Caracterizacin y Distribucin de Arcillas en el yacimiento Radomiro Tomic y sus Implicancias en Procesos Metalrgicos. Csar Briceo*, y Xiomara Rubio

Superintendencia de Geologa, Codelco Divisin Radomiro Tomic, Barrio Cvico s/n, Calama, Chile * E-mail: andresbripi@Gmail.com Resumen. El propsito de este trabajo fue caracterizar las

arcillas del yacimiento Radomiro Tomic, establecer su relacin con los eventos de alteracin-mineralizacin e identificar sus impactos en los procesos metalrgicos. Las principales arcillas son: esmectita, caoln, arcillas interestratificadas y arcillas con cobre. Se definen cuatro unidades geolgicas de arcillas (UGA) en base a su predominio, y que estaran asociadas a eventos de formacin de arcillas sobreimpuestos. En el evento de Alteracin Hidrotermal Principal se forma caoln subordinado a la alteracin flica asociado a vetas QSP (UGA 1). En el evento de Alteracin Hidrotermal Tarda, se desarrolla una alteracin arglica intermedia caracterizada por caoln con intensidad dbil (UGA 4). En el primer evento Oxidacin y Argilizacin Suprgena, se forma caoln en la zona de xidos (UGA 1) y esmectita mayoritariamente en la zona de Sulfuro Secundario Fuerte (UGA 3). Mientras que en un segundo evento, la presencia es mayoritaria de esmectitas en la zona de Sulfuro Secundario Fuerte y se mezclan en las zonas de xidos (UGA 2). Las arcillas producen problemas en el proceso de lixiviacin reduciendo la percolacin y aumentando consumo de cido. En la flotacin desestabilizan la espuma reducen la velocidad de sedimentacin y aumentan el consumo de reactivos. Palabras Claves: arcillas, esmectitas, caoln, lixiviacin,

flotacin.

1 Introduccin

El objetivo de este trabajo fue realizar un estudio geolgico orientado a la caracterizacin de las arcillas presentes en el yacimiento Radomiro Tomic, destacando propiedades fsicas y mineralgicas, relacin con eventos de mineralizacin y alteracin, y distribucin en el yacimiento. Esta iniciativa surge de la necesidad de realizar un mejor reconocimiento de estos minerales y un modelamiento, debido a su relevancia en el comportamiento metalrgico en procesos de lixiviacin y concentracin de cobre. 2 Mtodologa y resultados 2.1 Metodologa

El trabajo se realiz en tres etapas que corresponden a: obtencin y diseo de la base de datos, modelamiento y caracterizacin. El rea de estudio est ubicada entre las coordenadas locales 8000 a 10000N y 3500 a 4500E

comprende zonas an no explotadas y parte del rajo central. De la base de datos geolgica (BDGEO) se obtuvo la informacin de los sondajes tipo diamantina contenidos en el box. La informacin se depur y se dise una base de datos de arcillas. 2.2 Modelamiento

La base de datos trata las arcillas de alteracin y las arcillas con cobre por separado. Por ello, fue necesaria la modelacin en trminos genricos (esmectitas y caolines) y la modelacin de las arcillas con cobre. Con la informacin de arcillas, se definen unidades de modelamiento basadas en el tipo e intensidad denominadas Unidades Geolgicas de Arcillas (UGA), que se describen en la Tabla N1. Para las arcillas con cobre se dise un modelo aparte. Las unidades fueron modeladas en 8 secciones Norte (8000N, 8250N, 8500N, 8750N, 9000N, 9250N, 9500N y 9700N), lo que permiti conocer su distribucin mediante cuerpos en que predomina cada unidad.

Tabla 1. Unidades geolgicas de arcillas y su descripcin. UGA Descripcin

0 Ausencia de arcillas.

1 Presencia mayoritaria de Caoln.

2 Presencia de caoln y esmectitas.

3 Presencia mayoritaria de esmectitas.

4 Presencia de ambas arcillas en concentraciones bajas

El modelamiento de la seccin (Figura 1) muestra los siguiente: UGA 1: se presenta en todas las secciones asociada a sulfuro secundario dbil y en pequeos cuerpos de la zona de xidos. UGA 2: se presenta en aumento hacia el norte, en la zona entre estructuras principales y transversal a las unidades de xido Superior y xido Inferior. UGA 3: se presenta entre estructuras principales y en el nivel del sulfuro secundario fuerte. UGA 4: se presenta en el sulfuro primario, en promedio bajo la cota 2650 msnm, y representa bajas concentraciones de las arcillas principales.

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2.3. Caracterizacin

Las principales arcillas identificadas en el yacimiento de acuerdo a la revisin de 37 sondajes distribuidos en todo el box, son de los grupos caoln, esmectitas y arcillas con cobre, que constituyen un grupo particular clasificado como mena dados los contenidos de este elemento. Su reconocimiento se bas en identificacin macroscpica y DRX de arcillas. Caoln: El caoln es un grupo de arcillas de color blanco, que varia a tonos pardos cuando contiene impurezas. Se reconocen principalmente la caolinita y halloysita, ambas ricas en aluminio. El caoln puede estar asociado a xidos y sulfuros, pero la pirita es comnmente la mena ms vinculada a esta arcilla, principalmente cuando se halla en vetas QS-QSP. El caoln presenta un hbito laminar u hojoso. En general no aumenta el volumen de las partculas al encontrarse en un medio acuoso o al ser hidratadas. Cuando se encuentra en forma masiva, su reaccin con el agua produce una masilla algo pegajosa. En las zonas de xidos ocurre en forma abundante como pseudomorfismo de feldespatos y en fracturas, pero la mayor cantidad de esmectita y su consecuente mezcla en capas, dificulta su reconocimiento en forma separada. En las UG de sulfuros secundarios se encuentra en vetas y vetillas, fracturas y como reemplazo de feldespatos (Figura 2). En la UG Sulfuro Primario, el caoln est presente en cantidades menores en comparacin a las UG de xidos pero no menos importante, con las mismas ocurrencias.

Figura 2. Caoln en vetas y pseudomorfismo. El caoln presente como halos irregulares en las vetas QS y reemplazando feldespatos. Sondaje RTDD6513, UG Sulfuro Secundario Dbil Esmectitas: Son arcillas hinchables de color blanco o un amarillo muy claro, pero si estn mezcladas con xidos, muestran colores celestes y verdes muy tenues. La arcilla ms comn es la montmorillonita, que contiene cationes de aluminio, magnesio y hierro, es hinchable y reemplaza principalmente a feldespatos. El grupo se caracteriza por ser hinchable, es decir, incorpora molculas de agua formando capas que aumentan el volumen de las partculas (Figura 3). Se forma una masilla con abundante agua retenida.

Figura 3. Esmectita blanca mostrando hinchamiento luego de ser hidratada. Sondaje RTDD4607-A, UG Sulfuro Secundario Fuerte. Se manifiesta como pseudomorfismo de feldespatos, o bien reemplazando a todos los componentes de la roca. En este caso, puede mezclarse en capas con arcillas y micas anteriores, tales como caoln y biotitas. Las esmectitas pueden hallarse como halos externos de vetas y vetillas, cuando la argilizacin ocurre sobreimpuesta a otras alteraciones. En el xido Superior, la esmectita es muy abundante, tanto como pseudomorfo de feldespatos y micas, como tambin en fracturas. En el xido Inferior la ocurrencia de esmectitas es similar, pero los agregados masivos no son tan frecuentes, sino ms bien, reemplazos parciales. En el sulfuro secundario fuerte la esmectita es muy abundante en las zonas argilizadas principalmente como pseudomorfismo de feldespatos. Su presencia disminuye hacia zonas profundas. Arcillas con cobre: Las arcillas con cobre son un grupo de minerales arcillosos de colores verde y celeste de tonos variados (Figura 4), que contienen una fase de cobre importante y que las hace clasificar como menas, conteniendo desde un 20 hasta un 50% de este elemento. En estricto rigor, el grupo est constituido por esmectitas, micas y arcillas mezcladas en capas, principalmente esmectita-biotita (hidrobiotitas), como tambin sericita-esmectita y esmectita-caoln. Son hinchables, puesto que estn constituidas por esmectitas, aunque en ocasiones, esta caracterstica se ve aminorada cuando contienen micas y otras partculas mezcla.

Figura 4. Arcillas con cobre de color verde claro y ocurrencia masiva. Sondaje RTDD5199, UG xido Superior Se encuentran con mayor intensidad en el xido Superior, mientras que en menor cantidad, en el xido Inferior y Zona de Mixtos.

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2.4 Impacto en los procesos metalrgicos

En la flotacin, las arcillas, al mantenerse en suspensin, afectan la espuma que concentra las menas de inters adquiriendo una textura fina, pobremente mineralizada e incapaz de transportar partculas gruesas, adems de aumentar el consumo de aditivos. Las arcillas se mantienen en suspensin en medio acuoso en vez de sedimentar y ser retiradas en el relave junto con las otras gangas. Esto se demostr con el anlisis de 70 muestras de sulfuro sometidas a ensayos de sedimentacin con los mtodos Coe Clevenge y Talmage Fitch en el laboratorio CIMM ubicado en Santiago de Chile. El resultado muestra que a mayor contenido de arcillas, menor es la velocidad de sedimentacin (Figura 5).

Figura 5. Velocidad de sedimentacin y cantidad de arcillas respecto a las muestras del Sulfuro Secundario Fuerte. Se distingue la proporcionalidad inversa entre las variables.

En el proceso de lixiviacin de xidos, debido a su pequeo tamao, una cantidad considerable de arcillas en el material va a producir un exceso de partculas finas y cuando este material se deposita en las pilas, la porosidad se ve reducida, se generan zonas impermeables, promoviendo disminucin de la dinmica de las soluciones. La capacidad de hinchamiento de las esmectitas, produce un mayor consumo de cido sulfrico, ya que este, disuelto en agua, es incorporado a la estructura en capas de la arcilla. 3 Relacin con los eventos de alteracin-mineralizacin

La primera formacin de caoln se habra generado en el evento de alteracin hidrotermal principal, subordinada a la alteracin flica. Esta fase de caoln mayoritario correspondera a la UGA 1, y sera la primera generacin de arcillas. Luego se desarrolla la alteracin arglica intermedia en el ambiente hipgeno gradual y sobreimpuesta a la alteracin flica y potsica. Esta fase de caoln mayoritario con intensidad dbil (2) a trazas (1), corresponde a la UGA 4. En el Primer evento de Oxidacin y Argilizacin Suprgena (Formacin xido Inferior) se desarrolla la alteracin arglica suprgena, manifestndose sobreimpuesta a otras alteraciones o afectando zonas que se mantenan inalteradas obliterando aun ms la roca husped, formando caoln mayoritario en la zona de xidos (UGA 2) y esmectitas mayoritaria en la zona de sulfuros secundario fuerte (UGA 3). En el Segundo evento de Argilizacin Suprgena (Formacin xido Superior) Se forman esmectitas como arcillas principales, mezclndose en capas con las caolinitas y reemplazando minerales que an se conservaban estables. El descenso bajo el nivel fretico proporcion tambin el aumento de esmectitas en la zona de sulfuros secundarios, constituyendo la arcilla dominante en el Sulfuro Secundario Fuerte y argilizando la parte superior del Sulfuro Primario. Agradecimientos Agradecimientos especiales a Gabriel Leiva, Vernica Escobar, Susana Vergara, Yasmn Rojas y Cristian Geraldo por sus colaboraciones en el desarrollo de este trabajo. Referencias Castro, S. 2008. Prdidas en la Recuperacin de Cobre por Impacto de

Arcillas y Oxidacin Superficial de Sulfuros de Cobre. Informe (Indito), Universidad de Concepcin, Concepcn, Chile..

Ortega, H., Sandoval, A. y Araya V. (2006). Caracterizacin Geolgica,Geotcnica y Geometalrgica 2005-2009, CBV, Mina Radomiro Tomic, Modelo Geolgico-Febrero 2006, Informe Interno,

Codelco Norte. Calama, Chile. Rojas, G. 1997. Modelamiento Mineralgico de Unidades de xidos.

Informe Interno, Codelco Norte, Calama, Chile. Velde, B. 1995. Origin and Mineralogy of Clays, Clays and the

environment. 333p. Berln, alemania.

Figura 1. Modelo de arcillas en la seccin 9250N en que se muestra la distribucin de las UGA. En las zonas ms profundas del yacimiento, el caoln es ms abundante, sobre todo en el Sulfuro secundario Dbil y Sulfuro Primario. La esmectita es predominante en las zonas de xidos as como tambin la mezcla de ambas arcillas.

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