OCURRENCIA DE LOS DEPÓSITOS DE BORATOS EN EL SUR DE PERÚ Y SUS USOS INDUSTRIALES.
RESUMEN Los recursos de boro del sur de Perú se ubican, en su mayoría en Arequipa, en la zona sur del país, principalmente en las cuencas evaporativas conocidas como salares y están relacionados genéticamente genéticamente con la actividad volcánica del Terciario Superior-Cuaternario. Los yacimientos de mayor importancia económica se encuentran encuentran en los Salares Andinos del Altiplano. Es probable que otras cuencas andinas posean estos recursos, pero sus reservas no han sido evaluadas. Los boratos se encuentran encuentran en cuerpos estratificados estratificados lenticulares, conocidos como `barras', intercalados intercalados en secuencias detrítico-salinas y siempre en los primeros metros de la parte superficial del salar, o como nódulos de alta ley (hasta 30% B2O3) que pueden alcanzar decenas de centímetros, centímetros, conocidas como `papas', el clásico `cotton-ball' de la nomenclatura norteamericana. norteamericana. El mineral de de recuperación económica conocido conocido ulexita, un borato doble de Na y Ca, mientras que otros minerales han sido descritos sólo ocasionalmente. ocasionalmente. Una segunda alternativa es la recuperación económica de borato como subproducto en la explotación de salmueras ricas en litio/Macusani. (próximamente mayor productor de litio). La industria de boratos en el Perú.
ANTECEDENTES La ocurrencia de boratos en el sur peruano se tiene registrado nueve canteras canteras de las cuales cinco están ubicadas en Arequipa, dos en Tacna, una en Puno y uno en Ayacucho; siendo la de Arequipa las más importes, las cuales están en producción. La génesis de estos depósitos está asociada a procesos evaporiticos relacionados relacionados con actividad volcánica, fuentes termales, cuencas endorreicas, endorreicas, clima árido. (Alonso, R. 1986). 1986 ). Los principales usos y aplicaciones de este importante mineral están relacionadas con la industria del vidrio, cerámica, fertilizantes, fertilizantes, pesticidas, insecticidas, fungicidas, jabones,
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detergentes, textil, retardantes retardantes del fuego, fundentes abrasivos y diversas aplicaciones industriales. En lo referente al mercado de los boratos se tiene conocimiento que en el sur del Perú existe un potencial importante de boratos, pero los que actualmente se explotan son aquellos ubicados en la región Arequipa, donde se viene produciendo desde hace más de 100 años. Es así que en el 2004 la producción registrada registrada es de 9 729 t. de ulexita - boratos y 21 465 t. de ácido bórico, dirigidos a la exportación principalmente principalmente y a la demanda interna de las industrias relacionadas con los principales subsectores de la economía como químico - manufacturero, manufacturero, agroindustria, minero - metalúrgico y construcción. Siendo el consumo cubierto por la producción nacional en un 98% y el 2% es cubierto por la importación de minerales de boro procedente de Estados Unidos mayormente y otros países. El Perú durante la última década exportó a varios países del mundo ente ellos Colombia, Estados Unidos, Malasia, Nueva Zelanda, etc. Por una suma promedio anual de más de 3 millones de dólares, siendo por tanto la balanza comercial durante el periodo 1998 - 2006 positiva. En el ámbito internacional, Turquía Turquía es el líder mundial en la producción de boratos; en el 2005 tuvo una participación del 35% en la producción mundial. Le siguen Estados Unidos (25%), Chile, Argentina y Rusia, siendo el principal mercado consumidor de estas sustancias en el mundo Estados Unidos. (FUENTE INGEMMET).
MARCO TEORICO CONDICIONES Y AMBIENTES DE FORMACIÓN Los depósitos de boratos se encuentran en los bordes de las placas con tectónica extensiva en todo el mundo. La génesis de los yacimientos está estrechamente relacionada a procesos volcánicos que serían los que proporcionan los boratos, cuencas endorreicas y mecanismos de evaporación, en climasáridos a semiáridos y fuentes termales que son las que se encargan de transportar las soluciones, que favorecerían los procesos de concentración de boro en cuencas evaporíticas y/o lacustres (Chong, G., 2000). Los autores han observado que existe actualmente actualmente una depositación significativa de boratos a través de fuentes termales,y que todos los yacimientos conocidos en los salares se ubican en los primeros metros del nivel freático, a partir de la superficie de las secuencias salino-detríticas de las cuencas (INGEMMETENADIMSA,1980). (INGEMMETENADIMSA,1980). Podemos dividirlos en tres grandes grupos de acuerdo a su origen y ambiente geológico: • Depósitos de salares andinos y/o y /o lagos salinos (cuencas no marinas). • Depósitos de cuencas evaporíticas marinas. • Depósitos relacionados con rocas g raníticas.
a) Depósitos de salares andinos y/o lagos salinos (cuencas no marinas). Estos depósitos están genéticamente relacionados relacionados a sobresaturación sobresaturación de las salmueras en boratos en cuencas endorreicas y posterior precipitación de estos. También están asociados a procesos volcánicos activos que proporcionarían las soluciones de boro. El volcanismo activo determina un alto gradiente geotérmico que incrementa cuantitativa cuantitativa y cualitativamente cualitativamente la lixiviación de grandes volúmenes de roca por el hidrotermalismo, cuyos solutos son transportados y acumulados en las cuencas salinas. Las cuencas son someras y pueden alcanzar más de 100m de espesor de relleno sedimentariosedimentarioevaporítico. Además de los salares andinos están los lagos salinos andinos que son cuerpos lacustres ubicados en el mismo tipo de cuencas, pero con una masa de agua libre 2
significativa. Dado que se presentan estadios intermedios, se denomina salar cuando la superficie salina cubre una superficie superior al 50% de la cuenca evaporítica, y lago cuando es el agua la que supera este porcentaje. En algunos casos esta diferencia es difícil de precisar (Alonso,1986, citado en Chong et al. 2000). Descripción modelo de boratos lacustrinos Minerales de boratos son precipitados desde salmueras o lagos en climas áridos a semiáridos. Puede incluir depósitos de boratos como cortezas o cristales en playas o como precipitados desde manantiales termales que se encuentran en la cuenca lacustre .Numerosos manantiales de aguas calientes asociados a vulcanismo básico contienen concentraciones de boro, a esto se suman mecanismos de precipitación continua en un marco de interrelación química-evaporítica, y climas áridos a semiáridos que favorecerían los procesos de concentración en cuencas evaporíticas no marinas y/o lacustres (Orris, G., 1992) (Figuras 1 y 2). La ocurrencia en los depósitos evaporíticos marinos tiene forma de venas, llegando a tener estos complejos salinos grandes dimensiones. b) Evaporitas marinas Su génesis está asociada a depósitos de origen marino, generalmente de boracita y boratos de magnesio, asociados a capas evaporiticas del Pérmico, formados por evaporación de aguas marinas, donde los boratos se presentan asociados a yeso y anhidrita (INGEMMET-ENADIMSA, 1980).La formación de estos depósitos representa una concentración de boro no frecuente en las aguas marinas, lo que estaría asociado a vulcanismo submarino existente que aportaría manantiales calientes con soluciones de boro (Orris, 1992). c) Cuerpos magmáticos Su génesis está relacionada a pegmatitas, contactos de rocas metamórficas, estas contienen ensambles de varios minerales de boro como datolita y turmalina. Estas representan las concentraciones del boro que se relacionan más o menos directamente con la cristalización del magma granítico intrusivo.
Figura 1.Marco de la generación de evaporitas en las cuencas de intra-arco/intra-plateau andinas, con vulcanismo activo con termalismo asociado, cuancas cerradas con drenaje interior y clima arido.
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Figura2. Modelo genético y evapofacial de minerales de borato.
Estos boratos se forman durante durante la fase final de segregación magmática o son lixiviados de las rocas asociadas a fluidos hidrotermales. Las concentraciones de boro en los granitos son de 10 ppm y pueden llegar a 300 ppm .Las soluciones tienden a salir del sistema bajo condiciones de temperatura y presiones altas; esto ocurre en las zonas de contacto de la formación granítica. Los depósitos asociados a cuerpos magmáticos se presentan formando compuestos, esto los hace poco comerciales. DESCRIPCIÓN DE OCURRENCIAS
Laguna Salinas (AREQUIPA) La Laguna Salinas se encuentra en la provincia de Arequipa, entre los distritos de Chiguata y San Juan de Tarucani, a 50 km al noreste de la ciudad de Arequipa; como punto de referencia damos las coordenadas 8189461N y 271725E. La principal vía de acceso es la carretera afirmada Arequipa-Puno. La laguna Salinas es una cuenca endorreica, que se formó hace aproximadamente unos 10 000 años mediante evaporación que permitió la acumulación de sales. Se encuentra rodeada por aparatos volcánicos y sus productos; tiene hacia el este, a unos 20km, el volcán Ubinas, que actualmente se encuentra en actividad. En un ambiente árido, que favorece la rápida evaporación de las aguas, se acumula en la superficie de la laguna abundante cloruro de sodio y boratos. Tanto las sales como el bórax se depositan por la lixiviación de las rocas circundantes; su origen está relacionado a la actividad volcánica plio-pleistocenica. (Ver foto 18) La laguna Salinas presenta una capa superficial de color blanco, a manera de costra, de unos pocos centímetros de espesor (1 a 2cm), compuestos principalmente por sales y boratos. La ulexita se encuentra formando capas discontinuas (masivo) o lenticulares (nódulos) a 1,5 m de profundidad, con leyes de B2O3 que varían entre 34% y 36%. Se encuentran separadas por niveles arenosos impregnados con boratos de espesores variables, cubierto por capas de arenas y arcillas. Hacia el lado este y sur de la laguna es donde se encuentra la mayor concentración de boratos, y las principales canteras, donde se explota la ulexita mediante el método de corte y relleno. Alrededor de la laguna afloran rocas andesíticas de textura porfirítica pertenecientes al estrato volcán Pichu-Pichu cubierto por material areno-arcilloso, fragmentos de roca andesítica y cenizas volcánicas 4
Potencial estimado - Potencia media: 2 m - Área aprovechable estimada: 15 496 000 m2 - Volumen total: 30 992 000 m3 - Densidad: 1,65 - Volumen final con un castigo del 30%: 21 694 400 m3 35 795 760 T. M.
Vista laguna salinas . UNIDADES GEOLÓGICAS FAVORABLES
En el Perú, los recursos de boro se ubican en la zona sur de nuestro territorio, principalmente en la laguna Salinas, uno de los yacimientos más importantes de la Provincia Boratífera Centroandina, que corresponde a una región entre los 16 y 27°S, y los 66 y 70°W. Geológicamente están relacionados al tectonismo, vulcanismo activo con termalismo asociado, cuencas cerradas con drenaje interior y clima árido. El borato predominante en la laguna Salinas es la ulexita con cantidades reducidas de inyoita. Se trataría del mayor depósito de ulexita de salar de América del Sur, con espesores de hasta 2,5 m de mineral y un área con borato comprobado de 2800 hectáreas (Alonso, R. y De los Hoyos, L., 2004). Se trata de una cuenca endorreica ínter-volcánica (rodeada en más de un 90% de aparatos volcánicos y sus productos), en un medio ambiente árido. Está relacionada genéticamente con la actividad volcánica del Terciario SuperiorCuaternario (Plio-Pleistoceno), donde los boratos se encuentran en cuerpos estratificados lenticulares, conocidos como «barras» o como nódulos de alta ley conocidos como «papas».
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Ambiente geodinámico de sedimentación evaporativa de los Andes centrales. El perfil AB ilustra las diferentes unidades morfoestructurales y el clima que las afecta. PRINCIPALES USOS Entre los principales usos de los boratos tenemos: • En la elaboración del ácido bórico. Se produce a partir de ulexita calcinada, ulexita
peletizada, etc.; es un componente muy importante que se emplea en diversos procesos industriales. • Industria de esmaltes y cerámicas. El óxido bórico es un ingrediente esencial para la
producción de azulejos cerámicos, losetas y vasijas de barro. • Fertilizantes. Es considerado c omo un micronutriente esencial para el crecimiento de las plantas. • Fibras textiles. En las fibras textiles se utilizan diámetros muy reducidos, desde 5 μm,
que hacen extremadamente delicado tanto el manejo del material como el hilado de las fibras y su preparación. • Pesticidas. El ácido de bórico es tóxico para las cucarachas, hormigas, escarabajos,
larvas y otros insectos. • Retardador de fuego. El boro es seguro, químico efectivo retardante de flama para una
serie de productos.
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• Inhibidor de corrosión. Las diferentes composiciones del boro pueden ser usadas como
inhibidor corrosivo y anticongelante. • Preservante de madera. Los boratos y ácido bórico son seguros y efectivos para
controlar y eliminar los insectos y hongos que atacan la madera, material usado con gran importancia en la industria maderera. • Metalurgia. El boro se usa como sellador para los metales no -ferrosos y en la producción de acero. Es usado también en las aleaciones de metal, por ejemplo, trazas de ferroboro en el acero aumentan su dureza. El boro en aluminio, normalmente, se agrega como una aleación maestra, elimina las impurezas como los boratos y es particularmente útil en los conductores eléctricos. • Farmacéutica y cosméticos. El ácido bórico es reconocido por sus propi edades antisépticas y emulsionantes. Es un componente de ungüentos, talco para pies, lociones de ojos, sales de baño, cremas y champú. • Vidrio y fibra de vidrio. El boro era usado principalmente en fibra de vidrio y vidrio
«borosilicatado», vidrio óptico. Reduce los cambios de temperatura bruscos y mecánicos, incrementando su durabilidad y resistencia química. La resistencia del vidrio al calor es atribuida al óxido bórico, que reemplaza el óxido de sodio en la estructura del vidrio, creando una baja expansión termal. • Detergentes y blanqueadores. Neutraliza la acidez y favorece la acción de detergentes. • Fibras de aislamiento térmico. Debido a la propiedad resistencia térmica que tienen los
boratos naturales. • Pinturas, cauchos, barnices. Prolongan la c onservación y evitan la coagulación del látex
de caucho. • Cemento. Reduce la velocidad de fraguado en cementos y hormigones • Plantas Nucleares. Se utiliza en revestimientos en donde se requiere una superficie de
absorción de neutrones y resistencia a la corrosión.
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Potencial minero no metálico del sur del Perú. - Arequipa destaca por la
presencia de yacimientos no metálicas requeridas por la industria moderna; boratos, ulexita, potasio, entre otros. 8
Usos de boratos y ulexita
Usos del borato
Los principales usos de los boratos, no han cambiado mucho en esta última década. Las aplicaciones más importantes son:
Industria de esmaltes y cerámicas
Vidrio y fibra de vidrio
Detergentes y blanqueadores
Fertilizantes
Fibras textiles
Retardador de fuego.
Usos industriales de la ulexita
Cerámicas: El bórax deshidratado y fundido que es obtenido de la ulexita
puede ser usado principalmente como recurso para abrillantar las cerámicas y en alfarería.
Farmacia: Otro componente de la ulexita, el ácido bórico refinado, tiene
grandes potenciales para el uso farmacéutico en colirios y desinfectantes.
El perborato sódico por otro lado sirve para colorantes y blanqueadores, pasta
dentífrica y lavado bucal.
Construcción: La ulexita es fuente de bórax deshidratado y fundido que es
también apreciado en el rubro de la construcción en tejas para techos, losetas, ladrillos y otros materiales.
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Vidriados: El ácido bórico puede ser también aprovechado en la producción de
vidrios, espejos, vidrios ópticos, cristal, lentes y lupas de vidrio, así como para el refinado de oro y plata
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Agroindustria: La exportación de ulexita se realiza principalmente para
agroindustrias que aprovechan el bórax refinado, del que se obtiene Potasio y Magnesio como fertilizantes.
Usos del acido bórico
Industria del vidrio: borosilicatos y vidrios térmicos usados para material de
laboratorio, tubos, vasos, termómetros, etc. Enseres de cocina resistentes al calor como fuentes para horno y para llama directa, cafeteras, lecheras, etc. Faros para automóviles. Lentes para señales luminosas y semaforos. Lentes para anteojos, cámaras fotográficas, telescopios, microscopios, etc. Fibra de vidrio usada como aislante térmico y acústico.
Esmaltes: fabricación de superficies duras, durables y fácilmente lavables de
cocinas, lavarropas, heladeras, bañeras, estufas, hornos, chapas para nomenclaturas de calles, etc.
Fritas: esmaltes vítreos para la industria cerámica: azulejos, baldosas, tejas, etc. Productos químicos derivados: fluoboratos, fluoruros de boro, aleaciones
de boro, carburo de boro, ferro-boro, etc. Hidruros de boro, boranos, diboranos, ácidos borónicos, borazinas, etc.
Fruticultura: lavado de citrus y conservación de los mismos.
Funguicidas.
Cosmética y farmacia: cremas, lociones y polvos faciales, dentífricos, anti-
transpirantes, shampúes, soluciones oftálmicas, medicamentos en general.
Estabilizador de colorantes.
Refinacion de metales no ferrosos: cromo, níquel, cobre, plomo, aluminio, etc.
Insecticidas.
Curtiembres: acabado de cueros y pieles. 11
Industria textil: acabado de tejidos.
Conservacion de carne
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Ignífugos: protección contra el fuego de telones teatrales, papeles
decorativos, trajes ignífugos, etc.
Pinturas: pinturas a base de látex.
Uso del bórax
El bórax refinado es un ingrediente importante en ciertas variedades de detergentes, jabones, ablandadores de agua, almidones para planchado, adhesivos, preparaciones para baño, cosméticos, talcos y papel encerado. Se utiliza también en retardantes a la flama, desinfectantes de frutas y madera, herbicidas e insecticidas, así como en la manufactura de papel, cuero y plásticos. La mezcla de cloruro de bórax y amonio se utiliza como fundente (flux) al soldar hierro y acero. Su función es bajar el punto de fusión del indeseado óxido de hierro.
El bórax también se utiliza mezclado con agua como fundente al soldar oro, plata, etc. en joyería. Permite que el metal fundido fluya uniformemente sobre el molde, y conserva el brillo y el pulido de la pieza a soldar. Ataca cierto tipo de piedras semipreciosas como toda la familia de las circonitas, destruyendo estas al contacto con el bórax y una alta temperatura, necesaria para fundir el metal. Es habitual su uso para adulterar la heroína. El Bórax es el nombre comercial de la sal de Boro y se expende en forma pentahidratada o decahidratada (5-10 moles de agua). Este producto es usado en manufacturas de vidrios, componentes de pinturas, soldaduras, preservante de maderas, desoxidante y como ingrediente en abonos foliares.
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mercado del borato
Mercado nacional
La producción de boratos por unidad minera en el Perú es la siguiente (ver cuadro N° 02):
ACUM. Enero TITULAR
UNIDAD
REGIÓN
PROVINCIA
DISTRITO
PRODUCTO
Diciembre
BORATOS / INKABOR S.A.C.
BORAX
AREQUIPA
AREQUIPA
SAN JUAN DE TARUCANI
ULEXITA
Cuadro N° 02. Producción de boratos por unidad minera
La producción no metálica en el Perú en los últimos 10 años (2003 - 2012) es la siguiente (ver cuadro N° 03):
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224,454
Cuadro N° 03. Producción no metálica en el Perú (2003 – 2012) Mercado internacional
La producción mundial de boratos por principales países en miles de TM es
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Cuadro N° 05. Principales exportaciones de boratos y derivados (US$ FOB) Fuente: ADEX DATA TRADE.
Comercialización de los boratos
El sur del Perú se caracteriza por la presencia de yacimientos de boratos, lo cual hace ventajosa su explotación y diferentes usos derivados de los boratos
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Competencia en el sector.- La competencia de los productos de boratos
peruanos es muy variada según el producto que se trata y el país consumidor al cual se vende. A modo genérico y dado que se exporta a Brasil, los principales competidores existentes son los países sudamericanos: Bolivia, Chile y Argentina. Si bien estos países producen principalmente ulexita, también son potenciales competidores en otros productos de mayor valor agregado.
Compradores.- Los principales países consumidores de los boratos son los
países desarrollados europeos, EE.UU., Australia, China, Japón y Brasil. Europa se caracteriza por no poseer depósitos de boratos explotables, sin embargo es un importante consumidor de boratos; y, es abastecido principalmente por boratos naturales de Turquía.
En Latinoamérica los principales importadores de boratos son Brasil, México, Colombia y Venezuela con origen en los boratos de Estados Unidos y Argentina, en mayor medida, aunque también con boratos procedentes de Bolivia, Chile y Perú.
El consumo de los minerales de boro y sus compuestos difiere en los países altamente industrializados. Estados Unidos consume casi la mitad del boro en la producción de varios tipos de vidrios (por ejemplo: f ibras de vidrio para aislación y para la industria textil, vidrio pírex, etc.), mientras que en Europa un tercio de todo el boro es consumido en la industria de los detergentes (como perborato de sodio), un cuarto en esmaltados y cerámicas y casi un 10% del total en fibras de vidrio textiles y para aislación. La distribución del consumo mundial de boratos según los usos
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El peso extra del agua y otras impurezas en las materias primas (minerales) aumenta el costo de transporte y el costo de la energía para producir boratos anhidros. Es por ello que la demanda de boratos hidratados crudos ha decaído en los últimos años. Esto ha forzado que los productores fabriquen boratos deshidratados y boratos más refinados (BAVA). La calidad exigida por los clientes es uno de los factores de interés. El precio de los boratos depende principalmente del contenido de B2O3. Allí surge la necesidad constante de mejorar los procesos productivos y asegurar una mayor ley del mineral. Los contenidos de impurezas (hierro, arsénico, cloruros, sulfatos, entre otras), son otras de las exigencias de los compradores. Ellos afectan notoriamente el precio de los productos. Es por ello que, el procesamiento de los boratos está destinado a la obtención de productos que satisfacen los requerimientos de la futura aplicación: bajo contenido en hierro para la fabricación de cristales de calidad, carencia de alcalinos para la obtención de fibra de vidrio tipo textil (fibra E), carencia de arsénico para materias primas de procesos pirometalúrgicos o para la fabricación de micronutrientes del suelo, refinados de alta pureza para productos farmacéuticos, etc.
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Fertibagra: se comercializa alrededor del mundo, con excelentes resultados. Fertibagra le ofrece 02 tipos de fertilizantes:
Fertilizantes solubles
Fertibagra 21 (Octoborato de Sodio
Fertilizantes edaficos
Tetrahidratado
55%
Fertibagra 15 G Fertilizantes granular
(15%
B)
de
lenta
B2O3) Polvo 100% soluble para
liberación para aplicación directa
aplicación foliar y vía fertirriego.
al suelo
Ácido Bórico (17.5% B) Polvo
Fertibagra 15 ME Fertilizante en polvo (15% B)
100% soluble para aplicación
Cuadro N°. Fertilizantes de Fertibagra
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