Caracterizacion y Pruebas Metalurgicas (1)

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C ARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y PRUEBAS METALÚRGICAS EN LA PROSPECCIÓN DE MINERALES POLIMETÁLICOS EN EL COMPLEJO M ARAÑÓN – PERÚ

CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y PRUEBASMETALÚRGICAS EN LA PROSPECCIÓN DE MINERALESPOLIMETÁLICOS EN EL COMPLEJO MARAÑÓN – PERÚ

PHYSICAL-CHEMICAL CHARACTERIZATION AND METALLURGICALTESTS IN PROSPECTING POLYMETALLIC MINERALS

IN THE MARAÑON COMPLEX - PERU

Daniel Lovera, Ángel Bustamante, Pedro Gagliuffi, Janet Quiñones, Luis Puente,Laureano Gaudencio, Jorge Diego, Alfonso Romero

Revista del Instituto de Investigación FIGMMG Vol. 8, N.° 16, 44-50 (2005) Universidad Nacional Mayor de San MarcosISSN: 1561-0888 (impreso) / 1628-8097 (electrónico)

* Instituto de Investigación de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica de la Universidad NacionalMayor de San Marcos.E-mail: [email protected]

RESUMEN

Estudios prospectivos desarrollados en la Zona de la Cuenca del Marañón nos muestran un tipo de GeologíaRegional denominada Complejo del Marañón – Región Huánuco, consistente en minerales metálicos de Cobre,Plata, Oro en esquistos y gneis en contacto con intrusivos, así como también minerales de Níquel, Cobalto,Titanio, Platino, entre otros.

La caracterización de los minerales de la zona mediante técnicas instrumentales: Microscopio minerográfico, Análisis por espectroscopia Mössbauer, Análisis químico multielemental, nos permiten corroborar la presenciade los minerales metálicos del Complejo Marañón, así como la presencia de óxidos de hierro, y con un grado demagnetización que son indicadores de la presencia metálica en las zonas muestreadas.

Pruebas metalúrgicas efectuadas nos indican una buena recuperación metalúrgica de los concentrados obte-nidos para el mineral de calcopirita, lo cual indica una buena posibilidad económica para la Cuenca del Marañón.

Palabras clave: Caracterización, prospección geológica, Complejo Marañón, metalurgia.

ABSTRACT

Prospective studies carried along in the Marañón Basin area show a kind of Regional Geology called MarañónComplex - Huánuco Region, which is made up of metallic minerals of copper, silver and gold in schists and gneissbeing in contact with intrusive ones, as well as nickel, cobalt, titanium and platinum minerals among others.

Characterization of minerals in the area through instrumental techniques: mining-graphic microscope, Mösbauerspectroscopy analysis and multielements chemical analysis, allow us to confirm the presence of such metallicminerals in the Marañón Complex, as well as the presence of iron oxides with a degree of magnetizationshowing metals presence in the sampled areas.

Metallurgical tests performed show a good metallurgical recovery of the concentrates thus obtained for thechalcopyrite mineral, what shows a good economical possibility for the Marañón Basin.

Keywords: Characterization, Geological Prospection, Marañón Complex, Metallurgy.



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F AC. ING. GEO. MIN. MET. GEOG. D ANIEL LOVERA, et al.

I . I NTRODUCCI ÓN [ 1, 2]

El Complejo del Marañón consiste en unapotente secuencia de rocas metamórficas queafloran ampliamente en la parte central y en la

región oriental del Perú. En general, los afloramien-tos se encuentran en ambas márgenes del río Ma-rañón, y consisten de esquistos micáceos, cloritososde coloración gris y verde, los cuales están corta-dos por vetas de cuarzo lechoso de diferente gro-sor. El resto del Complejo del Marañón consistegeneralmente en filitas y pizarras de color gris;presentando, además, una unidad meta volcánicaque se presenta a manera de grandes lentes quese siguen a través de cientos de metros (Ver figu-ra N.° 1).

Las observaciones geológicas realizadas so-bre el Complejo del Marañón permiten definir enla región tres fases tectónicas principales compa-rables a las definidas por Dalmayrac B. (1978) yRivera (1992) (Ver figura N.° 2).

La zona de estudio está enmarcada en unaregión que es materia de una intensa actividadprospectiva por oro y polimetálicos (Pb, Zn, Cu, Ag, Mn, Co), caso de los cuadrángulos de Pataz,Tayabamba, Pomabamba, Huari, La Unión,Huánuco; bajo esta perspectiva es obvia la impor-tancia económica del área por encontrarse dentrodel alineamiento tectónico regional. Está constituido esencialmente por esquisitosy filitas en colores marrón a verdosos, la orienta-

ción de la esquistosidad tiene un rumbo N 85° E ybuzamiento 50° NO.

Por correlación con los estudios metalogénicosa nivel regional (Soler, P. et al., 1986; Vidal, C. et

al., 1995), se considera que el Complejo metamór-fico del Marañón podría contener minerales metá-licos de cobre, plata, oro en los esquistos y gneisen contacto con los intrusivos, así como tambiénde níquel, cobalto, titanio, platino, etc., dentro derocas ultrabásicas que pertenecen a lasmineralizaciones asociadas al Ciclo Neoproterozoicoy Ciclo Paleozoico (Soler et al., 1986) [3].

I I . ESCENARI O DE COTIZACI ÓN Y PRODUCCI ÓNMI NERA

El cobre y el zinc, a la fecha, están en susmáximos históricos, en la Bolsa de Metales de Lon-dres (LME), el referencial de los metales, el cobre,ampliamente usado en instalaciones eléctricas,desde 3600, en mayo de 2005; alcanzó un récord

de 4793 dólares la tonelada en enero 2006 (Verfiguras N.os 3 y 4).Figura N.° 1. Columna estratigráfica del cuadrángulo de singa.Fuente: Jacay et al. (1996).

Fuente: Jacay et al. (1990).

Figura N.° 2. Columna esquemática de la parte Oeste del Valle de ríoMarañón, Área Huacchis-Arancay. (1) Esquistos; (2) Filitas; (3)Metavolcánicos; (4) Fm. Goyllarisquizga; (5) Fallas y (6) Vetas de cuarzo.



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por citar Antamina, Yanacocha, entre otros (Verfiguras 5, 6 y 7).

A la fecha hay expectativa con el proyecto deToromocho, que podría ser la mayor mina de co-

bre del Perú a partir del 2010.

I I I . METODOLOGÍ A

La estrategia del estudio consiste en seguiruna secuencia de métodos de análisis de mues-tras de rocas y minerales que permitieron desa-rrollar resultados más precisos y objetivos.

La evaluación de la calidad y cantidad delas muestras se llevó a cabo en dos etapas:

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

09 -No v- 04 2 9-Di c-0 4 1 7-F eb -0 5 0 8-Ab r- 05 2 8-M ay-0 5 1 7- Jul- 05

$3,000.00

$3,100.00

$3,200.00

$3,300.00

$3,400.00

$3,500.00

$3,600.00

$3,700.00

$3,800.00

S T O C K S

T O N

E L A D A S

TIEMPO

Figura N.° 4. Cotización Internacional del zinc.

Figura 3. Cotización Internacional del cobre.

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

0 4 - E n e

- 0 5

2 0 - E n

e - 0 5

0 7 - F e b

- 0 5

2 3 - F e b -

0 5

1 1 - M a r

- 0 5

3 1 - M a r

- 0 5

1 8 - A b r

- 0 5

0 5 - M a y

- 0 5

2 3 - M a y

- 0 5

0 9 - J u n

- 0 5

2 7 - J u n - 0 5

1050

1100

1150

1200

1250

1300

1350

14001450

S T O C K S

T O N E L A D A S D E

Z I N C

y = 2.6021x3

- 15113x2

+ 3E+07x - 2E + 10

R2

= 0.9703

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1,400,000

1,600,000

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TIEMPO

T O N E L A D A S

D E

Z I N C

El zinc, usado principalmente como bañoanticorrosivo en la producción de acero galvanizadoy en filtros, actualmente es una de las estrellassobre las perspectivas favorables para los meta-les. El precio del zinc llegó a un máximo de 2305dólares por tonelada en enero de 2006. Los meta-les preciosos también subieron en medio del dilu-vio de dinero especulativo sobre las materias pri-

mas. En enero de 2006, el platino llegó a su máxi-mo histórico de 1056 dólares por onza, la Plataalcanzó su precio más alto de 9.46 dólares poronza, mientras que el oro subió a 566.20 dólares[4,5,6].

la producción minera nacional se ha idoincrementando a lo largo de las últimas diez déca-das, cifras que son reportadas por el Ministerio deEnergía y Minas. De un estudio de la producción delos metales de cobre, zinc, oro y plata, podemosapreciar la tendencia creciente y sostenida a lo largo

del tiempo, pudiéndose también inferir que se de-bían a buenos precios y a niveles productivos altospor la puesta en marcha de los megaproyectos,

Figura N.°6. Producción nacional del cobre.

Figura N.° 5. Producción Nacional del zinc.

Figura N.°7. Producción nacional del oro.

y = 0.0216x4

- 167.11x3

+ 485589x2

- 6E+08x + 3E+11

R2

= 0.9226

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

AÑOS

T O N E L A D A S

D E

C O B R E

y = 4E-06x6 - 0.0456x5 + 220.68x4 - 569347x3 + 8E+08x2 - 6E+11x +

2E+14

R2 = 0.9857

0

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

TIEMPO

P R O D U C C I O N

D E

O R O

( K g s )



47


1. Estudio en el campo

Evaluación in situ del afloramiento y comporta-

miento de asociatividad y ensamble de las ro-cas y minerales. Análisis macroscópicos de muestras de mano.

2. Estudio en gabinete

Análisis microscópico de rocas y minerales. Análisis químico de rocas y minerales.

Descripción m acroscópica [ 7, 8, 9]

En la zona delimitada por la cuenca del ríoMarañón y Tantamayo se han recolectado mues-tras de rocas, las cuales presentan la siguientedescripción macroscópica (ver figuras N.os 8 y 9).

Tipos de rocas

- Filita con veta de cuarzo- Roca de caja andesitita- Roca andesita silicificada

- Roca filoneana (Veta)

Tipos de minerales

Los minerales encontrados son: Calcopirita,Limonita, Clorita, Pirita , Plagioclasa, Escalerita,

Pirrotita, Marmatita y Magnetita.

Tipos de facies

Las facies encontradas son del tipo:

• Metamórfica• Volcánica

• Metasomatizada• Hidrotermal

Caracterización física

Muestr a de la Zona OSHNO

Muestra de la zona de OSHNO medida a altavelocidad, no se observa componente magnético yfue ajustado con un doblete paramagnético; se re-quiere medir a baja velocidad para dilucidar si se

requieren uno o dos dobletes en el ajuste.La muestra de la zona de OSHNO medida a

baja velocidad, un buen ajuste al espectro incluyóla presencia de dos dobletes. El doblete de colormagenta corresponde al hierro en una sustanciaparamagnética, el otro doblete de líneas ensan-chadas (color azul) corresponde a partículas deóxidos o hidróxidos menores a 100 Å en estado

Figura N.° 8. Roca de la zona de Tantamayo.

Figur a N.° 9. A) Tipo de roca de la zona de Yanac, B)Minerales de la zona de Yanac. Figura N.° 10. Análisis por Espectroscopia Mössbauer.

-3 -2 -1 0 1 2 3

5 %

Velocidad (mm/s)

T r a n s m i s i ó n R e l a t i v a ( % )A

B



48


superparamagnético; para saber con precisión aqué óxido corresponde, se requiere medir la mues-tra a baja temperatura (ver figura N.º 10).

Muestra de la zona Racuay

Muestra de la zona Racuay medida a baja ve-locidad, un buen ajuste al espectro incluyó la pre-sencia de tres dobletes: El doblete de color magentacorresponde al hierro Fe3+ en una sustanciaparamagnética; el doblete de color azul, como en el

caso anterior, de líneas ensanchadas, correspondea partículas de óxidos o hidróxidos menores a 100Åen estado superparamagnético; para saber con pre-cisión a que óxido corresponde, se requiere medirla muestra a baja temperatura; el tercer doblete decolor verde corresponde al hierro Fe2+ en una sus-tancia paramagnética (ver figura N.º 11).

Zona Padre Rum y

Muestra de la zona denominada Padre Rumymedida a alta velocidad; no se observa componente

magnética y fue ajustado con dos dobletes; serequiere medir a baja velocidad para un mejorajuste (ver figura N.º 12).

Muest ra SHOGOSH 1

Medida a baja velocidad; fue ajustado con tresdobletes: El doblete de color verde corresponde aFe2+ paramagnético, y los dobletes pequeños decolor celeste y azul son para el Fe3+. Se requieremedir a baja temperatura (ver figura N.º 13).

Zona SHOGSH 2

Muestra SHOGOSH 2 medida a alta veloci-dad; se observa una componente magnética (co-lor verde) con campo magnético de 32 Tesla y escaracterístico de la presencia del hierro metálico.También se tiene dos dobletes de Fe3+, uno de ellospuede ser atribuido a partículas súperparamagnéticas (ver figura N.º 14).

Figura N.° 11. Análisis por espectroscopia Mössbauer.

Figura N.° 12. Análisis por Espectroscopia Mössbauer.

-3 -2 -1 0 1 2 3

0.86

0.88

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

Velocidad (mm/s)

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

5 %

Velocidad (mm/s)

T r a n s m i s i ó n R e l a t i v a ( % )

-3 -2 -1 0 1 2 3

5 %

Velocidad



Figura N.° 14: Análisis por Espectroscopia Mössbauer.

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

1 %

Velocidad (mm/s)




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Zona de Yánac

Muestra Yánac medida a alta velocidad; seobservan dos componentes magnéticos: el de colorvino, con líneas ensanchadas y con campo magné-tico de 50 Tesla, es característico de la presenciadel óxido hematita (α-Fe2O3); el segundo campomagnético de color violeta corresponde a la pre-sencia del hierro metálico (34T). Además, poseetres dobletes: El doblete de color verde correspon-de a Fe2+ paramagnético; y los dobletes pequeñosde color magenta y azul son para el Fe3+. Se re-quiere medir a baja temperatura (ver figura 15).

Análisis de la microfot ografía

De la observación de las microfotografías (ver fi-guras N.os 16 y 17) se puede incidir de una fuerteliberación de la esfalerita.


Análisis Químico

Las muestras mineralizadas de la zona fue-ron analizadas en diferentes laboratorios, arrojandolas siguientes distribuciones multielementales. (verfiguras N.os 18 y 19).

Figura 18. Análisis químico del cobre y zinc.

Figura N.° 19. Análisis multielemental de la zona Yanac

I V. PRUEBAS METALÚRGICAS

El mineral de cobre sulfurado de la zona delComplejo Marañón se sometió a las operacionesunitarias siguientes: chancado, molienda, flotación

y filtración; obteniéndose los resultados siguientes:

Recuperaciones metalúrgicas

Los resultados de las pruebas experimenta-

les efectuadas con el mineral sulfurado de cobrede la zona ubicada en el complejo del Marañón semuestran en las figuras N.os 21, 22,23 y 24.Figura N.° 17. Microfotografía de mineral sulfurado de cobre.

ANALISIS QUIMICO DE SULFURADOS DEL COMPLEJO DE MARAÑON

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8MUESTREO POR ZONAS

p p m

E l e m e n t a l ZINC

COBRE

Cu ppm, 7118

Zn ppm, 10000

Ag ppm, 34.5

V ppm, 69

Mn ppm, 1500

Ba ppm, 328

Sr ppm, 555.9

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

Cu Fe S

Cabeza 10.50 18.55 26.35Concentrado 24.28 30.72 30.64Medios 2.30 21.00 5.02Relaves 2.48 13.74 4.27

Figura N.° 20. Resultados de la flotación.

Figura N.° 16. Microfotografía mineral sulfurado de zinc.



50


V. CONCLUSIONES

• Se puede inferir una relación de los mineralespropuestos por la geología regional con los mi-nerales identificados por la geología local.

• La caracterización fisicoquímica nos lleva a iden-tificar las especies presentes en la minera-lización de la zona.

• Las pruebas metalúrgicas demuestran las bon-dades técnicas y económicas de los mineralesde cobre y zinc de la zona del Complejo delMarañón.

VI . AGRADECI MI ENTOS

Al Consejo Superior de Investigaciones de laUniversidad Nacional Mayor de San Marcos por elfinanciamiento del proyecto de Investigación N.°05160102–2005; al Instituto IIGEO–UNMSM; a laminera CHAVINITA, por la información brindada; ya los profesores de las escuelas de Ingeniería Me-talúrgica, Ciencias Físicas e Ingeniería Geológicapor su participaron en el proyecto, especialmentea Jhony Herrera y a las personas que han colabo-rado Luis Lovera y Carlos Malpartida.

VII . BIBLIOGRAFÍ A

1. DALMAYRAC, B. (1970). Mise en évidence dúne chainé anterdovicienne et probablement précambrienne dans la cordillére orientale du Pérou central (région de Huánuco). C.R.Ac.Sc.,París,T.270, 1088-1091.

2. JACAY, J . et al . (1996). Geología del Cuadrángulo SINGA. INGEMMET, Lima- Perú.

3. SOLER et al. (1986). Essai de synthése sur la métallogénie du Pérou. Géodynamique.1(1),33–68.

4. REUTERS. (2006). «América Latina». http://

es.news.yahoo.com5. Economía (2006). http://www.economia.

gob.mx

6. PRENSACOM (2006). http:// www. prensa.com/hoy/negocios/477131.html

7. QUIÑONES, J. 2005. Descripción Macroscópica Informes Interno. FIGMMG – IIGEO.

8. GAGLIUFFI. P. (2005). «Análisis Microscópico demuestras». Informe Interno, FIGMMG – IIGEO.

9. BUSTAMANTE, A. (2005). Análi s is por Espectroscopia Mössbauer. FIGMMG– IIGEO.

10.LOVERA, D. (2003). Proyecto Minero Metalúr- gico Chavinita. Lima, Perú.

y = 0.1933x2 - 0.3389x + 1.5309

R2 = 1

0

12

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5

R

a z ó n d e

E n r i q u e c i m i e n t o

Razón de Concentración

Figura N.° 21. Razón de enriquecimiento vs. Razón de con-centración.

Figura N.° 22. Recuperación vs. recuperación en peso mi-neral.

Figura N.° 23. Distribución de elementos intermedios en el

concentrado y relaves.

Figura N.° 24. Distribución de elementos minoritantes en elconcentrado y relaves.

Distribución de los Elementos en el Concentrado y Relaves

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Al % Ca % K % Mg % Na % P % Ti %

Elementos Químicos

L e y E l e m e n t a l ( % )

Distribución de Elementos en el Concentrado y Relaves

0

200

400

600

800

1000

1200

Ba Bi Cd Co Cr Ga K La Mn Mo Ni Pb Sb Sc Sn Sr V W Y Zr

Elementos Químicos

C o m p o s i c i ó n E l e m e n t a l p p m

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