Estudio minero-metalúrgico para determinar la viabilidad técnica del beneficio de los jales mineros localizados en el municipio de Xichú, Gto.

Por: Martín Caudillo González*, Benito Ricardo Marín Herrera, Federico Vogel González, Juan José Martínez Reyes, Lucía Guadalupe Alvarado Montalvo, Ma. Mercedes Salazar Hernández y Agustín Parra González

Resumen
El Distrito Minero de Xichú en el Estado de Guanajuato está formado por 13 minas entre las que se encuentra la Aurora, la cual fue explotada hasta los años cincuenta. Durante su operación se generaron tres depósitos de jales, los cuales se pretende que sean beneficiados. Los tres depósitos fueron denominados de norte a sur como Golondrinas, Fundición y Aurora con leyes de 0.77, 0.75, 0.71 gr de Au/ tonelada; 50, 64, y 58 gr de Ag/ tonelada; con densidades de 2.32, 2.26 y 2.33 respectivamente; ocupando un volumen total de 527 269 m³, que representan 1216428 toneladas. Los resultados de las pruebas metalúrgicas presentaron recuperaciones del 52%, 51%. 57% de Au y 77%, 82% y 89% de Ag respectivamente. Con el tonelaje estimado y considerando una planta con capacidad de 500 toneladas por día y 320 días de operación anual, se estima un tiempo de operación de aproximadamente ocho años, lo que hace viable el proyecto.

Introducción
El Distrito Minero del Municipio de Xichú. Gto., está formado por los minerales de Carmenia, La Aurora, Mogotes, Barita, Lucero, Don Pedro, Santiago, La Tijera, Honda, Nopal, Granjeno, Agüita y el Mezquite. El mineral más importe fue la Aurora el cual fue trabajado desde finales del siglo XIX, hasta los años cincuenta por la entonces compañía extranjera Asarco, que explotó las chimeneas y los mantos de sulfuros base, característicos de los yacimientos skar.

Este distrito tiene un basamiento formado por rocas calcáreas y arcillosas de la formación Trancas, a las que sobreyacen calizas el doctor y cubre las formaciones Soyatal y Mezcala, constituidas de calizas arcillosas y lutitas calcáreas, todas de edad cretácica. Existen cuerpos intrusivos terciarios en forma de troncos de composición diorítica o granodiorítica y numerosos diques de composición cuarzo monzonítica y diorítica. Cubriendo a las rocas mencionadas hay un paquete volcánico constituido de andesitas y riolitas, de edad terciaria.

En la Aurora la compañía Asarco trabajó los mantos y chimeneas en cuerpos de 50 m de diámetro y más de 100 m de profundidad, con leyes de 250 a 700 g/ton de Ag, 3.5% de Pb, 5% de Zn y 2% de Cu (Coremi, 1992).

Durante su explotación se generaron tres depósitos de jales, los cuales representan un volumen de 527 269 m³ con leyes promedio de 0.74 g/ton de Au y 57 g/ton de Ag.

Debido a los precios actuales de los metales y las leyes que contienen estos jales se ven atractivos para ser beneficiados  nuevamente,  es por eso que el  Gobierno del Estado de Guanajuato a través de la cadena  productiva de Minas y Construcción de la Secretaria de Desarrollo Económico Sustentable mandó realizar un estudio con el objetivo de realizar un estudio y muestreo sistemático para determinar el volumen y tonelaje de los jales depositados en el poblado de Xichú y poder determinar la viabilidad de su beneficio.

Metodología
Generalidades de los depositos de jales
Los depósitos de jales en estudio son tres: depósito Golondrinas, Fundición y Aurora. Los jales son considerados por la Secretaria del Medio Ambiente como residuos peligrosos y para su regulación se creó la Norma Oficial Mexicana NOM-141-SEMARNAT-2003, en la que se establece el procedimiento así corno las especificaciones para caracterizar los jales y los criterios para la preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y postoperación de los depósitos de jales. Además, la Norma especifica, los depósitos de jales son uno de los sistemas para la disposición de los residuos sólidos generados por el beneficio de minerales contemplados en el Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos y deben reunir condiciones de máxima seguridad, a fin de garantizar la protección de la población, las actividades económicas y sociales y en general, el equilibrio ecológico.

Otro punto de importancia que especifica la Norma es que los jales provenientes del beneficio de antimonio, óxidos de cobre, pirita, cobre, de plomo y de zinc, están listados como peligrosos en la NOM-052-SEMARNAT-1993, la cual establece, el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción a fin de determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso para el ambiente debido a su toxicidad.

En este sentido y de acuerdo con la NOM-141, los jales son residuos sólidos generados en las operaciones primarias de separación y concentración de minerales.

Por las razones antes mencionadas es conveniente buscar alternativas para reutilizar esos jales antiguos y una de esas alternativas es la utilización del jal como mineral económico.

Muestreo
Las técnicas de muestreo utilizadas en cada uno de los depósitos fue la de zanjeo y la de pozos. La primera se utilizó en el bordo cuidando que el ancho de cada zanja no fuera menor de 0.25 mts y la segunda se usó en el vaso en forma lineal realizando pozos con tubos muestreadores cada cinco metros (ver Figura l y 2), los planos generados se pueden observar en la Figura 3 y 4. Los puntos fueron georeferenciados mediante la ubicación de líneas con espaciamiento que dependía de la longitud y ancho de cada depósito, tratando que se apegaran a una forma paralela entre líneas.

Determinación del volumen de jales
Para calcular los volúmenes de los jales se realizaron levantamientos topográficos trazándose un plano para cada una de ellas las cuales fueron localizadas mediante un posicionador geográfico satelital (GPS) marca Garmin con una precisión de 5 mts. El procesamiento de datos y los dibujos se realizaron con el programa AutoCAD. La estimación de los volúmenes se realizó mediante el software AutoCAD 2021, a través del cálculo de áreas para polilíneas correspondientes en cada caso a los niveles de las presas, mientras que sus elevaciones fueron determinadas con cinta y GPS.

Determinación de densidades
Las densidades fueron obtenidas por dos métodos, el primero fue por volúmenes y pesos constantes reportando un promedio de ellas. En las tablas siguientes se presentan los resultados obtenidos en la estimación de las densidades:

Presa de Jal Golondrinas
Proyecto Xichú, Guanajuato.
Determinación de Densidad por Método de Volúmenes (500 cc)
Cálculo de Densidad: Volúmenes y Pesos Constantes

Presa de Jal Fundición
Proyecto Xichú, Guanajuato.
Determinación de Densidad por Método de Volúmenes (500 cc)
Cálculo de Densidad: Volúmenes y Pesos Constantes

Presa de Jal Aurora
Proyecto Xichú, Guanajuato.
Determinación de Densidad por Método de Volúmenes (500 cc)
Cálculo de Densidad: Volúmenes y Pesos Constantes

Estimación del tonelaje de cada depósito
Para el cálculo de los tonelajes que se presentan en cada depósito, fue necesario determinar la densidad del jal. Para la determinación del tonelaje se aplicó la siguiente ecuación y se consideró la densidad promedio:

T = V X D_p
Donde: T = tonelaje, V= Volumen, D_p = Densidad Promedio

Pruebas de flotación
Los jales se trituraron en una quebradora de quijada y una quebradora de cono pasando el l00% a la malla 10, posteriormente, se molieron en muestras de un kilo, la molienda del jal de prueba se realizó en un molino de laboratorio de 18 X 19 cm. con una carga de bola de acero inoxidable. El mecanismo impulsor de este molino lo constituye un banco de dos rodillos. impulsados éstos por un motor de ½ H.P. Una vez sobre los rodillos, el molino gira a una velocidad constante de 62 rpm.

Las pruebas de dotación se realizaron en una celda de flotación marca Denver 12-A. La celda cuenta con un impulsor de 7 cm de diámetro y un difusor de 10 cm de diámetro, la velocidad de agitación en el tacómetro se acondicionó a 1500 ó 900 rpm, según la etapa de prueba.

En todos los casos los recipientes de prueba fueron los de 2.5 y 1.4 litros. Bajo condiciones de prueba estos recipientes proporcionan porcentajes de sólidos de 15 a 20%.

Los productos de prueba fueron filtrados en un filtro de presión y secados en una mufla. Finalmente, la afinación y homogenización de cada producto se hizo usando metate y mallas Tyler.

Resultados y discusión
Muestreo
La cantidad de muestra recolectada por cada depósito varió entre 20 y 40 kilogramos aproximadamente. Posteriormente, fueron etiquetadas, numeradas y se sellaron con cinta canela para ser trasladadas a Guanajuato. entregándolas en el laboratorio para ser preparadas mecánicamente y obtener una muestra representativa para su posterior análisis (ver Figura 5)

Determinación de densidades de los jales
Los resultados obtenidos de la determinación de densidades de cada uno de los depósitos de jales se resumen en la Tabla 1.

Estimación de Volumenes
Los Resultados de la estimación de los volúmenes se resumen en la tabla 2.

Estimación de Tonelajes
Los tonelajes fueron obtenidos mediante la fórmula mencionada en párrafos anteriores, los resultados se resumen en la tabla 3:

El depósito de jales que presenta mayor tonelaje corresponde a la Aurora que sobrepasa las 600,000 toneladas: en total se estimaron más de un millón doscientos mil toneladas. Con el tonelaje estimado y considerando una planta de flotación con capacidad de 500 toneladas por día y 320 días de operación anual, se estima un tiempo de operación de aproximadamente ocho años. 

Pruebas de flotación
Los balances metalúrgicos de las pruebas de flotación fueron calculados en una hoja de Excel, en las Tablas 4, 5 y 6 se puede observar que para los depósitos de la Aurora, Fundición y Golondrinas presentan leyes promedio de 0.71, 0.75, 0.77 gr de Au/Ton; 58, 64, 50 y de Ag/Ton; con recuperaciones de 57%, 51%, 52% de Au; 80%, 82% y 77% de Ag respectivamente.

Las recuperaciones de oro están bajas, pero los análisis de cabezas proporcionaron un dato importante que fue la presencia de arsénico en 3.2% en Aurora y fundición, para golondrinas de 3.9% obteniendo concentrados con altos contenidos de arsénico por lo que es necesario realizar una caracterización mineralógica por microscopio electrónico de barrido y el uso de un depresor de arsénico conocido comercialmente como OR-100, otra alternativa es bajar el potencial de reducción con permanganato de  potasio, dichas pruebas y estudios están pendientes ya que la caracterización mineralógica se encuentra en proceso.

Conclusiones

• En el Distrito Minero de Xichú, Gto., se localizan tres depósitos de jales, que se nombraron Aurora, Fundición y Golondrinas.
• De acuerdo con los estudios metalúrgicos realizados, es viable la recuperación de los valores de Au-Ag.
• Las leyes de Au y Ag se encuentran distribuidas de la siguiente manera Presa Aurora 0.71 y 58 gr/ton, Presa Fundición 0.75 y 64 gr/ton y Presa Golondrinas 0.77 y 50 gr/ton respectivamente.
• Las recuperaciones para el oro de entre 51-57% y para la plata entre 77-82 %.
• El método de concentración que se propone es el de Flotación.
• Según los estudios geológicos y topográficos realizados, el volumen total de los jales es de 527,269 m³.
• Las toneladas equivalentes al volumen de acuerdo con las densidades estimadas son de 1’218,428 ton.
• El agua para el beneficio de los jales se puede obtener de la corriente del río o del agua almacenada en la mina.
• El aprovechamiento de los jales proporcionaría un ingreso a los ejidos que correspondan dependiendo de la ubicación de las presas, esto por la venta del material según se acuerde con la empresa que realice el proceso de tratamiento de los jales.
• Otro factor importante sería la remediación que se alcanzaría en la cuenca por el tratamiento de los jales.

Agradecimientos
Proyecto financiado por la Secretaría de Desarrollo Económico Sustentable del Estado de Guanajuato.

Referencias Bibliográficas

Coremi, 1992, Monografía Geológico-Minera del Estado de Guanajuato, Pachuca, Hgo., México Publicaciones Técnicas.

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Departamento de Ingeniería en Minas, Metalurgia y Geología, Universidad de Guanajuato

*Email: mcaudill@ugto.mx