INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIAS Y CIENCIAS SOCIALES

Y ADMINISTRATIVAS

INDUSTRIA MINERA

INTEGRANTES:CORTES MORALES ROSA ANGELICA

LUGO MERA LUIS FIDELMARTÍNEZ GONZALEZ AZUCENA GLICERIA

MAYORGA SALGADO LILIANARAMIREZ FERNANDEZ INGRID DANIELA

MINERÍA

A la técnica, actividad e industria que se ocupa de la explotación de las minas. Las minas son aquellos lugares subterráneos, generalmente ubicados a instancias de zonas montañosas, en los que se hallan principalmente materiales muy valiosos que pueden ser el origen de una cuantiosa riqueza, como ser aluminio, cobre, hierro, plomo, oro, entre otros.

IMPORTANCIALa minería es una de las actividades económicas de mayor tradición en México, practicada desde la época prehispánica y fuente de la expansión regional desde la colonia. Ha estado presente en el desarrollo del país como un factor importante de modernización y avance, al suministrar insumos a prácticamente todas las industrias, entre las que destacan las de la construcción, la metalúrgica, la siderúrgica, la química y la electrónica, y al formar parte de la fabricación de artículos de uso cotidiano, que van desde lápices, relojes, joyas, televisores, computadoras, automóviles y camiones, la construcción de casas, edificios y carreteras, hasta la manufactura de una gran variedad de maquinaria y equipo.

MÉTODOS DE EXTRACCIÓN Y PROCESAMIENTO

Los métodos de minería se dividen en cuatro tipos básicos.•En primer lugar, los materiales se pueden obtener en minas de superficie, explotaciones a cielo abierto u otras excavaciones abiertas. Este grupo incluye la inmensa mayoría de las minas de todo el mundo. •En segundo lugar, están las minas subterráneas, a las que se accede a través de galerías o túneles. •El tercer método es la recuperación de minerales y combustibles a través de pozos de perforación. •Por último, está la minería submarina o dragado, que próximamente podría extenderse a la minería profunda de los océanos.

En el proceso de extracción minera se utilizan diferentes métodos y técnicas, veamos algunos de ellos:

Extracción de mineral a cielo abierto: se realiza cuando el yacimiento puede ser explotado en la superficie.

Extracción de mineral del subsuelo: cuando se trata de excavar a cierta profundidad para extraer el mineral, por lo general el carbón se extrae en esa forma.

Extracción por cernido: se refiere a la búsqueda de minerales en la tierra o arena, cerniéndola y pasándola por corrientes de agua como lo hacen los mineros al buscar diamantes u otras piedras preciosas.

Extracción por bombeo: se refiere a la remoción de grandes cantidades de arena desde el fondo de los ríos para obtener diamantes, otras piedras preciosas u oro.

MINERAL

Un mineral es un cuerpo producido por procesos de naturaleza inorgánica, generalmente con una composición química definida y, si se forma en condiciones favorables, una característica de estructura atómica definida que se expresa en su forma cristalina y otras propiedades físicas.Están presentes en numerosas sustancias, que se pueden clasificar por su ámbito de aplicación en:- Sustancias relacionadas a la geología y que se estudian en el ámbito de la mineralogía.-Sustancias que tienen un papel relevante en la alimentación y que se estudian en el ámbito de la nutrición.

YACIMIENTO

Es la concentración de una o más sustancias útiles, rodeada de materiales no aprovechables y que se encuentra distribuida de forma escasa en la corteza terrestre.

MENA

Es el mineral cuya explotación presenta interés. En general, es un término que se refiere a minerales metálicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento químico de interés (Cu de la calcopirita, Hg del cinabrio, Sn de la casiterita, entre muchos ejemplos posibles).

GANGAComprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés minero en el momento de la explotación. Ejemplos frecuentes en minería metálica son el cuarzo y la calcita.

METALES 

•La mayor parte de los elementos metálicos exhibe el lustre brillante que asociamos a los metales.

•Los metales conducen el calor y la electricidad, son maleables (se pueden golpear para formar láminas delgadas) y dúctiles (se pueden estirar para formar alambres).

CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES

Se utilizan con fines estructurales, fabricación de recipientes, conducción del calor y la electricidad.

Ejemplo: Metales abundantes: hierro, aluminio, cromo,

manganeso, titanio, magnesio.

Metales escasos: cobre, plomo, zinc, estallo, tungsteno, oro, plata, platino, uranio, mercurio, molibdeno.

 

Se utilizan con fines estructurales, fabricación de recipientes, conducción del calor y la electricidad.

Ejemplo: Metales abundantes: hierro, aluminio,

cromo, manganeso, titanio, magnesio.

Metales escasos: cobre, plomo, zinc, estallo, tungsteno, oro, plata, platino, uranio, mercurio, molibdeno.

NO METALES

Varían mucho en su apariencia no son

lustrosos y por lo general son malos conductores del calor y la electricidad.

Varios no metales existen en condiciones

ordinarias como moléculas biatómicas. En esta lista están incluidos cinco gases (H2, N2, 02, F2 y C12), un líquido (Br2).

El resto de los no metales son sólidos que pueden ser duros como el diamante o blandos como el azufre.

Son muy frágiles y no pueden estirarse en hilos ni en láminas.

Se encuentran en los tres estados de la materia a temperatura ambiente: son gases (como el oxígeno), líquidos (bromo) y sólidos (como el carbono). No tienen brillo metálico y no reflejan la luz.

Ejemplo:  Muchos no metales se encuentran en

todos los seres vivos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre en cantidades importantes. Otros son oligoelementos: flúor, silicio, arsénico, yodo, cloro.

  Minerales para fertilizantes y aplicaciones

químicas (industrias químicas): cloruro de sodio, nitrato, azufre.

Materiales para la construcción y edificación: cemento, grava, arena, yeso, amianto. roca triturada.

Combustibles fósiles: petróleo, carbón, gas natural y lutitas.

Agua: el recurso más importante

CUADRO COMPARATIVOMetales No metales

Tienen un lustre brillante; diversos colores pero casi todos son plateados

Los sólidos son maleables y dúctiles

Buenos conductores del calor y la electricidad.

Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.

Tienden a formar cationes en solución acuosa.

Las capas externas contienen poco electrones habitualmente tres o menos.

No tienen lustre; diversos colores.Los sólidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos.

Malos conductores del calor y la electricidad

La mayor parte de los óxidos no metálicos son sustancias moleculares que forman soluciones ácidas

Las capas externas contienen cuatro o más electrones.

TABLA PERIÓDICA

RENTABILIDAD DE UN YACIMIENTO MINERAL

Factores a considerar:

Precio del mineral, si es muy barato no tiene caso extraerlo.

Naturaleza y magnitud del depósito, el volumen que podamos obtener así como su pureza.

Ubicación geográfica, de acuerdo al lugar en donde se encuentre, si es fácil llegar allá y que maquinaria se utiliza.

Costo de extracción.

La composición química o mineralógica Por ejemplo, para que un yacimiento de bauxita sea explotable por aluminio no debe contener demasiada arcilla o sílice, pues estas materias vuelven excesivamente oneroso el tratamiento del mineral.

Las 32 entidades federativas de la República Mexicana cuentan con yacimientos mineros. A nivel nacional destaca la producción de 10 minerales (oro, plata, plomo, cobre, zinc, fierro, coque, azufre, barita y fluorita), seleccionados por su importancia económica y su contribución a la producción nacional.

•Mina El Potosí, Santa Eulalia, Chihuahua •Mina Fresnillo, Zacatecas •Yacimientos de Sonora •Yacimiento de El Oro •Yacimientos de San Luis de Potosí

PRINCIPALES YACIMIENTOS EN MÉXICO

MINERALES QUE PRODUCE MÉXICO

Material Clasificación Mundial Toneladas métricas

Bismuto 2do 1186

Plata 2do 2,413,147 Kg

Fluorita (CaF2) 2do 936,430

Celestita (SrSO4) 3º. 128,321.30

Arsénico 5º 6,900

Plomo 5º 120.45

Cadmio 6º 1399

Manganeso 6º 124.42

Bario 6º 199,610

Antimonio 7º 778

Zinc 7º 432,350

Grafito 7º 117,700

Molibdeno 8º 2519

Caolín 8º 916,800

Oro 9º 39,356 Kg

Cobre 12º 323,294

Hierro 13º 11 millones

Azufre 14º 1,073.57

Ca3(PO4)2 16º 7.5

ENTIDADES PRODUCTORAS DE HIERRO Y COBRE EN MÉXICO

Entidad Volumen Participación en el total nacional (%)

Lugar nacional

Fierro (Toneladas)

Colima 3 355 637

48.7 1º

Coahuila de Zaragoza

2 263 194

32.9 2º

Michoacán de Ocampo

1 268 238

18.4 3º

Cobre (Toneladas)

Sonora 349 227 86.1 1º

  Zacatecas 24 944 6.2 2º

  San Luis Potosí 18 072 4.5 3º

  Chihuahua 9 367 2.3 4º

  México 1 384 0.3 5º

NO FERROSOS

METALES FERROSOS

PRECIOSOS

Los metales no ferrosos son aquellos que incluyen elementos metálicos y aleaciones que no se basan en el hierro, algunos ejemplos son el aluminio, el cobre, el magnesio, el níquel, el zinc entre otros. 

Los metales ferrosos son aquellos que están basados en el hierro, entre los de mayor importancia son el hierro y el carbono. Estas aleaciones se dividen en dos grupos: los aceros y las fundiciones de hierro.

Aquellos que se encuentran en estado libre en la naturaleza, es decir, no se encuentran combinados con otros elementos formando compuestos. Como: El oro, la plata, el platino

CLASIFICACIÓN DE LOS METALES

•Plasticidad: capacidad para experimentar deformaciones permanentes sin romperse.•Maleabilidad: soportar deformaciones permanentes en todas las direcciones sin presentar signos de rotura, se puede reducir a laminas. •Ductilidad: soportar deformaciones permanentes en un sentido sin romperse, bajo un esfuerzo de tracción. Se puede reducir a alambres. •Fragilidad: Opuesto a la plasticidad. •Resistencia mecánica: Soportar cargas estáticas. •Rigidez: Resistencia a ser deformado por una tensión que no excede el limite de elasticidad. •Dureza: Propiedad que se manifiesta por una resistencia a ser rayado, desgastado por abrasión o rozamiento, cortado o ser penetrado. •Tenacidad: Capacidad del metal para resistir grandes tensiones y deformaciones sin rotura.

PROPIEDADES

METALURGIA

ciencia y técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales metálicos hasta los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos vinculados así como su control contra la corrosión

SIDERURGIA

técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones. El hierro se encuentra presente en la naturaleza en forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por la siderurgia son los óxidos, hidróxidos y carbonatos.

¿QUÉ ES EL ACERO ?

El acero es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso[1] de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%.

Tipos de acero

Aceros al carbono : Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil y la mayor parte de las estructuras de construcción de acero.

Aceros aleados: contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales.

Aceros de baja aleación ultrarresistentes: Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono.

Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos.

Acero corten: El acero corten es un tipo de acero realizado con una composición química que hace que su oxidación tenga unas características particulares que protegen la pieza realizada con este material frente a la corrosión atmosférica sin perder prácticamente sus características mecánicas.

En la oxidación superficial del acero corten crea una película de óxido impermeable al agua y al vapor de agua que impide que la oxidación del acero prosiga hacia el interior de la pieza.

Al carbono

Baja aleación

Inoxidable

DIAGRAMA DE PROCESOS DE

PRODUCCIÓN DE ACERO ALTO HORNO

El proceso se puede dividir en dos grandes pasos. El primero consiste en transformar el mineral de hierro de las minas en arrabio y el segundo en convertir el arrabio en acero.

En un alto horno, cuyo esquema se presenta en la siguiente figura, se logra la transformación del mineral de hierro en arrabio.

En el alto horno, el mineral de hierro, el coque y la caliza se cargan por la parte superior. Por las otras toberas se inyecta el aire caliente que enciende el coque y libera el monóxido de carbono necesario para reducir al óxido de hierro. El arrabio, producto final del alto horno, se colecta por una piquera en la parte inferior.

Los gases ricos en monóxido de carbono que salen del alto horno son aprovechados para calentar las estufas al completar su combustión. Mientras una de las estufas está en el proceso de combustión, la otra, previamente calentada, sirve para elevar la temperatura del aire por encima de los 1 000°C.

La escoria y el arrabio se sacan del crisol por unos ductos llamados piqueras. La piquera de escoria está colocada más arriba que la de arrabio porque la escoria flota, Frecuentemente el arrabio se traslada al convertidor en el estado líquido; sin embargo, en algunas plantas se vacía para formar lingotes.

Posteriormente el arrabio pasa a unos convertidores para reducir el carbono y algunas impurezas que contiene hasta un 0.03% dependiendo de el tipo de acero que se desee producir.

MINERALES QUE CONTIENEN FIERRONOMBRE FÓRMULA

MAGNETITA Fe3 O4

HEMATITA Fe2 O3

LIMONITA 3Fe2 O3 + 2H2 O

SIDERITA Fe Co3

Los convertidores son hornos, siendo empleados hoy en día los eléctricos, donde se lleva a cabo un proceso de fusión.1. El arrabio se transporta líquido desde el alto horno hasta la acería (donde está el convertidor). El arrabio se transporta en unos depósitos llamados torpedos.

2. Se introduce en el convertidor, además del arrabio, chatarra, fundentes (cal) yoxígeno. El convertidor, a diferencia del alto horno, no se le proporciona calor extra.

3. El oxígeno reacciona con las impurezas, especialmente el carbono que sobra (se oxidan) y facilita la eliminación de la escoria formada. El fundente tambiénfacilita la formación de la escoria, que flota sobre el metal fundido. Se obtiene escoria, acero líquido y gases.

4. El proceso final consiste en extraer el acero líquido del convertidor para verterlo en moldes con la forma de la pieza que se quiere obtener, posteriormente se deja solidificar y luego se extrae la pieza, (colada).

CONVERTIDORES

COBREEs uno de los metales más antiguos y de mayor uso.  De color pardo rojizo, era conocido en épocas prehistóricas y fue el material con el que el hombre construyó  las primeras herramientas. Es uno de los pocos metales que puede encontrarse en estado puro pero también combinado con azufre o formando óxidos.

PROPIEDADES INDUSTRIALES

•Conductor de la electricidad.•Tiene buena resistencia a la corrosión. •Extraordinaria ductilidad lo que permite transformarlo en alambres de hasta 0,025 mm. •Conductor del calor.•Maleable.

APLICACIONES•Se utiliza en cables y líneas de alta tensión exteriores.•En el cableado eléctrico en interiores.•Enchufes y maquinaria eléctrica en general.•Generadores.•Motores.•Reguladores.•Equipos de señalización.• Aparatos electromagnéticos.•Sistemas de comunicaciones intercambiadores de calor, pailas, utensilios de cocina.• Construcción eléctrica, electrónica, armamentos, relojería.•Al ser un metal resistente a las condiciones ambientales se utiliza en techos, grandes esculturas, cúpulas.

MINERALES QUE CONTIENEN COBRE

ALEACIONES

NOMBRE FÓRMULA

MALAQUITA CuCO3

CALCOCITA Cu2S

AZURITA 2CuCO3

CALCOPIRITA CuFeS2

CUPRITA Cu2 O

Bronce:(cobre-estaño)Dependiendo de los porcentajes del estaño, se obtienen bronces de distintas propiedades. 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. Hoy, el cobre se utiliza en una amplia gama de aleaciones, como por ejemplo: cobre con plomo, manganeso, berilio, aluminio, níquel y fierro.

DESARROLLO TECNOLÓGICO PARA PROCESOS LIMPIOS DE

PRODUCCIÓN MINERO-METALÚRGICOSActualmente el sector trabaja conjuntamente con la

SEMARNAT, SENER, SE, PROFEPA, CONAE y CONAGUA, en busca de mejores fórmulas para racionalizar el uso de energéticos y recursos naturales; para prevenir y aminorar el impacto ambiental y para fortalecer y dar valor agregado a los ecosistemas donde operan las minas mexicanas.Una política minera que patrocine la producción limpia en el sector minero debe incluir los siguientes aspectos:•Prevenir la contaminación en el origen.•Reutilizar y reciclar el recurso residuo•Generar mecanismos de Transferencia Tecnológica (aplicación de Tecnologías Limpias).•Incorporar en la gestión global de las empresas el concepto de producción limpia.

¿CUALES SON LOS BENEFICIOS DEL RECICLAJE?

Reduce los volúmenes de residuos generados.

Aprovecha los recursos presentes en los materiales reciclados.

Evita lo sobreexplotación de los recursos naturales

Disminuye los costos de disposición final de los residuos.

USOS DEL AGUA Y METODOS DE TRATAMIENTO

Los problemas típicos de tratamiento de aguas de la minería encontrados por los dueños de los proyectos son:

•DAR•Efluentes Industriales Ácidos•Aguas residuales contaminadas con metales pesados•Una combinación de 2 ó más de las anteriores

METODOS: Tratamiento de aguas residualesProcesamiento de Lodos de Alta Densidad (HDS)Precipitación y eliminación de metales disueltosDecantación de sólidos finos en suspensiónDestrucción de cianuro usando peróxido o procesos de SO2