martes, 9 de noviembre de 2010

PROCESO PRODUCTIVO DEL COBRE EN CHILE

Introducción

El cobre es uno de los metales más conocidos existentes en la naturaleza y es al que mayor uso le ha dado el hombre a lo largo de la historia, como por ejemplo en aplicaciones de uso cotidiano y artefactos.
Nuestro país es el mayor productor de este metal en el mundo y es su principal producto de exportación.
La producción anual de cobre se sustenta en la extracción que se realiza en las distintas minas de nuestro país, entre ellas: las 2 más grandes del mundo Chuquicamata (extracción a cielo abierto) y El Teniente (extracción subterránea) junto con otras como El Salvador, Escondida y Collahuasi.

  
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Mina de Chuquicamata
 

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Túnel de la mina El Teniente
  
La principal empresa de nuestro país que se preocupa de la extracción del cobre es CODELCO, que es del estado, y que trabaja en las minas de Chuquicamata, Radomiro Tomic; ambas en la segunda región, El Teniente en la sexta región, junto con otras más.
¿Cuáles son los distintos tipos de procesos mineros utilizados en la explotación del cobre?

Los procesos utilizados en la explotación del cobre son:
  • A cielo abierto
  • Subterránea

Extracción a cielo abierto

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Cuando el cobre aflora a la superficie o está cerca de ella, la elección es el método de cielo abierto. En este caso la extracción se realiza en un rajo, que es una excavación en la tierra con ciertas características específicas para permitir las operaciones de manera segura. El rajo es una especie de anfiteatro, cuya forma y profundidad dependen del desarrollo de la explotación. Posee diferentes niveles llamados bancos entre los cuales se establecen caminos inclinados o rampas para la circulación de los equipos y el personal. En la extracción a rajo abierto primero se remueve el mineral desde el yacimiento usando explosivos. La detonación se llama tronadura. Luego entran en operación los cargadores frontales o las palas eléctricas, capaces de levantar de una sola vez más de cien toneladas. Su labor consiste en cargar los camiones con el material fragmentado por la tronadura. Estos camiones llevan el mineral al chancador primario y el estéril a los botaderos.


Extracción subterránea


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Entrada Mina subterránea El Teniente

La minería subterránea, en cambio, se emplea cuando la cantidad de material estéril sobre el yacimiento es tal, que los costos de su remoción hacen inviable un proyecto minero a cielo abierto. La extracción se realiza excavando túneles y cámaras, dispuestas para recuperar la máxima cantidad de mineral de manera eficiente y segura. Las labores subterráneas pueden ser horizontales, verticales, inclinadas, conformando túneles, galerías, rampas, piques o chimeneas, ubicándose en los diferentes niveles que permiten fragmentar, cargar y transportar el mineral desde el interior de la mina hasta la planta, generalmente situada en la superficie.


Existen diversos métodos de extracción subterránea dependiendo de la competencia de la roca, geometría y dimensiones del cuerpo mineralizado. En Chile los principales son:

  • Hundimiento por bloques
  • Caserones abiertos
  • Corte y relleno

¿En qué consiste el proceso de lixiviación?

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La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua que son llevadas a diversos estanques donde se limpian eliminándose las partículas sólidas que pudieran haber sido arrastradas Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas. Se pueden distinguir 3 fases en este proceso:
a) Chancado: el material es extraído de la mina, que contiene minerales oxidados de cobre, es fragmentado mediante un chancado primario y secundario con el objetivo de obtener un material mineralizado de un tamaño máximo de 1,5 a 3/4 de pulgada.
b) Formación de la pila: el material chancado es llevado mediante cintas transportadoras hacia el lugar que se formara la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfúrico.
c) Sistema de riego: a través del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico en la superficie de las pilas. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base, actuando rápidamente. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre.
La lixiviación se mantiene por 45 a 60 días, después de lo cual se supone que se ha agotado casi completamente la cantidad de cobre lixiviable. El material restante es transportado mediante correas transportadoras a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de lixiviación para extraer el resto del cobre.
La utilización de pilas dinámicas, permite que al término del ciclo de lixiviación el material sea retirado y cargado nuevamente, formando una nueva pila.


¿Qué características hacen más ventajoso este proceso?

El proceso de lixiviación con ácido nítrico para procesar minerales de cobre, se desarrollo a fin de sustituir el ácido sulfúrico por ser un insumo químico fiscalizado (IQF) en el Perú, Bolivia y Colombia.

La ventaja principal de la lixiviación es que se trabaja a condiciones normales con diversos materiales de cobre, ya que el ácido nítrico es un agente corrosivo que reacciona instantáneamente y disuelve el cobre del mineral. Así mismo, se recicla la solución lixiviante una vez que se ha extraído el cobre por electrodeposición directa al medio lixiviado.

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Mina de Chuquicamata

DIAGRAMA PROCESO DEL COBRE

PALANCA

LA PALANCA

 es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.
Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza.


CIRCUITO ABIERTO Y CERRADO





CIRCUITO ABIERTO



Un circuito abierto es un circuito en el cual no circula la corriente eléctrica por estar éste interrumpido o no comunicado por medio de un conductor eléctrico. El circuito al no estar cerrado no puede tener un flujo de energía que permita a una carga o receptor de energía aprovechar el paso de la corriente eléctrica y poder cumplir un determinado trabajo. El circuito abierto puede ser representado por una resistencia o impedancia infinitamente grande.


CIRCUITO CERRDO

Un interruptor cerrado quiere decir que el circuito está conectado a través del interruptor. Por tal razón, tenemos un circuito cerrado.





















domingo, 7 de noviembre de 2010

BIELA - MANIVELA


Ambos sistemas (biela-manivela y excéntrica-biela) permiten convertir el movimiento giratorio continuo de un eje en uno lineal alternativo en el pie de la biela. También permite el proceso contrario: transformar un movimiento lineal alternativo del pie de biela en uno en giratorio continuo en el eje al que está conectada la excéntrica o la manivela (aunque para esto tienen que introducirse ligeras modificaciones que permitan aumentar la inercia de giro).

Este mecanismo es el punto de partida de los sistemas que aprovechan el movimiento giratorio de un eje o de un árbol para obtener movimientos lineales alternativos o angulares; pero también es imprescindible para lo contrario: producir giros a partir de movimientos lineales alternativos u oscilantes.
palanca o el émbolo, siendo estas añadiduras las que permiten funcionar correctamente a máquinas tan cotidianas como: motor de automóvil, limpia parabrisas, rueda de afilar, máquina de coser, compresor  de pistón, sierras automáticas...




Descripción

El sistema biela-manivela emplea, básicamente, una manivela, un soporte y una biela cuya cabeza se conecta con el eje excéntrico de la manivela (empuñadura).


Para el sistema excéntrica-biela se sustituye la manivela por una excéntrica, conectando la biela al eje excéntrico y siendo el resto del mecanismo semejante al anterior.
 
 El sistema funciona de la siguiente forma:


El eje dispone de un movimiento giratorio que transmite a la manivela.


La manivela (o la excéntrica) convierte el movimiento giratorio del eje en uno circular en su empuñadura (eje excéntrico).


La cabeza de la biela está unida a la empuñadura de la manivela (eje excéntrico) y, por tanto, está dotada de un movimiento circular.


En su movimiento circular, la cabeza de la biela arrastra el pie de biela, que sigue un movimiento lineal alternativo.

La trayectoria seguida por el pie de biela es lineal alternativa, pero la orientación del cuerpo de la biela cambia en todo momento. Esto presenta un pequeño inconveniente que puede solventarse añadiendo otros operadores (por ejemplo un
émbolo)


Este sistema es totalmente reversible, pues se puede imprimir un movimiento lineal alternativo al pie de biela y obtener uno giratorio en el eje de la manivela.







Características

A la hora de diseñar estos mecanismos tenemos que tener en cuenta que:
La longitud del brazo de la manivela determina el movimiento del pie de la biela (carrera), por tanto, hemos de diseñar la manivela con longitud mucho más corta que la biela.




                                       Carrera=2 veces el radio de la manivela




  • Para que el sistema funcione adecuadamente se se deben emplear bielas cuya longitud sea, al menos, 4 veces el radio de giro de la manivela a la que está acoplada.
  • Cuando tenemos que transformar movimiento giratorio en alternativo, el eje de la manivela es el elemento motriz y el pie de biela se conecta al elemento resistente (potencia útil). Esto hace que la fuerza aplicada al eje se reduzca en proporción inversa a la longitud de la manivela, por lo que cuanto mayor sea la manivela menor será la fuerza que aparece en su empuñadura y consecuentemente en el pie de la biela.
  • Las cabezas de las bielas deben de estar centradas en la empuñadura sobre la que giran, por lo que puede ser necesario aumentar su anchura (colocación de un casquillo).