Realiza un análisis de la estructura cristalina de la enargita por difractometría de R-X. Encuentra concordancia entre los parámetros resultantes del estudio con los especificados en las Tablas Internacionales ASTM. Determina las posiciones atómicas y con ello completa la determinación de la estructura cristalina. / Tesis

Geólogo / Se presentan análisis de elementos mayores (S, Fe, Ni, Cu y Co) de 108 sulfuros, así como 28 mapas de distribución de elementos de rayos X, derivados de 31 xenolitos de peridotitas que han muestreado el manto litosférico bajo el Macizo del Deseado (MD) y sus alrededores. Específicamente, en 7 localidades distribuidas dentro (Volcán Auvernia y Gobernador Gregores), en los bordes (Cerro Clark y Tres Lagos) y fuera del Macizo del Deseado (Coyhaique, Cerro del Fraile y Pali Aike). Los xenolitos corresponden a 27 lherzolitas y 4 harzburgitas, en su mayoría equilibradas en facies de espinela, a excepción de 3 de las 4 peridotitas de la localidad Pali Aike, las cuales se equilibraron en las condiciones de las facies de espinela-granate. La química de elementos mayores en roca total de los xenolitos del MD, sugiere mayores procesos de fusión parcial en comparación con las peridotitas localizadas en sus alrededores. Los sulfuros se presentan como minerales accesorios. Se reconocen 4 localizaciones microestructurales de sulfuros: (1) sulfuros aislados en silicatos (SAS); (2) sulfuros alineados (SA); (3) sulfuros en zonas de reacción (SZR) y (4) sulfuros intersticiales (SI). Estas características sugieren distintos procesos de formación de sulfuros en el manto superior y/o durante su transporte a superficie. Los sulfuros identificados, en orden de abundancia, son: pentlandita (Pn), solución solida monosulfurada (MSS), calcopirita (Cp), cubanita (Cb) y pirrotina (Po), que pueden estar presentes como granos aislados o formando agregados de 2 ó 3 fases. Las paragénesis más comunes son Pn+MSS; Pn+Cp; Pn+MSS+Cp y MSS+Cb. La predominancia de sulfuros alineados (SA), en 5 de los 6 xenolitos correspondientes a la localidad de Coyhaique indica que estos sufrieron intensa percolación de fluidos secundarios o metasomáticos. La abundante presencia de texturas de reacción en piroxenos en los xenolitos de la localidad de Cerro Clark, así como las características microestructurales (SZR) y químicas (Pn+Cp/Cb) de sus sulfuros, podrían ser explicadas por la percolación de fundidos ricos en volátiles a bajas razones fundido/roca. Pese a lo evidenciado en la química de elementos mayores en roca total de los xenolitos y a la presencia de abundantes manifestaciones auroargentíferas/polimetálicas en el Macizo del Deseado, las características petrográficas y químicas de los sulfuros contenidos en las peridotitas provenientes de manto litosférico del MD no muestran diferencias claras respecto a aquellas provenientes de localidades vecinas.

Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias, Mención Geología / Núcleo Milenio Trazadores de Metales NC 130065 y por el programa Piensa Minería de Codelco-Tech / 31/07/2021

Doctorado en Ciencias mención Microbiología. / Acidithiobacillus thiooxidans es una bacteria que obtiene energía metabólica y poder reductor a partir de la oxidación de compuestos reducidos de azufre. En estado natural, esta bacteria se encuentra junto con otros microorganismos participantes del consorcio de biolixiviación de sulfuros metálicos formando estructuras multicelulares llamadas biopelículas sobre la superficie de sulfuros minerales. Las células están embebidas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) las cuales se componen principalmente de exopolisacáridos, proteínas y lípidos. Se ha descrito que la solubilización de los minerales sulfurados metálicos está mediada por estos EPS. Sin embargo, la composición de los EPS y su rol exacto en la solubilización de sulfuros metálicos ha sido caracterizado solamente en la bacteria oxidadora de hierro y azufre Acidithiobacillus ferrooxidans, aunque las demás especies de Acidithiobacillus que son capaces de oxidar solamente compuestos reducidos del azufre son fundamentales en estos procesos de lixiviación. En base a estos antecedentes, nos propusimos caracterizar alguno de los EPS y los mecanismos moleculares involucrados en la formación de biopelículas en la especie modelo At. thiooxidans. En un trabajo previo, se identificó un gen putativo que codifica para una proteína de unión a c-di-GMP PelD, la cual está caracterizada en Pseudomonas aeruginosa formando parte de un complejo multiproteico de membrana involucrado en vii la biosíntesis del exopolisacárido Pel. Al analizar el contexto genético del gen pelD, se identificó un putativo operón con una estructura similar al operón canónico identificado en P. aeruginosa. El análisis comparativo entre los genomas disponibles de las bacterias acidófilas que están presentes en los entornos minerales ácidos reveló que este operón sólo está presente en los genomas de At. thiooxidans y At. caldus. Ante este resultado, este trabajo se enfocó en comprender cuál sería la importancia de este exopolisacárido en la formación de biopelículas de At. thiooxidans sobre la superficie de azufre elemental. La medición de los niveles de transcrito mediante qPCR mostró que los genes pelA, pelD y wcaG del putativo operón presentan un mayor de expresión en células adheridas que en células planctónicas. El análisis de azúcares de superficie mediante el uso de lectinas identificó la presencia de N-acetil-galactosamina y N-acetil-glucosamina. Tratando de dilucidar algunas de las señales que regulan la producción de Pel, se descubrió que la adición exógena de la molécula de Quorum Sensing (QS) 3-oxo-C8 AHL incrementa la transcripción de los genes pelA y pelD. Finalmente, se procedió a obtener una cepa mutante nula en el gen pelD mediante recombinación homóloga. Luego de analizar el DNA de esta cepa, se realizaron análisis de adherencia y formación de biopelículas sobre la superficie de azufre elemental mediante microscopía electrónica y de epifluorescencia. La mutación ΔpelD afectó la estructura de la biopelícula al reducir la presencia de N-acetil-galactosamina y N-acetilglucosamina en la superficie, pero adicionalmente provocó un incremento en la viii producción de estructuras filamentosas que rodean a las células. Para resolver la incógnita sobre la naturaleza de estas fibras, se realizaron análisis comparativos preliminares de la expresión de proteínas extracelulares. El análisis del sobrenadante de los cultivos y de las proteínas del EPS reveló un cambio en producción de proteínas secretadas al medio. En base a estos resultados es posible concluir que el exopolisacárido Pel producido por la bacteria biominera At. thiooxidans juega un rol estructural en la formación de biopelículas sobre la superficie de azufre elemental y que la regulación de su síntesis involucra a las vías del QS y del c-di-GMP. / Acidithiobacillus thiooxidans is a bacterium that obtains metabolic energy and reducing power from the oxidation of reduced sulfur compounds. In the natural state, this bacterium is found along with other microorganisms that are members of the metal sulfides bioleaching consortium forming multicellular structures called biofilms on the surface of mineral sulfides. The cells are embedded in a matrix of extracellular polymeric substances (EPS) which are composed mainly of exopolysaccharides, proteins and lipids. It has been described that the solubilization of the metal sulfide minerals is mediated by these EPS. However, the composition of the EPS and their exact role in the solubilization of metal sulfides has been characterized only in the iron and sulfur oxidizer bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans, although the other Acidithiobacillus species that are only capable of oxidizing reduced sulfur compounds are important in these leaching processes. Based on this background, we set out to characterize some of the EPS and the molecular mechanisms involved in biofilm formation in the model species At. thiooxidans. In a previous work it was identified a putative gene encoding a c-di-GMP binding PelD protein, which is characterized as part of a multiprotein membrane complex involved in Pel exopolysaccharide biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa. x When we were analyzing the genetic context of the pelD gene, a putative operon with a structure similar to the canonical operon identified in P. aeruginosa was identified. Comparative analysis between available genomes of acidophilic bacteria that are present in acidic mineral environments revealed that this operon is only present in the genomes of At. thiooxidans and At. caldus. Given this result, this work focused on understanding the importance of this exopolisaccharide in biofilm formation of At. thiooxidans on the surface of elemental sulfur. Measurement of transcript levels by qPCR showed that pelA, pelD and wcaG genes of the putative operon exhibit a greater expression in attached cells than in planktonic cells. The analysis of surface sugars by the use of lectins identified the presence of N-acetyl-galactosamine and N-acetyl-glucosamine. Trying to elucidate some of the signals that regulates the production of Pel, it was discovered that the exogenous addition of Quorum Sensing (QS) molecule of 3-oxo-C8 AHL increases the transcription of pelA and pelD genes. Finally, a pelD gene null mutant strain was obtained by homologous recombination. After analyzing the DNA of this strain, adherence and biofilm formation analysis were performed on the elemental sulfur surface by electronic and epifluorescence microscopy. The ΔpelD mutation affected the structure of the biofilm by reducing the presence of N-acetyl-galactosamine and N-acetyl glucosamine on the surface, but additionally caused an increase in the production of fibrillar structures xi surrounding the cells. To solve the unknown about the nature of these fibers, preliminary comparative analysis of extracelluar protein expression were performed. Analysis of the culture supernatant and proteins from EPS revealed a change in production of secreted proteins to the medium. Based on these results it is possible to conclude that the Pel exopolisaccharide produced by the biomining bacterium At. thiooxidans plays a structural role at biofilm formation on the surface of elemental sulfur and that the regulation of its synthesis involves QS and c-di-GMP pathways. / Proyectos regulares Fondecyt 1120295 y 1160702 y beca Conicyt 21120064 por aportar el financiamiento durante el desarrollo de la tesis.

Los yacimientos de Cu de la Cordillera de la Costa de la Región de Antofagasta, denominados depósitos “Tipo Manto” o “estratoligados de Cu” se encuentran hospedados en las rocas Jurásicas de la Formación la Negra. Éstos constituyen la tercera fuente fundamental de Cu en Chile, además de poseer concentraciones subordinadas de Ag, de la cual poco se sabe respecto de su incorporación y distribución. Factores tales como la estructura cristalina, los límites de solubilidad de Ag en los distintos minerales, la saturación de los fluidos parentales, la especiación, e incluso factores climáticos, pueden influir en la incorporación de Ag en otros minerales o en la cristalización de minerales de Ag. En esta memoria, combinando análisis de espectrometría de masa de ionización secundaria (Secondary-Ionization Mass Spectrometry, SIMS) y microsonda electrónica (Electrón MicroProbe Analysis, EMPA) se estudió la incorporación de Ag, y otros elementos en traza, en los sulfuros de Cu y Cu-Fe, calcopirita, bornita, covelina y calcosina, provenientes de los depósitos Mantos de la Luna, Susana-Lince y Mantos Blancos, actualmente considerado un depósito tipo pórfido pero históricamente considerado el mayor estratoligado. Se determinó que los sulfuros que presentan mayores concentraciones de Ag, y otros elementos en traza, son la bornita y la calcopirita de grano fino. Las bornitas medidas contienen 81,1 a 730 ppm de Ag con promedios de 432,15 ± 19,34 ppm de Ag, mientras que las calcopiritas incorporan de 0,61 a 2211 ppm de Ag con promedios de 321 ± 33,32 ppm de Ag. La calcosina por su parte, presenta concentraciones entre 0 y 827 ppm, alcanzando un promedio de apenas 31,24 ± 371 ppm de Ag. La forma de incorporación corresponde en la mayoría de los casos a solución sólida donde la plata se incorpora a los sulfuros de Cu con la sustitución Ag+1 = Cu+1,pudiendo ser una sustitución simple o una sustitución acoplada con As, Te y/o Sb, del tipo:Ag+ + Sb+3 + ((2As-1 ),Te-2 ) = Cu+ + Fe+3 + S-2 Ag+ + (As+3Sb+3) + Te-2 = Cu+ + Fe+3 + S-2, donde el estado de oxidación del As está sujeto a la fugacidad de O del medio. En el caso de las calcopiritas y calcosinas se presentan microinclusiones (<2 µm, <10 µm respectivamente) con concentraciones de Ag superiores a los 975 ppm, con lo cual se marca un límite de incorporación de Ag en calcopirita. Las inclusiones pueden corresponder a Ag nativa (Ag0 ) o a algún mineral de Ag, por ejemplo la acantita Ag2S (Ag+1). Además, en las calcosinas, se observan inclusiones de fases ricas en I y Ag, probablemente iodargirita, mineral típico de climas áridos, además de una alteración a fases cloruradas en los bordes y fracturas, correspondientes a atacamita. La presencia de estas inclusiones incluso en el centro de los granos de calcosina indica contemporaneidad para su génesis. Las fases cloruradas, junto con la presencia de I indican aportes salinos externos al sistema convencionalmente propuesto. El origen de estos aportes corresponde a salmueras que ascienden gracias a la existencia de fallas de basamento sísmicamente activas que interactúan con la roca caja, concentrando metales y generando el depósito actual de atacamita y calcosina, en algunos casos con inclusiones de iodargirita. En base a esto, se concluye que, en concordancia con lo planteado por Reich et al. (2008), la alteración supérgena no marca su fin con el cambio en las condiciones climáticas a hiperáridas, sino que, es un proceso actual y que no requiere de la presencia de aguas meteóricas.

Identifica la estructura cristalina y las impurezas de los minerales sulfuros Galena, Pirita, Blenda y Calcopirita de las regiones norte, centro y sur del Perú. Para ello, realiza un análisis difractométrico de Rayos X en los laboratorios del Departamento Académico de Física de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Utiliza un equipo General Electric RX-6; así como análisis espectográfico en Laboratorio de Espectrometría de la UNI, utiliza un espectrógrafo de emisión atomica Jerrell-Ash. Observa que los minerales tienen sus asociaciones preferidas y que la mayoría de las impurezas están localizadas como imperfecciones ya sea instersticiales o sustitucionales. Se ha encontrado algunas muestras de niquel, cadmio, oro, galio y bismuto en pequeñas cantidades. / Tesis

Geólogo / El objetivo del presente trabajo de título es aportar los antecedentes básicos sobre la concentración de plata en los sulfuros del yacimiento Mantos Blancos. Se espera entregar información aplicable a las áreas de geología, planificación de producción y geometalurgia, dada la importancia que representa la recuperación de plata como un subproducto del proceso cuprífero. La Cordillera de la Costa de la Región de Antofagasta, alberga varios depósitos de cobre Jurásicos, el mayor de ellos es Mantos Blancos que se ubica 45 km al Noreste de Antofagasta, inmediatamente al Este de la traza principal de la Zona de Falla de Atacama. Subordinada a la mineralización de cobre, han sido reportadas para este yacimiento, cantidades de 16 a 17 gr/ton Ag. Se recolectaron muestras de sulfuros de cobre en un perfil del rajo central y de testigos de sondajes de diamantina del mismo sector. Luego de su preparación mecánica, 25 muestras de calcopirita, 3 muestras de bornita, 5 muestras de covelina secundaria y 2 muestras de calcosina secundaria, fueron analizadas por plata por el método de digestión ácida y absorción atómica. Los contenidos de plata en calcopirita varían entre 2 y 336 ppm Ag (promedio de 24 ppm Ag); en bornita, entre 200 y 510 ppm Ag (promedio de 299 ppm Ag); en covelina, entre 199 y 1057 ppm de plata (promedio de 515 ppm Ag) y en calcosina, entre 172 y 812 ppm de plata (promedio de 492 ppm Ag). Además, se observó enriquecimiento supérgeno de plata y una tendencia positiva en los sulfuros tanto primarios como secundarios entre sus contenidos de plata y el aumento en cota. Estos resultados más otros análisis termodinámicos basados en datos de presión y temperatura reportados para el yacimiento, permitieron concluir que la plata se incorporó en la estructura cristalina de los sulfuros de cobre y que la depositación de la plata fue controlada por: a) La estructura de las fases cristalinas, ya sea calcopirita, bornita, covelina o calcosina, asociada al contenido de cobre de cada mineral. b) La temperatura, según las condiciones termodinámicas de los fluidos mineralizadores. c) La precipitación secuencial de los fluidos, según la cota o distancia a la fuente de los fluidos hidrotermales y según el carácter primario o secundario de los sulfuros. Se recomienda un estudio más completo en la misma línea con la incorporación al estudio de otros sulfuros como pirita y digenita, un método analítico de análisis puntual complementario al análisis químico y un mayor número de muestras analizadas que abarquen espacialmente todo el yacimiento a fin de modelar la distribución y la ocurrencia de plata en Mantos Blancos. Tal modelo permitiría entregar herramientas de decisión que favorezcan la recuperación de plata de la roca mineralizada, a modo de créditos de producción que permitan establecer costos más bajos y constantes para la Empresa Minera de Mantos Blancos.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo tiene por objetivo, desarrollar e implementar una metodología, que permita evaluar alternativas para minerales de baja ley, en el Proyecto de Sulfuros Fase II de la mina Radomiro Tomic, utilizando variables geo-metalúrgicas, buscando aumentar el valor del negocio en términos de valor presente y confiabilidad. En particular, se evalúa la creación de un nuevo destino de bio-lixiviación. La metodología consiste inicialmente, en definir Unidades geo-metalúrgicas (UGM) de minerales, mediante el análisis estadístico de datos sobre pruebas metalúrgicas, para luego estimar el costo y la recuperación de estas unidades, en cada posible destino en el proyecto. Luego, se desarrollan planes mineros, con el fin de replicar el caso base (caso CB), y generar además un plan geo-minero-metalúrgico, que incluya un nuevo destino de bio-lixivación y considere las UGM antes definidas (caso GMM). Finalmente, se estiman las inversiones requeridas para incorporar el nuevo destino y se compara económicamente ambos casos. El valor presente neto generado por el caso GMM es de 317 millones de dólares, que representa un incremento de 2% en el VAN del proyecto. Este incremento, se explica principalmente por adelantamiento en el procesamiento de algunos minerales mediante bio-lixivación. Además del aumento de valor, el caso GMM aporta en confiabilidad, dado que la valorización de los bloques, considera diferencias en costo y recuperación, que dependen de la UGM y destino en el plan minero. De esta forma, se puede representar de mejor forma la respuesta metalúrgica que el mineral tendrá en planta, al considerar mayor cantidad de información.

Busca aplicar el proceso de segregación para recuperar metales preciosos (Ag y Au) de los relaves de flotación que corresponden a los relaves de flotación de la planta concentradora de la mina Sayapullo, provincia de Cajabamba, departamento de Cajamarca, Perú. En el relave, los elementos Au y Ag se encuentran asociados a los minerales del grupo tetraedrita, pirita y ganga (sílice), presentadose estos dos últimos en alto porcentaje. La tecnología del proceso de segregación comprende cuatro etapas fundamentales: el mezclado, consistente en la homogenización de los reactivos con el minera, el peletizado, para formar pellets de aproximadamente 1.0 cm. de diámetro, la segregación propiamente dicha y la recuperación de Ag y Au por flotación. Se realizaron 30 pruebas experimentales utilizando la misma granulometría del mineral; mezclándose con coke y sal de malla -20 +48. Se calentaron temperaturas comprendidas entre 650º C y 470º C, variando el tiempo desde 25 a 75 min. Las pruebas se llevaron a cabo en tres reactores de acero inoxidable obteniéndose recuperaciones de oro en un 73.8% y plata 64.0%. Se determinó los factores óptimos de segregación para el relave estudiado: temperatura 710º C, tiempo 45 min., R (coke/sal) 1.3, y sal 1.0% en peso del mineral. El relave estudiado por tener alto contenido de pirita y de sílice flota conjuntamente con los elementos valiosos dando concentrados de plata y oro con leyes bajas. Para mejorar la recuperación se recomienda tostar el relave y agregar al mineral óxido de cobre cuando el porcentaje de Cu es menor que 0.12%. El estudio realizado demuestra que es factible la aplicación del proceso de segregación a relaves de flotación, por lo que se recomienda continuar con el estudio extendiéndose a otros relaves y minerales de baja ley contenidos de oro y plata, a fin de estudiar con mayor detalle los parámetros y mecanismos de reacción y poder aplicar a nivel industrial para beneficio de minerales, debido a que el Perú es un país eminentemente minero. / Tesis

La presente tesis determina que la mineralización de sulfuros con valores de oro se encuentra relacionada a un sistema de fracturamiento zonal y a un control litológico estructural, dado por la presencia de rocas intrusivas o hipabísales del batolito de la costa. En la zona de estudio ocurren rocas ígneas como dioritas, granitos, monzonitas, andesitas y dacitas afectadas por patrones de fracturamiento de direcciones NO-SE, E-O y N-S, que permitieron la intrusión de diques andesíticos terciarios, en enjambre o macro sotck work en diferentes eventos magmáticos, inclusive algunos de ellos fueron reintruidos por otros diques aplíticos más jóvenes visibles en las laderas de los ríos Chancay, Chillón, Rímac, Lurín y Cañete (Lunahuaná). Estos diques en cotas superiores terminan en vetas y vetillas aplíticas o de cuarzo sacaroide, lechoso, hialino, esporádicamente cristalizado dentro de muchas macro y microgeodas, mineralizadas por sulfuros con altos valores de oro, con textura bandeada o crustiforme que la hemos verificado con análisis geoquímicos, el oro al explotarse originará impactos ambientales positivos y negativos. Hacia el Este del área afloran rocas andesíticas, graníticas las que tienen diseminados pequeños cristales de sulfuros: pirita, pirrotita, calcopirita y galena que se han alterado en superficie presentando intensas coloraciones (cerros Caracol, Marota, Santa Rosa, Anta Masa y Pampacocha). Existen también diversas ocurrencias de mineralizaciones zonales en el sector central Lima, Santa Rosa de Quives, Arahuay y Pampacocha, relacionadas a procesos magmáticos terciarios con controles litotectónicos, que les permitieron alojarse en rocas de diferente textura litológica. Se describe los eventos dinámicos que sucedieron en el ciclo geológico, en la costa de la zona central del Perú, donde la litología sedimentaria volcánica, mesozoica y cenozoica está encubierta por depósitos pleistocénicos y recientes de origen aluvial, coluvial o fluvial. En el área de trabajo, el batolito granítico de la costa que Cobbing (1979) [6], data como Cretáceo y Terciario, es de composición variable, sobresaliendo andesitas, dioritas, gabro dioritas, tonalitas, monzonitas y granitos, emplazados entre 30, 40, 90 y 100 m.a. El modelo estructural propuesto es de un macro stock word ligado a un pórfido diorítico profundo (fig. 29a – modelo b) dado por el tectonismo de la tectónica compresiva Peruana 83m.a. Inca I, 55 m.a,; Inca III, 33 m.a.; tectónica tensional Inca II, 42m.a.; tectónica tensional Quechua I, 15 m.a.; tectónicas compresivas: Quechua II, 10 ma.; Quechua III, 7ma.; Quechua IV, 2.7 m.a. [Cuadro Nº 5]. La compleja discontinuidad litológica en el área de trabajo, está afectada por fracturas, diaclasas, fallas normales, inversas, cizalla y plegamientos de irregular geometría, con rumbo NO a SE que integra la cadena estructural marginal al océano Pacífico, donde la tectónica de subducción de las placas Nazca y Sudamericana han definido patrones estructurales.