Caracterización fisicoquímica de escorias producidas en Santa Florentina (Chilecito, La Rioja) durante la extracción de cobre, oro y plata a partir de minerales de La Mejicana

Abstract

"La Mejicana" es un distrito minero ubicado en la parte media-alta (~4600 msnm) del Nevado de Famatina, La Rioja, Argentina. Las principales minas son San Pedro (SP) y Upulungos (Up). Sus leyes difieren enormemente y exhiben una variación significativa en función del nivel de laboreo. La riqueza de estos dos depósitos, de acuerdo con datos oportunamente consignados, fueron: 72,6 kg ton-1 (SP)/43,2 kg ton-1 (Up) de cobre, 8 g ton-1/18 g ton-1 de oro y 36 g ton-1/304 g ton-1 de plata [1-3]. El establecimiento Santa Florentina (~1410 msnm), hoy en ruinas, está ubicado a 25,4 km del yacimiento y a 8,9 km de Chilecito (~1075 msnm) en dirección opuesta. El transporte de materiales en ambos sentidos se hacía valiéndose de un cable carril construido a tal efecto e inaugurado el 1-1-1905. El constituyente reportado como principal portador de cobre fue enargita (Cu3AsS4) y su oxidación, ejecutada en presencia de abundante cantidad de aire, conducía a la formación de sulfuro cuproso Cu2S (ecuación (1)) o según una nueva propuesta digenita Cu9S5 (ecuación (2)). La molécula de óxido arsenioso que debe considerarse depende de la temperatura de reacción, si está por encima de 200 °C es el dímero. Además del compuesto de cobre que se encontraba en estado líquido, se producía la descarga atmosférica de apreciables cantidades de dióxido de azufre (SO2) y óxido arsenioso (As2O3/As4O6) [6]. Sus efectos adversos para la salud humana se conocían desde mediados del siglo XIX para el primer producto y 1902 para el segundo. Por su parte, la pirita (FeS2) era un mineral de relleno muy abundante que llegaba casi hasta duplicar la ley de enargita. A partir de 600-700 °C, el bisulfuro de hierro se descompone en pirrotina FeS (punto de fusión = 1195 °C) [8] y azufre (S2) (ecuación (3)). El azufre condensaba en las partes frías del horno (punto de fusión = ~119 °C), pero a pesar de ello permanecía activo. Seguidamente, ambos derivados de la pirólisis participaban en sendas oxidaciones (ecuaciones (4)-(6)). A escala industrial las transformaciones químicas se efectuaban en un horno y con el agregado de los fundentes que resultaren más propicios para la composición de la carga, se obtenían dos fases líquidas inmiscibles. La más densa, llamada mata o eje, estaba conformada por una mezcla de sulfuros (CunSm+FeS) y trazas de metales preciosos puros (punto de fusión Au = 1064 °C, densidad Au = 19,3 g cm-3; punto de fusión Ag = 962 °C, densidad Ag = 10,5 g cm-3) [8], los cuales, una vez fundidos, decantaban por gravedad. El diagrama de flujo se completaba con la etapa de afino. En cuanto a la fracción más liviana –escoria– contenía entre otros elementos silicio, calcio, magnesio, sodio, hierro y aluminio [10]. La explotación del complejo minero metalúrgico al principio estuvo a cargo de empresas foráneas: "The Famatina Development Corporation" (1903-1912) y "The Famatina Company" (1912-1913). Luego de una interrupción de 5 años y únicamente por un plazo breve (1918-1923) se volvió a trabajar en la mina y en Santa Florentina. Este reinicio de actividades fue llevado a cabo por la "Corporación Minera Famatina", sociedad de origen nacional. En una contribución anterior se determinaron diversos aspectos de la tecnología aplicada durante el período 1903-1913 para el aprovechamiento del recurso mineral no renovable. Con el objetivo de completar dicho estudio se procedió a evaluar el comportamiento de los metales preciosos, reconocer el tipo de escoria formada (binaria, ternaria o mixta), vincular la composición de cada formulación con la temperatura de fusión y examinar los motivos que indujeron a discontinuar la gestión comenzada 6 años atrás. Se trata de una información que resulta de sumo interés para interpretar como fue efectuado el emprendimiento bajo financiamiento, organización y supervisión local.