN 2009

Objetivo

Establecer una Metodología de Estudio para RMI, con la finalidad que suexplotación se efectúe en el marco del OT, especialmente en el área de lasgrandes ciudades del país, tanto para proteger la salud, bienestar yseguridad de la población, como para preservar las RMI destinadas asatisfacer sus futuros requerimientos.

Factores Determinantes en la Explotaciónde RMI para OT

Características geológicas ypropiedades tecnológicas delas unidades litológicas

Distribución de la propiedadurbana y rural

Concesiones mineras deexplotación y exploración

Capacidad de uso del suelo

Depósito fluviales (Qfa), fuente de áridos

Suelos Clase II

Factores Determinantes en la Explotaciónde RMI para OT (cont.)

Vulnerabilidad de acuíferosa la contaminación

Peligro de inundacionesAlta vulnerabilidad del acuífero

Peligro de remociónen masa

Respuesta sísmica

Peligro de remociones en masa

Unidad A B C D E

Qfa F C II,III AV ZMP R-MM

Análisis de Resultados

Caracterización de la unidad Qfa, principal fuente de áridos

•

•

•

•

•

A: Características Geológicas: F = Favorable; Propiedades Tecnológicas: C = CumpleB: Clases de Uso del Suelo: II y III = Las de mayor interésC: Vulnerabilidad de Acuíferos: AV = AltaD: Peligro de Inundaciones: ZMP = Zona de moderado peligroE: Respuesta Sísmica: R-MM = Regular a muy mala

Unidad

Litológ.

TipoÁrido

Espesor(m)

Densid.Real

%Finos,Materia

Orgánica

Clorurosy

Sulfatos

Reactivd.

Álcali-agregado

Qfa Grava,arena

Espesor(m)

Cumple

Cumple - -

Qfa Grava,arena

<5 Cumple

Cumple - -

Qfa Grava,arena

<5 - - Cumple

Inocua

Qf Grava,arena

<5 - - Cumple

Potencial

Qfa Arena

<5 - - Cumple

Potencial

Factores Favorables para la Explotaciónde Áridos, Unidad Qfa

Importante potencial geológico de laUnidad Qfa, fuente actual de áridos

Adecuadas propiedades tecnológicasde los áridos de la Unidad Qfa

Factores Desfavorables para la Explotación deÁridos, Unidad Qfa

Directamente relacionada con suelosClases II y III, los de mayor aptitud agrícola

Constituye un sector de alta vulnerabilidada la contaminación de sus acuíferos

Factores Desfavorables para la Explotación deÁridos, Unidad Qfa (cont.)

Presenta un moderado peligro deinundación

Presenta una regular a muy malarespuesta sísmica.

Conclusión de la Caracterización de la UnidadQfa

La extracción de áridos desde la unidad Qfa, debería ser limitadadrásticamente, o efectuada bajo estrictas normativas que impidan losefectos negativos de los factores identificados, especialmente:

1.- la contaminación de los acuíferos con las faenas de extracción yprocesamiento, que afectan la salud de la población.

2.- el impacto de la explotación sobre los suelos de Clase II y III, queafecta la subsistencia de diversos cultivos y reduce el abastecimiento deproductos agrícolas a la población.

3.- los efectos de las inundaciones sobre los suelos de fundación de lasinstalaciones extractivas y de procesamiento, y sobre los accesos, queimplican un riesgo para la seguridad del personal.

4.- los efectos de los sismos de gran intensidad, en la forma deremociones en masa en las canteras y de licuefacción en terrenossaturados, que afectan la seguridad del personal y la actividadextractiva.

GraciasAníbal Gajardo C. [email protected]

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