Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO SULFATO DE ALUMNIO HISTORIA DEL SULFATO DE ALUMINIO NATURAL EN LA PROVINCIA DE SAN JUAN Los yacimientos de sulfato de aluminio de la Pcia. de San Juan son conocidos desde principio del siglo anterior, época en se lo extraía y purificaba para su consumo en la industria del cuero. En los primeros tiempos de su extracción se aprovechaba con exclusividad las partes mas enriquecidas de los yacimientos. Hacia mediados de siglo pasado, la introducción de equipos y maquinarias de gran porte, permitió un explotación mas masiva, y con ello un incremento notable en los volúmenes extraídos, lo que permitió abastecer toda la demanda nacional para todos sus usos. La industria extractiva del sulfato de aluminio alcanzo su pico de expansión en el quinquenio 86-91 gracias al convenio firmado entre proveedores locales y la hoy disuelta Obras Sanitarias de la Nación. A partir de entonces, las privatizaciones y una rígida paridad cambiaria terminaron definitivamente con una actividad que había contribuido al 47 % del PBG del Departamento Calingasta.UBICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS Los yacimientos de sulfato de aluminio natural (constituido principalmente por pickeringita y alunógeno) se encuentran ubicados en su totalidad en el sector central del Departamento Calingasta, y se pueden diferenciar tres áreas: el Km. 110. La Alumbrera y el Cerro La Alcaparrosa. Existen diversos accesos a los yacimientos que son transitables todo el año, ya que se trata de rutas provinciales que son mantenidas en excelente estado de transitabilidad. El siguiente es el cuadro de distancia desde la ciudad de San Juan a las distintas áreas mineralizadas: San Juan – km. 110 158 km. San Juan - Cerro La Alcaparrosa 175 km. San Juan - La Alumbrera 215 km. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO Y USOS PRINCIPALES El sulfato de aluminio es una sal que proviene de la extracción (y beneficio) de sus minerales o del tratamiento con ácido sulfúrico de la bauxita o hidróxido de aluminio, arcillas naturales, tierras lateríticas, caolines, etc... El mineral natural (el de San Juan)contiene algunas impurezas como hierro, manganeso, arsénico, magnesio, etc.. La estructura cristalina del sulfato de aluminio alberga ,en promedio, 18 moléculas de agua. Se presenta en cristales solubles en agua, con una coloración variable entre el blanco y el verde bajo. Los principales usos del sulfato de aluminio pueden observarse en el cuadro siguiente: q q q Coagulantes Papeles Otros (*) 75 % 22 % 3 % (*) Incluye: Fibras, curtiembres, jabones y detergentes, extinguidores de incendio, etc.RESERVAS DE MINERAL SITUACIÓN LEGAL DE LAS PROPIEDADES MINERAS 1 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO Debido a la gran extensión que abarcan las tres áreas principales mineralizadas con sulfato de aluminio ,ha sido imposible hasta el día de la fecha establecer con precisión las reservas útiles con que cuenta el Departamento de Calingasta. Para tener una aproximación se ha recurrido a técnicas de interpretación de imágenes satelitales Landsat y Spot, y a partir de estas se ha podido establecer fehacientemente la existencia de mineral en una cantidad suficiente como para potabilizar el agua que consumirán las próximas 4 generaciones de argentinos.En lo que concierne a la situación legal de los yacimientos, basta simplemente mencionar que los mismos son propiedad de un conjunto (10 aprox.) de pequeñas y medianas empresas de capital nacional, muchas de ellas oriundas de esta provincia, existiendo unas 450 minas mensuradas a la fecha.GÉNESIS Y GEOLOGÍA DE LOS YACIMIENTOS Los yacimientos de sulfato de aluminio de la Pcia. de San Juan son exógenos, originados en la meteorización de las rocas de las formaciones Alcaparrosa y Yerba Loca.. Las rocas sedimentarias que alojan la mineralización son lutitas y limolitas de talud y fondo oceánico, asociadas a coladas basálticas, propias de una zona de extensión cortical. Conjuntamente a los detritos se deposita pirita en forma singenética, debido esto a las condiciones altamente reductoras del ambiente sedimentario.. La presencia de pirita es el condicionante principal en la existencia de los yacimientos ya que, bajo las condiciones climáticas de esta región, el agua meteórica oxidante altera la pirita presente en la roca, transformándola en sulfato de hierro y óxidos hidratados de hierro, proceso este que genera ácido sulfúrico que al atacar a los minerales arcillosos de las lutitas, forma sulfatos de aluminio y magnesio. IMPACTO SOCIO – ECONÓMICO De la Reactivación del Sulfato de Aluminio El conjunto de PYMES mineras mencionadas anteriormente se encuentra capacitado para reiniciar en el corto plazo la puesta en marcha de las operaciones que permitan la extracción, procesamiento y comercialización de sulfato de aluminio para su uso como coagulante (líquido o sólido, y de acuerdo a los requisitos de calidad exigidos). Para ello cuenta con los yacimientos y sus accesos, las plantas industriales, el equipamiento pesado básico (cargadores frontales, camiones, motocompresores, etc.) y recursos humanos altamente capacitados en todos los niveles. La eventual puesta en marcha nuevamente de la industria del sulfato de aluminio en el Departamento Calingasta, (ubicado dentro de Zona de Frontera) conlleva, como se mencionó anteriormente, una importancia estratégica y geopolítica para la Nación. Y ello es así por que, además de la generación de empleo y movimiento económico en la zona, su reactivación lleva implícito un acto de reafirmación de la soberanía nacional, toda vez que la zona a reactivar se encuentra incluida en Areas de frontera, zonas estas que en los últimos años han sufrido la emigración de miles de compatriotas anta la escasa perspectiva de un futuro mejor para sus familias. Obviamente, resulta oportuno señalar que la puesta en marcha de la industria sulfatera podría generar hasta 800 puestos de trabajo en forma directa, hecho este que transformaría la economía del departamento, cuya población estable no supera las 6000 personas . 2 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO Finalmente, conviene remarcar que el resurgimiento de la actividad redundaría en un ahorro de divisas para la nación, toda vez que, en un gran porcentaje , el coagulante actualmente usado es elaborado a partir de bauxita importada.PROCESO DE ELABORACIÓN La extracción de mineral de sulfato de aluminio y su posterior procesamiento requiere de una metodología relativamente sencilla, la que es conocida en profundidad por las empresas que eventualmente reactivarían el sector. El proceso se inicia con el laboreo minero correspondiente a explotaciones mineras de este tipo según las reglas de arte, procediendo primeramente al destape o limpieza del mineral estéril que cubre la masa mineralizada. Posteriormente se procede a perforar y cargar los taladros, lo que es seguido por la voladura del mineral, el que es cargado mecánicamente en camiones roqueros para su traslado a las piletas de lixiviación. Luego se procede con los procesos químicos de cloración y desmanganización . La solución enriquecida con sulfato de aluminio se deja decantar, para proceder luego a su concentración y cristalización. El proceso finaliza con las etapas de molienda y embolsado.COSTOS DE PRODUCCIÓN La inestabilidad que se observa en las distintas variables económicas que confluyen en el proceso de elaboración del sulfato hacen que resulte bastante dificultoso establecer un costo de producción con un adecuado nivel de exactitud.- No obstante ello, y con el objeto de contribuir a una mejor comprensión de la información acá contenida, se ha realizado un cálculo de costos estimativo, tomando para ello en cuenta variable tales como: jornales, precio de energía (eléctrica , gasoil y fuel-oil), insumos (explosivos, reactivos químicos, etc), amortización de instalaciones, maquinarias y equipos ( plantas de lixiviación, galpones, instalaciones auxiliares, camiones, cargadores frontales, etc.), costos financieros y utilidad esperada (15 %). De este cálculo surgen los siguientes precios de venta para la tonelada de sulfato de aluminio puesto sobre camión en el Departamento Calingasta: q q Líquido Sólido $ 90 + IVA $ 270 +IVA Conviene además señalar los valores tentativos del flete desde el Departamento Calingata hasta la Ciudad de San Juan, debe determinarse, mientras que el flete San Juan - Buenos Aires es q q Líquido Sólido $ 45 + IVA x ton. ( AÑO $ 38 + IVA x ton. ( AÑO ) ) PRINCIPALES YACIMIENTOS DE SULFATO DE ALUMINIO, HIERRO Y MAGNESIO EN LA PROVINCIA DE SAN JUAN 1 - Ubicación Los principales yacimientos de sulfato de Al Mg y Fe de San Juan se encuentran en el Departamento Calingasta en una faja de la Precordillera occidental que se encuentra entre los 3 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO paralelos de 31° 10´ y 31° 35´ y los meridianos de 69° 15´ y 69° 30´, a ellos se agregan: los que están localizados en La Alumbrera, coordenadas 31° 23´ y 69° 50´ , Cordillera Frontal de Calingasta y Cerro el Alumbre, de coordenadas 29° 50´ y 69° 40´ en el Valle del Cura de la Cordillera Frontal de Iglesia 2 - Calidad reservas y producción Las leyes de las minas son muy variables, entre un 0,5 y un 5 % de contenido de los sulfatos de aluminio, hierro y magnesio, siendo sus proporciones relativas muy variables, puesto que existen minas con un predominio muy marcado en uno solo de los sulfato o en dos de ellos, siendo raras las minas con un contenido equilibrado de los tres sulfatos. Las reservas de mineral son abundantes, si bien no se realizó una exhaustiva cubicación hay que considerar que a la fecha se llevan mensuradas 425 minas, y que en los momentos en que se desarrollaba una intensa actividad (en la década del 70), la producción alcanzó a 54.254 t anuales de sulfatos para lo cual fue necesario explotar aproximadamente 1.000.000 de toneladas de roca mineralizada La producción se desarrollo en forma discontinua, controlada por un mercado de condiciones cambiantes, en el cual influían las licitaciones realizadas por el estado para proveer a sus empresas depuradoras de agua y por leyes que daban preferencia a la compra de productos de origen nacional y otras políticas proteccionistas propias de las décadas pasadas. La desregulación de los mercados y la privatización de los servicios de agua potable, como así también su administración bajo metodologías más liberales, se sumó a los nuevos convenios de libre comercio en el ámbito del Mercosur esto sumió a la producción local en una profunda crisis económica que desembocó en el cierre de los yacimientos y se sustituyó el sulfato de aluminio de origen natural por el que se obtiene por ataque con de ácido sulfúrico a arcillas ricas en aluminio y hierro, provenientes del Brasil (Bauxitas y lateritas). 3 - Usos y destinos El principal uso y destino del sulfato de aluminio y hierro es la potabilización del agua para el consumo humano, por la propiedad de estos sulfatos que, adicionados en pequeña cantidad puede neutralizar las cargas eléctricas que mantienen a las arcillas en suspensión cuando están en el agua, producido esto, las arcillas floculan y precipitan, con lo cual, el agua pierde la turbidez ocasionada por estos finos minerales y queda en condiciones de seguir el proceso, loego se agrega cloro para eliminar gérmenes. Otro uso importante es en la curtiembre de cueros pero puede ser sustituido por compuestos de cromo que producen un mejor resultado final. El sulfato de magnesio se utiliza en la industria farmacéutica y como fertilizante para mejorar suelos pobres en magnesio. Sulfato de aluminio liquido El Sulfato de Aluminio Líquido es un coagulante que posee un alto grado de eficiencia en la clarificación de agua y manufactura del papel. Se logran resultados sumamente efectivos a muy bajo costo. 4 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO Ventajas • Reduce la generación de polvo en el proceso de dosificación. • Más fácil manejo. • Contiene muy pequeñas cantidades de material insoluble. • No se producen pérdidas por condiciones de almacenamiento adversas. Especificaciones: Clarificación Industria del Papel Apariencia Aguas / Efluentes Líquido Ámbar Líquido Transparente Al 2 O 3 7,5 ± 0,2% 8.0 ± 0,2% Fe 2 O 3 0,1 ± 0,02% 0.008% Gravedad Esp. (25°C):1,30 ± 0,01 1.33 ± 0,02% pH 2 ± 0,5 < 2 ± 0,5% Insoluble: < 0,2% < 0,005% Características: • Puede ser alimentado directamente. • No requiere disolución, ni preparación previa. • Se puede dosificar por gravedad o utilizar bomba de material no corrosivo. El Sulfato elaborado por Ferralca, es un material de alta calidad que puede ser utilizado para clarificación de aguas residuales y agua para el consumo humano. El sulfato de Aluminio Libre de Hierro se utiliza en la industria papelera proporcionando al producto final un alto grado de calidad y consistencia. Especificaciones: Tratamiento de Agua Industria %Al 2 O 3 15.5 ± 0,5% 17,0 ± 0,2% %Fe 2 O 3 0,15 ± 0,05% 0,05 ± 0,01% %Insoluble 4,5 ± 0,5% 0,05 ± 0,01% Papelera q q q q q OTROS PRODUCTOS PAC-A sólido: Poli-cloruro de Aluminio Sólido de Alta Basicidad PAC-A en solución: Poli-cloruro de Aluminio de Alta Basicidad en solución Sulfato Ferroso sólido, Sulfato Férrico sólido y Sulfato Férrico líquido Polielectrolitos marca CYTEC Sistemas de Control de Dosificación de Coagulante marca Chemtrac 5 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO ESPECIFICACIONES DE OSSE ( AÑO ) SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO 1.- CARACTERISTICAS FISICAS: Se deberá proveer en estado líquido a temperatura ambiente. El producto deberá ser entregado en el Est. Marquesado, a una temperatura inferior a 50 ºC, en las cisternas destinadas a tal fin. No se permitirá el uso de contenedores que puedan ser usados, alternativamente, para el transporte de sustancias tóxicas u otras que puedan modificar las características organolépticas del producto. 2.- CARACTERISTICAS QUIMICAS: El sulfato de aluminio líquido deberá cumplir con las siguientes condiciones: 2.a OXIDOS UTILES TOTALES: Expresado como Al 2 O 3 : . Deberá contener un seis por ciento (6 %) de óxidos útiles, entendiéndose por tal la suma de óxido de aluminio y del sesenta por ciento (60 %) de óxido férrico que contenga el producto. OXIDOS UTILES TOTALES = Al 2 O 3 + 0,60 Fe 2 O 3 Expresado como Al 2 O 3 2.b OXIDO FERROSO: Expresado como FeO: No debe contener óxido ferroso (FeO) en cantidad superior al 0,1 % de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia 2.c MANGANESO: Expresado como Mn: No deber contener manganeso (Mn) en cantidad superior al 0,3 % de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia 2.d RESIDUO INSOLUBLE: No debe contener residuo insoluble en cantidad superior al 2,5 % del peso del producto. Máximo sin tolerancia 2.e ARSENICO: Expresado como (As): No debe contener arsénico en cantidad superior al 0,05 % de los óxidos útiles Máximo sin tolerancia 2.f ACIDEZ LIBRE: Expresado como (SO 4 H 2 ). No debe contener acidez libre en cantidad superior al 0,5 % del peso del producto Máximo sin tolerancia 2.g DETERGENTES e INTERFERENCIAS: No debe contener detergentes e interferencias en una concentración superior al 0,007 % de los óxidos útiles Máximo sin tolerancia SULFATO DE ALUMINIO SOLIDO Precio por tonelada Licitación 2001: $ 220,00 ($1 = U$S 1) CARACTERISTICAS GENERALES 6 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO FISICAS: El sulfato de aluminio deberá proveerse en terrones cuyos tamaños no excedan los 3 (tres) centímetros, en cualquier sentido. El producto se entregará envasado convenientemente para que pueda transportarse y estibarse en perfectas condiciones, en bolsas plásticas, nuevas, de calidad y espesor conveniente Las bolsas no deberán exceder los treinta (30 Kg) kilogramos. El sulfato de aluminio será entregado en los depósitos que O.S.S.E designe, estibado y con un porcentaje de roturas de bolsas inferior al cinco por ciento (5 %). Los envases no serán reintegrados. QUIMICAS: El sulfato de aluminio sólido deberá cumplir con las siguientes condiciones: OXIDOS UTILES: Expresados como O 3 Al = , deberán contener un 14 % (catorce por ciento) de óxidos útiles, entendiéndose como tal la suma del óxidos de aluminio y del 60 % (sesenta por ciento) de óxido férrico que contenga el producto. Ox Ut = Al 2 O 3 + 0,60 Fe 2 O 3 ; expresados como Al 2 O 3 OXIDO FERROSO: Expresado como FeO, no debe contener óxido ferroso (FeO) en cantidad superior al 0,10 % de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia. MANGANESO: Expresado como Mn, no debe contener manganeso (Mn) en cantidad superior al 0,30 % (tres décimas por ciento) de óxidos útiles. Máximo sin tolerancia RESIDUO INSOLUBLE: No debe contener residuo insolubleen cantidad superior al (tres por ciento) del peso del producto. Máximo sin tolerancia 3 % ARSENICO: Expresado como As, no debe contener arsénico en cantidad superior 0,05 % (cinco centésimas po r ciento) de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia ACIDEZ LIBRE: Expresada como SO 4 H 2 , no debe contener en cantidad superior al 0,50 % (cinco décimas por ciento) del peso del producto. Máximo sin tolerancia DETERGENTES E INTERFERENCIAS: No debe contener una concentración de detergentes e interferencias superior al 0,007 g%g (siete milésimas por ciento) de los óxidos útiles. Máximo sin tolerancia 4 - Sistema de explotación El único sistema rentable de explotación fue a cielo abierto (Canteras) realizando un "open pit" cuya forma y tamaño depende de las características geológicas del yacimiento, las mayores explotaciones alcanzan 200 x 100 x 10 m La explotación consiste en la voladura, por separado, del encape (que se deposita directamente en las escombreras) y de la roca mineralizada que es cargada en camiones y depositada, sin 7 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO ningún tratamiento adicional, en piletas de hormigón que se encuentran en las inmediaciones del yacimiento. Estas piletas se llenan de agua y se deja que se disuelva el sulfato por un lapso aproximado a un día, cuando adquiere la concentración de sales deseada se procede a trasvasar el líquido a un tanque de decantación para precipitar las partículas finas, desde ese tanque se procede a enviar el líquido por tubería a una planta de tratamiento, en ella somete al mineral disuelto a un proceso de separación del manganeso y de concentración por evaporación de agua hasta alcanzar la concentración solicitada por el comprador o hasta que cristalice y luego de efectuar la molienda se embolsa. 5 - Historia del distrito Los yacimientos son conocidos desde principios de siglo y se los explotó para abastecer a la industria de curtiembre de cueros.(Angelelli V. et al 1976) En las etapas iniciales se aprovechó la existencia de vetas de espesor aproximado al metro que eran de puro sulfato pero estas se agotaron. La introducción de maquinaria minera para la explotación a cielo abierto con bajo costo permitió que a partir de la década del 70 la producción se incrementara en muchos ordenes de magnitud, llegando a abastecer a toda la demanda nacional, a pesar que se explotaban yacimientos de baja ley. 6 - Propietarios En la extensa área mineralizada de Calingasta hay numerosos concesionarios mineros, según el padrón minero provincial son 425 minas mensuradas y aproximadamente hay en vigencia unas 150 sin mensurar, cubriendo una gran superficie, lo cual da una idea del potencial del distrito. Los principales concesionarios son Minera Ansilta, IMSA, Cartelone, Sulfacor, Badano, Merino, Ceras San Juan, Marimart y Minera San Felipe. 7 - Geologia regional La región precordillerana de Calingasta se caracteriza por presentar una secuencia marina del paleozoico inferior con rocas básicas efusivas del Ordovicico, cubiertas por sedimentos continentales Triasicos, Terciarios y Cuaternarios, en la región aparece un intrusivo dacítico del Pérmico (267 Ma). En la región de Cordillera Frontal de Calingasta y de Iglesia la geología está integrada en su mayor parte por rocas igneas Pérmicas y Triasicas del Grupo Choiyoi, que en razgos generales se lo puede sintetizar como: un episodio de actividad predominantemente efusiva y piroclástica, seguido de un evento de intrusión de cuerpos con dimensiones batolíticas y, para culminar, un nuevo episodio volcanico y piroclástico. Las mencionadas rocas ígneas se encuentran sobre sedimentos marinos del Carbonífero y afectadas por algunos cuerpos hipabisales del Terciario. 8 - Geologia del depósito a) Litología: Los yacimientos de la Precordillera se encuentran en la Fm. Alcaparrosa y su equivalente hacia el norte, la Fm. Yerba Loca, las litologías son: una secuencia de lutitas y limolitas marinas, ocasionalmente areniscas, de colores grises, verde oscuras y negras, intercaladas con coladas basálticas que presentan estructuras en “pillow lavas”, características de la efusión submarina. Esta Formación tiene un espesor que en algunos sectores se le asignó 2000 m, de los cuales hasta un 40% puede estar constituido por decenas de coladas de basalto. 8 Dirección de Minería de San Juan – Minería Extractiva – SULFATO DE ALUMNIO Es de destacar que en otras formaciones aflorantes en el área no hay yacimientos de sulfato de aluminio. En el caso de los yacimientos de la Cordillera Frontal la litología es un pórfido andesítico con alteración hidrotermal, tanto en La Alumbrera de Calingasta como en el Valle del Cura. 9 - Génesis de los yacimientos Los estudios realizados (Cardinali A. 1985) llevan a la conclusión que los sulfatos presentes en la Precordillera de Calingasta e Iglesia son exógenos, originados por meteorización de las rocas de la Fm. Alcaparrosa y Yerba Loca. Las rocas sedimentarias que alojan la mineralización son lutitas y limolitas de talud y fondo oceánico, asociadas a coladas basáliticas, propias de una zona de extensión cortical, conjuntamente a los detritos se deposita en forma singenética pirita, por las condiciones altamente reductoras del ambiente sedimentario. La pirita se presenta como: “nódulos de pirita”, compuestos de marcasita, sin estructura interna y dimensiones de 2 a 30 mm de diámetro, “venillas de pirita” que son planas y rectas, con espesor menor a 1 mm, en algunos casos corta a la estratificación y está asociada a arsenopirita, estas venillas son originadas por removilización de los sulfuros de origen sedimentario, “colonias framboidales” son de pirita que se encuentra sobre el plano de estratificación y se origina en la acción de bacterias, “cristales de pirita” son pequeños cubos de pirita que se encuentran aislados y diseminados dentro de las lutitas. La presencia de pirita es el condicionante principal en la existencia de los yacimientos, ya que bajo las condiciones climáticas de esta región, el agua meteórica oxidante altera a las piritas presentes en la roca transformándolas en sulfato de hierro, óxidos hidratados de hierro (limonitas) y la liberación de ácido sulfúrico que al atacar a los minerales arcillosos de las lutitas forma sulfatos de aluminio y de magnesio. La concentración en cantidades y concentraciones económicamente explotables se produce por un proceso geológico igual al que origina el enriquecimiento secundario en los yacimientos diseminados de cobre, una lixiviación de los minerales útiles en la parte superficial y su percipitación en fisuras y diaclasas a mayor profundidad. En síntesis, los yacimientos están controlados por: la presencia de pirita en los sedimentos, la alteración de la roca en un clima extremadamente árido (porque son sales muy solubles), una velocidad de erosión que permita el enriquecimiento progresivo del yacimiento, el grado de fracturación rocosa que proporcione suficientes espacios abiertos y el confinamiento entre capas basálticas impermeables que eviten la lixiviación de los sulfatos. Los Yacimientos de Cordillera Frontal se vinculan genéticamente a alteración hidrotermal del tipo Sulfato – ácido, que en la parte superior del sistema deposita alunita y es indicador de una probable mineralización de oro y plata en profundidad. 9