GEOLOGIA ECONOMICA

GEOLOGIA ECONOMICALa Geologa Econmica corresponde esencialmente al estudio de depsitos minerales. Esto incluye tanto recursos metlicos, minerales industriales (no metlicos) y tambien los combustibles.1GEOLOGA ECONMICARecursos NaturalesEnergaRecursos MineralesGeotermiaPetrleoMinera MetlicaMinera No Metlica1. DEFINICIONES BSICASOcurrencia mineralDepsito mineralYacimientoMinaDEFINICIONES BSICAS

Ocurrencia Mineral.Concentracin anmala de un mineral que se considera valiosa.

Depsito Mineral.Es una ocurrencia mineral de tamao y ley suficiente para que en circunstancias favorables, sea considerado con potencial econmico.

DEFINICIONES BSICAS

Yacimiento.

Depsito mineral que ha sido examinado y ha probado tener suficiente tamao, ley y accesibilidad, como para ser puesto en produccin y ser rentable.

La rentabilidad de un yacimiento depende tambin de condiciones ajenas al cuerpo mineral, como las tasas de impuesto, precio de metales, etc.

6Definiciones Bsicas VII Mina.

Corresponde a las labores de explotacin de un yacimiento.

7

Recurso Mineral.Tonelaje o volumen de roca mineralizada de inters econmico intrnseco, cuyas leyes, lmites y otras caractersticas apropiadas estn conocidas con cierto grado de certeza.Reservas Minerales.Porcin o volumen de un Recurso Mineral en el que se han efectuado estudios tcnicos y econmicos. DEFINICIONES BSICAS

BALANCE metalurgicoEl balance trmico es un clculo sumamente til para todos los tipos de hornos.Es utilizado para disear hornos y procesos, calcular el requerimiento de combustible, determinar la eficiencia de hornos y un estudio trmico general de los procesos. El balance trmico general se expresa como:INGRESO DE CALOR AL SISTEMA

SALIDA DE CALOR DEL SISTEMAACUMULACIN DE CALOR EN EL SISTEMA

En procesos en estado estacionario, no existe acumulacin de calor, por tanto, el balance trmico es la evaluacin y catalogacin de todas las partidas de calor suministrado o disponible y de las del calor perdido o distribuido, y donde siempre la suma de las partidas de calor suministrado debe ser igual a la suma de las partidas de calor distribuido.En muchos casos no se puede determinar directamente el calor perdido por radiacin, conveccin y conduccin a los alrededores; pero todas las otras partidas son fcilmente calculables. La diferencia entre el calor total suministrado y la cantidad calculada del calor distribuido es por lo tanto el calor perdido por cualquier mecanismo de transferencia de calor, de esta manera, se igualarn ambas partidas. El balance trmico de un horno vara fundamentalmente de un horno continuo a uno discontinuo. En los continuos interviene la produccin en kg/h, lb/h en t/h, mientras que en los intermitentes es ms importante la carga introducida en cada operacin en kg, lb en t. La temperatura en los hornos continuos es prcticamente constante en cada zona a lo largo del tiempo, y la temperatura de la carga vara a lo largo del horno desde la entrada hasta la salida. En los hornos discontinuos la temperatura de la carga vara a lo largo del tiempo, pero se mantiene relativamente constante en todo el horno en un instante dado.

Respecto de los hornos discontinuos deben distinguirse: Los procesos en los cuales la temperatura del horno permanece prcticamente constante (hornos de fusin, hornos de normalizado, temple y revenido y hornos de recalentar para forja y estampado. Los procesos en los que la temperatura del horno sigue un ciclo de calentamiento, mantenimiento y enfriamiento sin extraer la carga del interior del horno.En los primeros, al introducir la carga, baja, evidentemente, la temperatura del horno, se enfra el revestimiento, aunque cede su calor a la carga, pero la energa cedida por la llama se utiliza para calentar el revestimiento nuevamente y la carga hasta la temperatura de proceso. En los segundos, al introducir la carga, el horno est a baja temperatura y se calientan simultneamente la carga y el revestimiento con todos los elementos del interior del horno.Despus de un periodo de tiempo en el cual se completa el proceso, la carga se enfra en el interior del horno juntamente con el revestimiento. Es fundamental, por lo tanto, el calor absorbido por el revestimiento, durante el calentamiento y el tiempo de proceso, y cedida en el enfriamiento. Las entradas de calor y los puntos de distribucin varan de un proceso a otro. En general, las partidas que proporcionan ingresos de calor se pueden clasificar de la siguiente manera:Calor de combustin del combustible ( energa elctrica suministrada en el caso de los hornos elctricos). Calor sensible del combustible (que por lo general es pequeo y despreciable, excepto en el caso de un combustible gaseoso precalentado).Calor sensible del aire empleado (si es precalentado)Calor sensible de la carga del horno (despreciable)Calor desprendido por las reacciones exotrmicas.Partidas de calor distribuido Las partidas de calor que se distribuyen son:Calor consumido por las reacciones endotrmicas.Calor usado en la evaporacin de la humedad.Calor sensible de los gases de combustin.Calor sensible del producto principal del horno, es decir, calcina, mata, metal, etc.Calor sensible de la escoria.Calor absorbido por el agua de refrigeracin.Calor perdido por radiacin al medio ambiente.Calor perdido por conveccin al aire en contacto con el horno.Calor perdido por conduccin a travs de las paredes del horno. Balance trmico de un horno de conversin de aceroLos resultados de los clculos realizados para las partidas de calor suministrado y calor distribuido, deben ser presentadas en una tabla resumen. Los valores de cada partida pueden presentarse en unidades de energa, o en porcentajes del calor total suministradoEjemplo para un horno de conversin de acero.

Para la realizacin del clculo del balance trmico de un horno, es necesario seguir los siguientes pasos:Calcular el balance de masa del horno.Identificar las temperaturas de cada una de las fases que ingresan o se descargan del horno.Identificacin de cada una de las reacciones qumicas dentro el horno, as como los cambios de fase de las especies.Acopio de datos de: calor de reacciones qumicas, capacidades calorficas, temperaturas de transformacin de fase, calores de fusin, calores de ebullicin, etc.Clculo de las diferentes partidas del balance de calor.Diagrama de Sankey Una tcnica excelente para visualizar la distribucin de energa en un proceso, es el diagrama de Sankey. Todas las partidas de ingreso de calor y todas las corrientes de distribucin de calor son dibujadas en el diagrama. El ancho de cada corriente debe ser proporcional a la cantidad de energa contenida en ella. Se presenta como ejemplo, un diagrama de Sankey para un horno de fabricacin de ladrillos artesanales.

Diagrama de Sankey de un horno de fabricacin artesanal de ladrilloBalance energtico en rgimen estableSe denomina funcionamiento estable de un horno al que es repetitivo a lo largo del tiempo en cuanto a condiciones de trabajo, sin paradas o cambios importantes en el proceso, sobre todo de temperatura. En un horno continuo supone constancia en las cargas, temperaturas de regulacin de las diferentes zonas, velocidades de avance o tiempos de tratamiento constantes a lo largo de un periodo prolongado (campaa de trabajo) sin paradas durante la noche, fin de semana, etc.En un horno discontinuo, que opera por ciclos de enfriamiento del horno, dichos ciclos se repiten sucesivamente sin cambios en las cargas y temperaturas del proceso. Tiene importancia el calor almacenado en el revestimiento, del cual se pierde una parte en cada ciclo. En los hornos continuos de fusin, se mantienen constantes las temperaturas del proceso, siendo irrelevantes en el balance las prdidas de calor almacenado. Se denomina rendimiento del horno al cociente:

donde el calor til es la suma de la energa distribuida en los tems 1, 4 y 5.Los rendimientos trmicos tpicos de diferentes tipos de horno son: Hornos elctricos = 70% Hornos de cuba = 45% Hornos convertidores = 35% Hornos de tostacin = 30% Hornos de reverbero = 25%

Cuanto mayor sea el valor de , mejor trabaja el horno desde el punto de vista trmico. Por ello en la industria se adopta una serie de medidas que eleven el rendimiento trmico de los hornos. Elevar el rendimiento trmico significa disminuir las prdidas de calor. En general las medidas para elevar tienden a rebajar el calor de los gases que salen del horno, a aprovechar de ste calor recuperndolo mediante intercambiadores y retornando el calor recuperado al horno, y disminuir las prdidas al ambiente exterior.Las formas ms efectivas de incrementar el valor de , en ste sentido son:Precalentamiento del aire antes de ingresar al horno usando el calor de los gases salientes del mismo (en recuperadores y regeneradores).Retorno de los gases que salientes al horno (recirculacin de gases).Precalentamiento de la carga usando el calor de los gases salientes.Aprovechamiento del calor de los gases alientes en calderas para fabricar vapor y obtener agua caliente.Enriquecimiento de aire con oxgeno.Aumento de las dimensiones, potencia y productividad de los hornos.Aislamiento trmico de los hornos.El consumo especfico del proceso del proceso se calcula con la relacin: