COBRE

Características

Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.

Minerales menas

Calcopirita (CuFeS2): Es un mineral de cobre muy extendido, de color verdoso o amarillo latón, que presenta una densidad de 4,2 (g/cm3).

•Bornita (Cu5FeS4): Mineral de cobre muy extendido; está presente en filones cupríferos, en yacimientos de contacto y sedimentarios. Tiene un color pardo rojizo y una densidad de 4,9 a 5,3 (g/cm3).

Calcosina (Cu2S): Es un mineral compuesto de sulfato de cobre. Es opaco con un color ceniza claro. Su densidad varía de 5,5 a 5,8 (g/cm3).

Malaquita: es un mineral del grupo V (carbonatos) según la clasificación de Strunz, de fórmula química Cu2CO3(OH)2(Dihidroxido de carbonato de cobre (II)). Posee un 57,0% de cobre. 

Yacimientos tipo skarn

Skarn de Cu También están asociados a ambientes de margen continental, relacionados a magmas calco alcalinos ,específicamente stocks y pórfidos granodiorítico/ dacíticos y cuarzo monzoníticos.

Skarns de Cu cálcicos se hallan próximos o en contacto con el cuerpo intrusivo. Tienen un alto contenido de granates y una alta razón granate/piroxeno. También se observa un alto contenido de magnetita – hematita, indicando un ambiente oxidante. Los sulfuros típicos son pirita, calcopirita y menor bornita y esfalerita, indicando un moderado grado de sulfuración.

MINA ANTAMINA

GEOLOGIA REGIONAL La cuenca del río Mosna se caracteriza por tener afloramientos de rocas mesozoicas que han sido pertubadas por intrusiones regionales, las mismas que han originado plegamientos y fracturamientos.

La estatigrafía de la cuenca presenta una facies calcárea que aumenta hacia el Oeste y una facie arenosa predominante hacia el Este. La formación Pariatambo es una unidad litológica más representativa de la cuenca, constituida por calizas y lutitas bituminosas bastante conspicuas. En el área también se ubican rocas igneas que afloran en forma de pequeños y medianos cuerpos (stocks) como también en forma de diques y Sills, se presentan estas rocas en el área de Contonga y Antamina, la composición de estos intrusivos es del tipo pórfido cuarzo monzonita.

Yacimiento tipo pórfidos de cobre

Los pórfidos cupríferos son esencialmente depósitos minerales de baja ley y gran tonelaje.  Se denominan pórfidos porque frecuentemente, pero no exclusivamente, se asocian con rocas ígneas intrusivas con fenocristales de feldespato en una masa fundamental cristalina de grano fino.

Los depósitos de tipo pórfido están relacionados genética y espacialmente con intrusiones ígneas félsicas. Por lo general existen varios cuerpos de rocas intrusivas, emplazadas en varios pulsos y los pórfidos cupríferos se asocian frecuentemente con enjambres de diques y brechas. Las rocas de caja intruidas por los pórfidos pueden ser de cualquier tipo.

Tanto los intrusivos, como las rocas de caja típicamente muestran un fracturamiento fuerte y pervasivo. La única condición para la mineralización es que la roca huésped sea rígida o frágil desde el punto de vista estructural.

Minerales asociados

Chalcopirita, pirita y cuarzo son los minerales mas comunes asociados en los pórfidos. Alrededor de los pórfidos de cobre se emplazan yacimientos hidrotermales polimetálicos, como las vetas polimetálicas.

MINA TOQUEPALA

ACCESIBILIDAD:

El asiento minero de TOQUEPALA esta ubicado al sur del Perú, 870 kilómetros de lima. El Aeropuerto más cercano esta ubicado en Toque pala a una distancia de 11Kms, y el puerto marítimo mas cercano y normalmente utilizado para la salida al exterior de los productos de la unidad es de Ilo que se ubica a 150Kms.

La mineralogía de Toquepala esta representado por:

1. Zona lavada: limonita jarosita goetitha en fracturas .

2. Zona de oxidos: prácticamente si existe.

3. Zona de enriquecimiento secundario: calcosina, digenita, cubelina, bornita, perita, chalcoperita, molebdinita, rellenado el stockwork y en forma y en forma decimenada.

Zonaprimaria: calcoperita, perita, bornita, molebdinita, tetrahedrita, enargita, galena; rellenado el stockwork en forma deseminada

MINERALIZACIÓN

Posee una mineralización simple siendo la distribución de leyes de Cu casi uniforme, tanto lateralmente como en profundidad. Los minerales económicos se encuentran en estado de sulfuros diseminados y venillas a través de toda la roca, También rellenando cavidades en las brechas.

Presenta una mineralogía compuesta por calcopirita (CuFeS2) y calcocita (Cu2S) como minerales de mena; molibdenita (MOS2) como mineral de molibdeno y pirita (FeS2) mineral de fierro no económico. La zona de enriquecimiento secundario se encuentra en posición casi horizontal con espesores que varían de 0 a 150 m.

LITOLOGÍA

Relacionada con una intensa actividad ígnea del Cretáceo superior al Terciario inferior.

El basamento consiste de derrames alternados de riolitas y andesitas de posición casi horizontal, con un espesor acumulado superior a los 1,500 m y que constituyen el Grupo Toquepala.

El intrusivo consiste en apófisis y cuerpos mayores de granodiorita y diorita pertenecientes al batolito andino y su diferenciación a dacita porfirítica.

Proceso de obtención del cobre

El cobre está presente en la corteza terrestre principalmente en forma de minerales sulfurados como la calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4) y calcosina (Cu2S). El contenido en cobre de estos minerales es bajo, alrededor de un 0.5% en minas a cielo abierto y hasta un 2% en minas subterráneas.

PRODUCCION DEL COBRE

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

Mineral SulfuradoMineral Oxidado

Chancado: etapa en la cual grandes máquinas reducen las rocas a un tamaño uniforme de no más de 1,2 cm.

Molienda: grandes molinos continúan reduciendo el material, hasta llegar a unos 0,18 mm, con el que se forma una pulpa con agua y reactivos que es llevada a flotación, en donde se obtiene concentrado de cobre.

En esta parte, el proceso el cobre puede tomar dos caminos depende de la composición en la que se encontró el mineral, sulfurado o oxidado.

Mineral Oxidado (combinado con oxigeno)

Lixiviación: Las pilas de material mineralizado se riegan con una solución de agua con ácido sulfúrico que disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre. Esta solución se escurre a través de la pila, se recoge, luego se purifica y se concentra antes de llevarla al electro-obtención.

Electro-obtención: Es una electrólisis, es decir un proceso mediante el cual se separa un compuesto cobre en este caso, de otros, usando para ello la electricidad. Así, se recupera el cobre desde la solución desarrollada en la lixiviación, obteniéndose cátodos de la más alta pureza (99,99%).

Cátodos: Los cátodos obtenidos son examinados cuidadosamente. Aquellos seleccionados son apilados, pesados y embalados para su despacho.

Mineral Sulfurado (combinado con azufre)

Flotación: En esta etapa se genera espuma, cuyas burbujas atrapan el cobre y otros minerales sulfurados contenidos en la pulpa. Luego de varios ciclos, se recolecta y se seca esta espuma para obtener el concentrado de cobre que continúa su purificación.

Fundición: Para separar el cobre de otros minerales e impurezas, el concentrado de cobre seco se trata a grandes temperaturas en hornos especiales. Luego de varios procesos se obtiene cobre RAF (refinado a fuego) el que es moldeado en placas de un peso aproximado de 225 kg, llamadas ánodos.

Electro-refinación: Los ánodos provenientes de la fundición se llevan a celdas electrolíticas para su refinación. De este proceso se obtienen cátodos de alta pureza. 99,99 % de cobre

Aleaciones a partir del cobre

Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad.

Dureza Mohs: 3,0

Estado ordinario: Sólido (diamagnético)

Punto de ebullición: 3200 °K

Entalpía de vaporización: 300kJ/mol

Entalpía de fusión:13,1 kJ/mol

latón

El latón, es una aleación de cobre y zinc. Las proporciones de cobre y zinc pueden variar para crear una variedad de latones con propiedades diversas. En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior al 50%

Entre los distintos tipos de latón tenemos:

Latones de primer título, con porcentaje de Zn inferior a 33% * Latones de segundo título, con porcentaje de Zn de 33 a 45% * Latones de tercer título con porcentajes de Zn superior a 50% para actividades industriales.

Alambre de latón

Bronce

Exceptuando al acero, las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones. Por su elevado calor específico, el mayor de todos los sólidos, se emplea en aplicaciones de transferencia del calor.

Propiedades mecánicas:

Elongación: < 65 %

Dureza Brinell: 70 a 200

Módulo de elasticidad: 80 a 115 GPa

Resistencia a la cizalla: 230 a 490 MPa

Resistencia a la tracción: 300 a 900 MPa