Reseña

  

http://opn.to/a/b0R6r

Potencialidades geotecnológicas de rocas ultrabásicas cubanas asociadas a macizos ofiolíticos para la producción de materiales con alto valor agregado

Geotechnological potential of Cuban ultrabasic rocks associated with ophthalmic massifs for the production of materials with high added value


RESUMEN

Se exponen resultados de caracterización y evaluación del potencial de rocas ultrabásicas cubanas asociadas al macizo ofiolítico de Camagüey, así como las de la región Mayarí-Sagua-Baracoa, dadas sus perspectivas favorables para la explotación, factibilidad tecnológica e infraestructura civil durante la obtención de concentrados de MgO y la posterior elaboración de formulaciones de ecocementos (SOREL, NOVACEM, Eco-Cement) que permitan la producción en línea de paneles ligeros ignífugos a mediano y/o corto plazo. Como contribución de la investigación se identificó en muestras representativas de dunitas el mineral piroaurita; Mg 6 Fe 2 (OH) 16 (CO 3 ).4H 2 O, asociado a los yacimientos de cromo “Mamina” y “Victoria” (provincia Camagüey), a través del empleo de las técnicas instrumentales de difractometría de polvos y Análisis Térmico respectivamente. Dicho mineral constituye el primer reporte de su tipo en rocas ultrabásicas cubanas, proponiéndose además el índice de clasificación de las rocas por tipos tecnológicos y cálculo del potencial de recursos geológicos (168 000 000 m3) en categoría de hipotéticos, a partir de resultados de pozos geológicos de exploración en un área del yacimiento “La Estrella” (Nipe-Baracoa), el cual se evaluó también en refractarios. Por último, se indican las acciones geotecnológicas que deben ejecutarse con la finalidad de que se validen las tecnologías de lixiviación con que se dispone para la obtención de concentrados (carbonato-básico, óxido de magnesio) y la elaboración de diferentes formulaciones de ecocementos que incluye pruebas tecnológicas -a escala piloto- para la obtención de paneles ligeros como contribución al desarrollo sostenible de la industria de materiales para la construcción.

Palabras clave: 

Dunitas; carbonato-básico; óxido de magnesio; paneles ligeros; materiales para la construcción.

ABSTRACT

Results of characterization and evaluation of the potential of Cuban ultrabasic rocks associated to the Camagüey ophthalmic massif are presented, as well as those of the Mayarí-Sagua-Baracoa region, given their favorable prospects for exploitation, technological feasibility and civil infrastructure during obtaining concentrates of MgO and the subsequent elaboration of formulations of ecocements (SOREL, NOVACEM, Eco-Cement) that allow the online production of flame retardant light panels in the medium and / or short term. As a contribution of the research, the pyroaurite mineral was identified in representative samples of dunites; Mg 6 Fe 2 (OH) 16 (CO 3 ).4H 2 O, associated with the chromium deposits “Mamina” and “Victoria” (Camagüey province), through the use of instrumental techniques of powder diffractometry and Thermal Analysis respectively. This mineral constitutes the first report of its kind in Cuban ultrabasic rocks, with the index of classification of the rocks by technological types and calculation of the potential of geological resources (168,000,000 m3) in the hypothetical category, based on well results geological exploration in an area of ​​the “La Estrella” field (Nipe-Baracoa), which was also evaluated in refractories. Finally, the geotechnological actions that must be executed are indicated in order to validate the leaching technologies that are available for obtaining concentrates (basic carbonate, magnesium oxide) and the elaboration of different ecocement formulations that include technological tests - on a pilot scale - for obtaining light panels as a contribution to the sustainable development of the building materials industry.

Key words: 

Dunitas; carbonate-basic; magnesium oxide; light panels; building materials.


INTRODUCCIÓN

El uso del magnesio como material cementante en la construcción se valora desde finales del siglo XIX, pero en la actualidad ha tomado gran auge como material electivo al cemento Portland, a partir de sus implicaciones en la reducción de los consumos energéticos y la reducción de la huella de carbono (kg de CO2 que se emite por cada kg de metal producido), convirtiéndolo en una alternativa más ecológica o verde. También los cementos a base de magnesio entran en las nuevas tecnologías de la construcción donde la industrialización prevalece, las edificaciones prefabricadas y personalizadas, listas para armar, ganan mercado por su gran versatilidad, menor costo económico -30% menor con respecto a las tradicionales- y consumos energéticos bajos (Argiz,2012).

Entre sus ventajas principales destacan las siguientes: bajo peso volumétrico que propicia la productividad constructiva, presentan propiedades ignífugas, impermeables, resistentes al ataque biológico, aislante acústico y térmico. En la figura 1 se presenta un prototipo de panel ligero producido por la firma comercializadora InnovaHouse S.A

En Cuba se conocen varias fuentes de magnesio, entre ellas se mencionan las magnesitas del yacimiento “Redención”, la dolomita del yacimiento “Remedios” y las dunitas-olivínicas del yacimiento “Pinares de Mayarí” con recursos identificados (Colectivo de autores, 2016) Se han extraído compuestos de magnesio para diferentes usos de las salmueras de desecho en las salinas (García Merlot,1977). Su uso en nuestro país solo se limita a la agricultura, cosmética, vidrio, refractarios, floculantes y dispersantes para la industria de los hidrocarburos, (Martínez Salcedo, et al., 1994; Anaya, 1999).

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Figura 1. 

Paneles ligeros ignífugos construidos por la firma InnovaHouse S.A.

Por otra parte, las espinelas de aluminato de magnesio MgAl2O4 se cuentan entre los refractarios más utilizados por su alta resistencia a las escorias básicas, baja conductividad y expansión térmica, principalmente como sustitutos de los refractarios básicos de cromo-magnesio que produce cromo hexavalente -extremadamente tóxico- en las acerías y cementeras. Estas espinelas también son utilizadas por las industrias electrónica, química, militar y atómica entre otras. En Cuba el Centro de Investigaciones para la Industria Minero Metalúrgica (CIPIMM), ha efectuado estudios para validar la producción de estas espinelas otorgándosele por dicho motivo la patente de invención Hernández y otros, (2004).

Dicha materia mineral se ha evaluado también con buenos resultados como arena de fundición, pinturas antiadherentes contra la penetración metálica y refractarios conformados, por diferentes investigadores principalmente por los profesores Carlos A. Leyva Rodríguez, José A. Pons Herrera y Andrés Salazar Moreno del Instituto Superior Minero Metalúrgico ISMM, Moa, Holguín, desde la década de 1990 hasta la actualidad, trabajo reflejado en artículos científicos, tesis doctorales y maestrías así como trabajos de diploma (Leyva, et al, 2000; Pons, et al., 2001). Es de destacar que en estos trabajos no se valoraron dichas rocas como menas de Mg en los usos que hoy se propone en este trabajo para las dunitas, a pesar de que sus contenidos de MgO resultan muy atractivos.

Por lo expuesto y teniendo en cuenta que las dunitas así como las harzburgitas constituyen una materia prima mineral alternativa para el desarrollo de las nuevas tecnologías constructivas como cemento ecológico (verde o con baja huella de carbono), además el país cuenta con recursos potenciales de estas rocas a lo largo de los macizos ofiolíticos de Camagüey y Mayarí-Moa-Baracoa, se plantea como problema de investigación a resolver el siguiente: ¿Son capaces los recursos de dunitas soportar la producción de 200 mil t/año para la preparación de formulaciones de ecocementos y el desarrollo de tecnologías de fabricación de paneles ligeros? En este sentido se identifica como Objetivo General: Valorar las potencialidades geotecnológicas que presenta el territorio cubano para localizar y explotar dunitas con dicha finalidad y cómo Objetivo específico: Delimitar los sectores o depósitos hospederos que resulten perspectivos para efectuar trabajos de prospección, exploración y pruebas tecnológicas.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Características geológicas de las dunitas (Martínez et al., 1994)

En Cuba las dunitas se vinculan desde el punto de vista geológico a la zona de transición del corte ofiolítico, pero aparecen en grado variable en la zona de las peridotitas-tectonitas y algunos cuerpos en la zona de la corteza oceánica, relacionados al piso de las cámaras magmáticas de la zona de transición o impregnación. Es concordante con la secuencia mántica residual de peridotitas tectonitas, tipo harzburgítica y sus contactos con los gabros de la corteza oceánica son tectónicos. Posee cuerpos de dunita enstatítica, diques de composición básica y troctolitas con fábrica de impregnación residual pseudo-cumulativa.

La región Moa-Baracoa se caracteriza por las interdigitaciones de dunita-harzburgita, cuerpos de dunita, lherzolitas secundarias, diques de diabasa en varios sentidos y gabropegmatitas. Posee además dunitas plagioclásicas y troctolitas de impregnación residual pseudocumulativas, dunitas acumulativas y dunitas residuales, con olivinos que poseen maclado mecánico y desarrollo en harzburgitas de cromitas simplectíticas. Aparecen cromititas asociadas a dunitas, harzburgitas y en casos a las fases de dique tardíos. Aquí la zona de transición muchas veces contacta tectónicamente con el complejo gábrico.

En Pinares de Mayarí, dada la existencia de rocas de la corteza oceánica en posición tectónica muy desacoplada del corte ofiolítico normal, es muy difícil establecer la zona de transición. La misma se define por la presencia de cuerpos de dunita cortados por diques de microgabro y diabasas además de piroxenitas. A estos cuerpos duníticos se asocian también las cromititas. El mapeo de la zona de transición aquí es complejo, dada la inexistencia de horizontes guías en su tope.

Entre tanto en la región de Camagüey, la zona de transición se dispone ampliamente, sin embargo su base está poco definida dado el gran tectonismo que existe en las peridotitas-tectonitas. En su parte central aparecen dunitas, troctolitas y anortositas con carácter de impregnación. Son numerosas las facies de diques básicos y ultrabásicos, así como una evidente asociación a las cromititas. Además, es posible delimitar a grandes rasgos el techo de la zona de transición dada la existencia del complejo gábrico.

Se evidencia que la zona de transición en un mismo complejo ofiolítico no es homogénea. No obstante se podrían establecer analogías con la zona de transición COTO (Filipinas) dada la existencia de similares litologías y regiones de campo.

Un criterio de búsqueda de dunitas será la presencia de cuerpos de cromititas asociados a esta roca, aunque esta hipótesis no siempre se cumple al 100%. En general la mineralización cromítica se vincula a la zona de transición ofiolítica cercana al contacto tectónico gabro-peridotita con una tendencia mayoritaria a esta última (peridotítica), como en los casos de Pinares de Mayarí, Moa-Baracoa y Camagüey. En las figuras 2 y 3 y se presentan imágenes de las zonas donde se ubican los depósitos de cromitas en el macizo de ultrabasitas Moa-Baracoa y Camagüey respectivamente, vinculados a dunitas como rocas de caja.

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Figura 2. 

Depósitos de cromitas del Macizo Ultrabásico Mayarí - Moa - Baracoa

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Figura 3. 

Depósitos de cromititas en la provincia Camagüey

En su composición mineralógica, las dunitas se identifican por minerales del grupo del olivino (Mg,Fe)SiO4 y forsterita (Mg2SiO4), los cuales experimentan procesos de meteorización de diversa intensidad y se transforman en minerales del grupo de las serpentinas [Mg3Si2O5(OH)4] entre otros. En la tabla I se presenta la composición mineralógica de las rocas ultrabásicas cubanas.

Tabla 1. 

Composición mineralógica de las rocas ultrabásicas cubanas (Pons, et al., 2003)

RocaMinerales (%)
OlivinoOrtopiroxenoClinopiroxeno
Dunita95-98--
Harzburgita50-955-10-
Lherzolita50-7015-305-20
Wehrlita80-90-10-20
Piroxenita-95-98-

Dunitas de la región “Pinares de Mayarí” (Martínez Subirat, 1999; Barrabi, et al., 1996)

En el macizo ofiolítico Mayarí se localiza dicho yacimiento de olivino y/o dunita, a unos 30km al suroeste de Mayarí, provincia Holguín y a 10km al noreste de Mella, poblado de la provincia Santiago de Cuba. El mismo se conforma de dunitas y harzburgitas serpentinizadas, masivas, con altos contenidos de olivino y pequeñas cantidades de espinelas cromíticas y magnetíticas. En esta región, las cromititas podiformes se enmarcan en cuerpos de dunitas de gran extensión o con halos duníticos. Entre sus principales características están su peso volumétrico 2,42 g/cm3; absorción 4,88% y porosidad 9,45%. La composición química promedio por pozos se muestra en la tabla 2.

Tabla 2. 

Composición química promedio por pozos (en %), yacimiento “Pinares de Mayarí” (Sector La Estrella) (Martínez Subirat, 1999; Barrabi, et al., 1996).

RocaComponentes químicos Tamaño muestra (en metros) Profundidad del pozo (en metros)
MgOSiO2Fe2O3PPI
E-130,4332,500,000,004,0550,65
E-1041,5837,095,2414,3229,0050
E-240,7536,174,8214,8441,2564,15
E-342,1235,474,2815,1858,3559
E-439,6537,656,0814,7719,7543
E-542,4135,064,4415,4531,8550
E-939,5137,855,7014,4919,7550
Promedio39,4935,974,3612,72--

Como se apreciar en la tabla anterior, el contenido de MgO resulta prometedor, así como el volumen del paquete de rocas útiles, dado por los espesores de roca útil atravesados por los pozos en la prospección.

Dunitas de la región Moa-Baracoa (zonas Merceditas y Amores)

En Moa-Baracoa en el yacimiento “Merceditas”, los cuerpos cromíticos se rodean de halos duníticos y como roca circundante se identifica la harzburgita. No obstante existen cuerpos mineralizados de cromo que se asocian a gabropegmatitas y anortositas en Moa-Baracoa, sin embargo en troctolitas y anortositas en la región de Camagüey las mismas no son abundantes. Por su parte en la tabla 3 se presenta la composición química promedio (en %) de las dunitas serpentinizadas de Moa, zonas Merceditas y Amores (Fernández, et al., 2000; Llull, et al., 2003). Por último, de la tabla 4 que se presenta se infiere claramente que los valores del MgO son muy interesantes para esta región de Nipe-Mayarí. (Martínez Subirat, 1999; Barrabi, et al., 1996).

Tabla 3. 

Composición química promedio (en %) de las dunitas serpentinizadas de Moa, zonas Merceditas y Amores (Fernández, et al., 2000; Llull, et al., 2003).

ComposiciónMerceditasAmores
MgO40,5039,46
SiO238,8636,51
Al2O30,810,85
TiO20,020,025
Fe2O34,325,27
FeO3,602,67
CaO0,170,11
NiO0,290,30
Na2O0,050,05
K2O0,050,05
CoO0,0100,010
Cr2O30,350,37
P2O50,020,02
P.P.I12,3014,40
Total101,35100,04
MgO/SiO21,041,08
Fe2O3/FeO1,201,97

Tabla 4. 

Composición químico-petrográfica de dunitas y harzburgitas región Nipe- Pinares de Mayarí (Barrabi, et al., 1996)

Muestra% MgO% SiO2% Fe2O3% TiO2% Al2O3Roca
P18-0143,5034,802,960,020,36Dunita
AQ15-0443,0734,483,610,010,21Dunita
AQ15-0242,8734,003,480,010,21Dunita
PM11-0742,6732,613,620,010,51Dunita
PM11-0342,5034,003,660,010,51Dunita
PM15-0142,5032,853,970,010,31Dunita
PM11-0641,8632,383,620,010,71Dunita
PM2-0441,6234,475,820,010,60Harzburgita
PM11-0441,0630,284,140,031,21Dunita
P22-0140,8135,146,470,020,36Dunita cloritizada
IV-38/-40A40,5836,365,520,020,32Dunita
IV-34/-8240,5833,574,930,020,37Dunita
IV-4/11440,5734,385,630,020,51Dunita
P18-0240,4137,004,780,020,36Dunita
RG-835,6540,257,630,000,71Harzburgita
AQ-6/1635,4740,066,780,000,46Harzburgita crisotilo
1-63335,4640,236,570,010,71Dunita
PM5-0535,4045,804,690,020,81Dunita
1-397/235,3342,883,750,021,12Serpentinita tectonizada
AQ-4/1535,0740,297,880,000,40Harzburgita crisotilo
1-568/134,8540,417,810,020,69Dunita talquizada
1-31034,7442,395,280,021,67Harzburgita
1-56733,7940,218,670,020,52Dunita intemperizada
1-216/133,6540,976,140,112,95Harzburgita
AS-133,4640,998,320,000,51Harzburgita crisotilo
1-25633,0736,718,830,022,83Dunita talquizada
PM5-0432,4038,2112,680,020,81Harzburgita limonitizada
1-359/132,3340,885,220,374,52Harzburgita lixiviada
17/A31,3741,475,180,223,38Harzburgita lixiviada
R-46330,3854,731,720,020,52Serpentinita talquizada
1-328/229,8235,468,420,075,02Harzburgita
OPLE-1/229,3538,456,670,000,42Harzburgita milonitizada
1-216/227,4541,215,100,007,76Harzburgita lixiviada y metasomatizada
1-221/425,0945,164,450,006,03Harzburgita lixiviada y metasomatizada
1-24321,1640,9610,100,009,15Harzburgita milonitizada
1-24220,5641,2210,310,008,88Harzburgita lixiviada y limonitizada
VI-7/102A34,6739,768,850,020,98Harzburgita
1-568/234,6341,478,180,020,42Dunita intemperizada
1-66034,4641,938,130,020,30Dunita
RG-734,2342,136,640,010,41Dunita
G-1/04C34,0339,038,260,031,41Serpentinita tectonizada

Dunitas del cinturón ofiolítico Camagüey

En la provincia Camagüey se localizan decenas de depósitos de cromo (figura 3), muchos explotados en el pasado. Las rocas de cajas de estos cuerpos minerales se representan por dunitas y harzburgitas serpentinizadas.

El yacimiento de cromo “Victoria” se explota por medio de una cantera. Como particularidad esta cantera se inunda de agua lo que dificulta y encarece su explotación.

La cantera de la antigua explotación en el yacimiento de cromo “Mamina” se encuentra inundada, en sus alrededores existe una meseta con aproximadamente unos 100.000m3 de la roca de caja con altos por cientos de cromita. La tabla 5 exhibe la composición química típica de dichas dunitas, donde se destacan también contenidos interesantes de cromo y otros elementos valiosos, los que pudieran incrementarse en los subproductos de la tecnología para la obtención de los concentrados de MgO, con un valor añadido adicional, dada la presencia de minerales del grupo del platino (MGP) que se asocian a las cromititas.

Tabla 5. 

Composición química promedio (% en peso) de las rocas de caja de los yacimientos cromíticos de Camagüey.

DepósitoMgOSiO2Al2O3Fe2O3CaOMnOCr2O3PPI
Mamina*39,4337,211,788,080,30,080,4514,8
Victoria*41,8133,830,878,130,10,080,5515,96
Lolita42,1233,980,118,820,230,110,2012,06

Nota: Los valores de TiO 2 son de < 0,01%; Na 2 O de < 0,5% y K 2 O de < 0,1%.

* Resultados obtenidos durante la ejecución del proyecto actual a partir del muestreo que se realizó en las escombreras.

La caracterización por DRX de las muestras tomadas en las escombreras de los yacimientos de cromo “Mamina” y “Victoria”, arrojaron como principales fases mineralógicas, la mezcla de serpentinas del tipo clinocrisotilo, lizardita y antigorita respectivamente.

En el caso de la muestra de dunita que se tomó en el depósito Mamina, el mineral acompañantes que se identificó en el difractograma (figura 4) fue la piroaurita; (Mg6Fe2(OH)16(CO3).4H2O) en muy baja cuantía.

Como aspecto de interés se señala que la piroaurita constituye el primer reporte en Cuba de su tipo asociado a dunitas, este hecho explica los procesos de meteorización que sufrieron las rocas dada la acción combinada del agua meteórica, el oxígeno y dióxido de carbono, procesos que culminaron en la transformación de las dunitas en serpentinas y piroaurita respectivamente.

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Figura 4. 

Difactograma de RX de la muestra de dunita “Mamina”.

Por su parte el termograma CDB de la figura 5 de la muestra de Mamina, confirma la presencia de mezclas de serpentinas (endoefecto T= 6600C; exoefecto T= 7600C), y alcanzan un elevado grado de conversión a dichos minerales (87%), corroborándose la presencia adicional de piroaurita, dado por sendos endoefectos que se observan a T=1870C y 3760C.

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Figura 5. 

Termograma DSC de la muestra de dunita “Mamina”.

Por DRX en la muestra de “Victoria” se identificaron las mismas fases reportadas que en la muestra de Mamina, pero con mayor cuantía de piroaurita (figura 6), presencia adicional de brucita (MgO) y anfíbol ferroactinolita respectivamente.

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Figura 6. 

Difractograma de la muestra de dunita de “Victoria”.

Lo expuesto se confirma en el termograma CDB (figura 7) que se obtuvo para la propia muestra, donde se evidencia mayor contenido de piroaurita y menor de serpentina total (75%).

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Figura 7. 

Termogramas DSC-TG-TGD de la dunita del yacimiento de cromita “Victoria”.

Los resultados de caracterización en ambas muestras demuestran el alto grado de meteorización y reactividad química de las rocas (comparadas con el olivino y piroxenos de las rocas frescas), aspecto favorable para la obtención del MgO (tabla 1).

Clasificación por tipos tecnológicos

A continuación se presenta la propuesta de clasificación de las dunitas por tipos tecnológicos (calidades), teniendo en cuenta la elaboración de ecocementos y recuperación paralela de elementos del grupo del platino (EGP) como subproductos del beneficio y que pudieran incidir en la disminución del capital fijo de la inversión tecnológica (Lazarenkov, et al., 2005; Proenza, et al, 1999, 2001). Para ello se consideraron entonces la relación (MgO/SiO2), el contenido total de elementos portadores de EGP y el grado de serpentinitización y la PPI finalmente, aspecto clave a considerar dado el tipo de tecnología (vía química) que se emplea para la obtención de concentrados de con este tipo de rocas (tabla 6).

Tabla 6. 

Propuesta de clasificación por tipos tecnológicos de dunitas para la obtención de ecocementos.

Tipo tecnológicoMgO/SiO2ΣCr2O3 , NiOGrado de serpentinización (%)PPI (%)
I≥ 1,00≤ 1,00≥ 70≥ 12,00
II0.90-0.991,00- 2.9930 - 6010.00-11.99
III0.80-0.893,00- 4,9915 - 308.00 -8.99
IV0.70-0.79> 5,00 < 15< 8.00

Evaluación del potencial de dunitas que presentan mejores perspectivas geólogo-mineras de explotación

Desde el punto de vista metodológico se estableció que las menas con más perspectivas y menos estudiadas en Cuba son las rocas ultrabásicas (dunitas y peridotitas). El potencial de las magnesitas y dolomitas ya se valoró en sus capítulos o epígrafes correspondientes. Por lo que en este capítulo se profundizará en la evaluación del potencial de las dunitas y peridotitas como menas de magnesio.

En el país existe un pequeño yacimiento de dunitas-olivino evaluadas principalmente para refractarios. Este yacimiento no-concesionado “Pinares de Mayarí”, también conocido como “La Estrella”, cuenta con recursos identificados de 714.494t. El mismo se ubica en el macizo ofiolítico Mayarí. En la figura 8 se muestra el polígono del área donde se calcularon los recursos y en la tabla 7 las coordenadas del área pronóstico en Sistema Lambert Cuba Sur.

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Figura 8. 

Área del yacimiento “La Estrella” donde se estimaron los recursos en categoría de hipotéticos para dunitas.

Tabla 7. 

Coordenadas del área pronóstico en Sistema Lambert “Cuba Sur”.

VérticesXY
1601400190000
2603000199000
3603000196000
4601400196000
1601400190000

Se toma esta área para hacer una evaluación del potencial por contar con excelentes condiciones de infraestructura y presentar un buen grado de estudio, principalmente para la prospección de cromita de donde se tomaron los datos para evaluación del olivino para su uso en refractarios.

Metodología

Los recursos calculados presentan la categoría de hipotéticos y se fundamentan en la presencia en el área de un yacimiento de olivino evaluado principalmente para refractarios (ver tabla 8 y 9). En la evaluación de este depósito se tuvo en cuenta la información suministrada por unos 13 pozos, aunque solo se tomó la información de 7 de ellos en algunos intervalos.

La fórmula utilizada es la siguiente: R = A * E * K, donde: R, es el monto de los recursos dados en metros cúbicos; A, es el área dado en metros cuadrados calculada mediante un SIG sobre la base topográfica a escala 1:50000, teniendo en cuenta la aflorabilidad de las rocas útiles y las limitantes impuestas por la presencia de zonas protegidas, infraestructura y relieve; E, espesor útil en metros, dado por los espesores de roca útil cortado por los pozos; K, coeficiente de corrección dado por el grado de estudio y la complejidad del depósito según criterio de experto, dándole un rango de 1 a 5.

Tabla 8. 

Cálculo del coeficiente de corrección K

Litología productiva4
Grado de estudio3
Coeficiente 7

Tabla 9. 

Cálculo de los recursos pronóstico o no-identificados.

Área (m2)Espesor (m)Volumen (m3)Coef. (K)Recursos (m3)
4.800.00050240.000.0000,7168.000.000

En realidad los recursos pronósticos son casi ilimitados desde el punto de vista geológico, las limitaciones están impuestas por la presencia de áreas protegidas y los yacimientos niquelíferos.

Dentro de estos macizos de rocas ofiolíticas se localizan decenas de depósitos de cromita en forma de vetas, los cuales como regla general están encapsulados en cuerpos de dunitas -rocas ultrabásicas con mayor contenido de Mg-, los que sirven como referencia o índice para prospectar depósitos de dunitas.

En los últimos 5 años se han desarrollado variantes tecnológicas por vía química para silicatos magnesiales como fuente de magnesio, entre ellas destaca la compañía española PASEK MINERALES, S.A.U. Dicha compañía la cual radica en Galicia se le concedió en el año 2014 el certificado de patente para la obtención de óxido e hidróxido de magnesio de alta pureza a partir de dunitas (Díaz, Caballero & Cuervo, 2014), cuyos recursos ascienden a los 600 millones de toneladas y se explota para las industrias metalúrgicas de Holanda, Bélgica, Francia y Alemania correspondientemente.

La misma refiere un procedimiento de obtención de compuestos de magnesio de alta pureza (>97%) y otros subproductos valiosos como lo son el SiO2, Fe2O3, Al2O3, NiO y MnO a partir de dunitas, evitándose la formación de geles de sílice, opera además de manera continua y las dunitas no necesitan una calcinación previa, sólo molienda. De esta forma, el procedimiento reduce consumos energéticos en relación con métodos convencionales de generación de MgO como el de salmueras de MgCl2.

Las dunitas del yacimiento PASEK se encuentran serpentinizadas (15-75%), lo cual favorece su reactividad en medio ácido. Su composición química promedio es la siguiente: 32-36% MgO; 38-40% SiO2; 7-9% Fe2O3 y 2-4% Al2O3.

La tecnología propuesta consiste en el proceso de lixiviación en un reactor con agitación continua a una temperatura que oscila entre 50 -150ºC en presencia de un ácido mineral fuerte (clorhídrico, sulfúrico, nítrico), el cual se diluye al 20% (v/v) y el mineral se muele previamente a una granulometría entre 50 y 200 micras. Después del proceso de lixiviación (transcurre en un tiempo relativamente corto entre 10-30 minutos), la pulpa obtenida se filtra al vacío y se recupera un sub-producto rico en sílice que se puede reutilizar en la obtención de silicato de sodio. Como producto final se obtiene una salmuera ácida rica en MgCl2 que se neutraliza y se descompone térmicamente dando lugar a la formación de MgO de 97% m/m, recuperándose parte del ácido el cual se reutiliza. La principal desventaja de dicha variante tecnológica consiste en los altos consumos energéticos que requiere la micronización de la dunita. En dependencia de la materia prima mineral, se tienen diferentes productos finales o grados de pureza.

Dunita: MgO/SiO2 = 0,885 (36,01% MgO; 40,66% SiO2; 8,86% Fe2O3 y 2,60% Al2O3).

Volumen de HCl (20%) = 20 ml

Subproducto-1 = 6,1g SiO2 (80% pureza)

Volumen de agente oxidante (H2O2 17%) = 0,5 ml

Subproducto-2 = 1,2 g (0,47g Fe2O3, 0,07g Al2O3, 0,33g de pérdida por calcinación)

Recuperación de HCl = 33 ml

Rendimiento en peso MgO = 5,0g (97% pureza)

Serpentina: MgO / SiO2 = 0,784 (32,22% MgO, 41,09% SiO2, 7,19% Fe2O3 y 3,73% Al2O3)

Volumen de HCl (20%) = 40 ml

Subproducto-1 = 5,5 g SiO2 (80% pureza)

Subproducto-2 = 2,7 g (Fe2O3 + Al2O3)

Recuperación de HCl= 65% (26 ml)

Rendimiento en peso MgO = 4,6 g (97% pureza)

Olivino: MgO/SiO2 = 1,12 (46,75% MgO, 41,54% SiO2, 8,86% Fe2O3 y 0,66% Al2O3)

Volumen de HCl (20%) = 59 ml

Rendimiento en peso MgO= 4,6 gramos (97% pureza)

Subproducto-1 = 7,5 g SiO2 (precipitado gelatinoso difícil de lavar)

Subproducto-2 = 1,0 g (Fe2O3 + Al2O3)

Recuperación de HCl= 20 ml

Tabla 10. 

Comportamiento de los índices tecnológicos de la tecnología PASEK MINERALS S.A.U (Díaz, Caballero & Cuervo, 2014).

Variante TecnológicaRend. MgO (g)Rend. Subproducto1 (SiO2) (g)Rend. Subproducto2 (R2O3) (g)Volum. HCl (20%) (mls)Recuperación HCl (mls)
Dunita5,06,11,22033
Serpentina4,65,52,74026
Olivino4,67,51,05920

Para el caso de las rocas ultrabásicas cubanas las mismas se encuentran muy serpentinizadas por lo que la variante 2 entendemos que es la que mejor se ajustaría.

Por último en nuestro país Granda (1979), desarrolló durante su tesis doctoral la investigación tecnológica para la recuperación de valores metálicos de (Ni + Co) a partir de las serpentinas cobalto-niquelíferas mediante la lixiviación del mineral con ácido carbónico, la cual pudiera implementarse para el caso de las dunitas y harzburgitas dada la composición mineralógica eminentemente serpentiníticas que las mismas presentan, no obstante la misma debe validarse mediante la ejecución de un proyecto posterior I+D.

CONCLUSIONES

  1. En el macizo ofiolítico de Camagüey las potencialidades para prospectar y explotar yacimientos de rocas ultrabásicas como fuente de magnesio son limitadas por las siguientes razones: (1) relieve llano, por dicho motivo las canteras se inundan, lo que redunda en el incremento de los costos de operaciones (bombeo continuo de agua de las canteras) y (2) los depósitos de cromititas son pequeños al igual que los cuerpos de dunitas en comparación con los del Macizo Mayarí-Sagua-Baracoa. Presentan como ventaja una buena infraestructura y se encuentran en explotación. Para una modesta producción anual de concentrados de magnesio -en el orden de mil toneladas- pudieran considerarse. Como aspecto de interés se señala la identificación del mineral piroaurita, el cual constituye el primer reporte de su tipo en rocas ultrabásicas.

  2. Las potencialidades para localizar depósitos de dunitas en la región Mayarí-Sagua-Baracoa como menas de magnesio son altamente positivas para este macizo de rocas ofiolíticas. Se cuenta con un buen grado de estudio principalmente vinculado a la prospección de cromita. Las limitantes están dadas por la presencia de varias áreas protegidas que ocupan importantes regiones donde afloran estas rocas, otras áreas están ocupadas por los depósitos lateríticos de Ni, Co, Fe -algunos con más de 20m de espesor-, lo que limitan los sitios donde buscar y explotarlas.

  3. Para el procesamiento de las rocas se proponen la tecnología de lixiviación ácida a presión con ácido carbónico del CIPIMM y/o la solicitada por PASEK S.A.U patentada por Díaz-García et al. (2014), sin embargo ambas deben validarse y evaluarse desde el punto de vista económico-ambiental. Los concentrados obtenidos pudieran emplearse para la obtención de ecocementos o como neutralizantes de licores ácidos de (Ni + Co) del proceso ácido de lixiviación a presión de las plantas cobalto-niquelíferas de la región de Moa. Se destaca además la asociación de elementos del grupo del platino (EGP) en las cromititas asociadas a dunitas, hecho que pudiera incrementar el valor agregado de los subproductos que se logren.

RECOMENDACIONES

Elaborar la ficha técnica correspondiente para la ejecución de un nuevo proyecto de investigación (I+D) entre las instituciones IGP, CIPIMM y el CTDMC para el periodo (2020-2025) a través del Programa Nacional de la Geología, con el objetivo de validar las tecnologías LAPMAG en dunitas por la variante desarrollada por Granda (1979) para el procesamiento de las serpentinas y la de lixiviación ácida de PASEK, incluyéndose en ambos casos los Estudios de Factibilidad Económica pertinentes.

 

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