Minería en México: Guía de Estudio de Química III

Química III.
Plantel 1”Gabino Barreda”
Plantel 7 “Ezequiel Chávez”
Apuntes para la Unidad I. c) La minería en México
Autoras: Patricia Peláez Cuate, Carmen Benítez Herrera, Cecilia Avendaño Zataraín
Indicaciones generales: Poner en cada hoja el No. de Actividad, Nombre,
fecha y grupo.
Actividad 5
A. Realiza la lectura del siguiente texto y resuelve B y C.
La Minería en México
México se considera un país rico en recursos minerales, de ahí que surgen las preguntas: ¿Qué
estados de la República Mexicana cuenta con estos recursos? ¿Qué tipo de minerales produce la
industria minera en México?
El subsuelo de México es rico en algunos minerales. Antes de la llegada de los españoles, los
antiguos mexicanos ya obtenían oro y plata en cantidades relativamente limitadas. Las primeras
minas que abrieron los españoles se localizaron en Jalisco en 1525, a cuatro años de la conquista del
imperio azteca y en 1534 se inició la minería en Taxco.
Los yacimientos de Zacatecas datan de 1546, el de Parral en Chihuahua el año siguiente. En 1548 se
descubrió plata en Guanajuato y hierro en el cerro del mercado de Durango. En 1552 se iniciaron las
minas de Real del Monte en Hidalgo, y en 1554 las de Fresnillo, Zacatecas.
La rapidez con la que encontraron los españoles los principales yacimientos mineros del país, hace
pensar que ya se tenían algunos datos sobre su localización antes de la llegada de los europeos. La
producción de las minas mexicanas durante dos siglos y medio de 1570 a 1821 fue un factor
importante en la producción mundial de plata.
Durante el Virreinato, la minería fue la actividad económica más destacada de la Nueva
España.
Durante la Colonia hubo avances técnicos importantes en el beneficio de los minerales,
especialmente la plata. A finales de la Colonia en 1792 se fundó el Real Seminario de Minería,
iniciándose la investigación y preparación académica de ingenieros de minas en México.
Desafortunadamente esas actividades se interrumpieron y prácticamente desaparecieron veinte años
después, al iniciarse la Independencia.
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Posterior al movimiento, durante la primera mitad del siglo XIX, la minería decayó, algunas minas se
abandonaron y se llenaron de agua. En la segunda mitad de ese siglo se reinició el crecimiento de la
producción minera y en 1910 la producción de plata llegó a 2400 toneladas y la de oro a 41
toneladas, cantidades comparables o un poco mayores que las producidas en años recientes, más
tarde durante la revolución hubo un nuevo desplome de la producción minera y hasta 1923 se
recuperaron los niveles de 1910.
Las minas más antiguas de México se encuentran en los estados de Zacatecas, Hidalgo y
Guanajuato. (fuente INEGI).
La producción minera en México se concentra en cuatro grupos: metales preciosos, minerales
siderúrgicos, minerales industriales no ferrosos y minerales metálicos.
La producción y exportación de plata en México ha sido tradicionalmente significativa a nivel mundial,
en cambio la del oro no. La plata se encuentra en estado nativo, además de formar numerosos
compuestos, con: cloruro (cerargirita), sulfuro (argentita), sulfoarseniuro (prousita) y sulfoantimoniuro
(pirargirita). La plata acompaña a menudo el plomo en la galena. El uso comercial de la plata está
siendo sustituida, como: en soldadura en nuevas aleaciones, en fotografía por nuevas emulsiones y
en radiografía por registros computarizados, incluso su uso en acuñación de monedas se ha
reducido, incluso en acuñación de monedas se reducido.
Nuestro país, en la actualidad, ocupa el segundo lugar a nivel mundial en la producción de
plata, bismuto y fluorita. (Fuente INEGI).
Los tres minerales no ferrosos de mayor volumen de producción en México son: el zinc, el plomo y el
cobre. Además, se producen minerales y concentrados de antimonio, bismuto, estaño, cadmio,
mercurio, tungsteno y molibdeno. La producción mundial de zinc ha ido aumentando.
El reciclaje en los países industrializados representa el 28 % de producción. Los principales usos del
zinc son: galvanizado, fundición a presión, óxidos y polvos, latones y pilas.
El vidrio, los metales y los plásticos que se derivan de minerales pueden reciclarse y de esta
manera, aprovecharse en forma racional. (Fuente INEGI).
El cobre se halla en la naturaleza en forma de óxidos, sulfuros y carbonatos. Tiene usos muy variados
en la industria, pero predomina el uso en cables y tubería. El aluminio es otro metal muy importante y
se produce en México a partir de óxidos importados (alúmina), hasta la fecha se obtiene a partir de la
bauxita purificándola hasta alúmina. Los principales minerales que contienen aluminio son: bauxita,
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corindón, criolita natural, alunitas y silicatos. Los usos de dicho metal son variados, dentro de la
industria mecánica, eléctrica y en la construcción. En aleaciones con magnesio se usa en estructuras
de motores de automóviles y aviones. Como polvo se usa en pinturas, se usa en metalurgia como
catalizador y en espuma de concreto.
La producción siderúrgica consiste básicamente de hierro primario y acero en lingotes, además de
hierro, el manganeso se considera como mineral siderúrgico. Es digno de mencionarse que la
tecnología mexicana más conocida en el extranjero es la que desarrolló la compañía Hojalata y
lámina (Hylsa) de Monterrey, con respecto al llamado “hierro esponja” proceso de reducción directa
de mineral de hierro. La industria del hierro es de gran importancia en México, en 1976 inició la
primera etapa de la Siderúrgica Lázaro Cárdenas en Michoacán que actualmente produce más de un
millón de toneladas de acero al año.
Los minerales no metálicos son importantes para la industria química. Entre ellos se incluye algunas
de las materias primas más importantes de la química, como la sal común y el azufre. México es un
importante productor de ambos minerales y los yacimientos se encuentran en Guerreo Negro, Baja
California. También se produce en el país: yeso, fosforita, grafito, barita, dolomita, fluorita, caolín,
sílice y celestita.
La mayor parte del azufre de minería se obtiene por el método de Frasch, con agua sobrecalentada
de las rocas donde se encuentra en los yacimientos del Itsmo de Tehuantepec. Los principales
yacimientos de azufre se encuentran en Jaltipan y en Minatitlán en Veracruz.
México produce más del 10% de la fluorita que se produce en el mundo, la fluorita se usa para
fabricar ácido fluorhídrico, como fundente y en la cerámica.
La barita o espato es sulfato de bario natural, el uso más importante es en lodos de perforación
petrolera. El grafito se produce en Sonora y Oaxaca, los principales usos son: lápices, lubricantes,
cementos al grafito, escobillas de motores, ánodos para hornos, refractarios, antioxidantes, entre
otros principales minerales no metálicos se encuentran la fosforita, la celestita y la bentonita.
En México se explotan unos 30 minerales, casi todos de producción reciente.
Referencias bibliográficas:
Montaño A. Eduardo. (1995). Industrias y tecnologías químicas, en cuadernos de Posgrado. Facultad de
Química. UNAM, México.
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Autoras: Patricia Peláez Cuate, Carmen Benítez Herrera, Cecilia Avendaño Zataraín
Chamizo, J.A. y Garritz, A. (1991). Química terrestre, en Colección la Ciencia desde México /97. SEP- FCE,
México.
Minería. Cuéntame. Territorio, población y economía. INEGI. (2006) [fecha de consulta 31 de enero 2010].
http://cuentame.inegi.gob.mx/economia/secundario/mineria/default.aspx?tema=E
Para mayores datos actuales consultar:
La minería en México (2012) Serie de estadísticas sectoriales. INEGI.
http://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/integracion/sociodemografico/Minería/
2007/mine-2007.pdf
B. Con base en la lectura:
1. Elabora una línea de tiempo de la historia de la minería en México
2. Cuáles son los tres minerales no ferrosos de mayor volumen de producción en México.
3. Escribe el nombre e investiga la fórmula de dos minerales no metálicos cuyo productor
importante es México.
4. Investiga y escribe el nombre de cinco minerales que conozcas.
5. Cuál es la importancia para la industria química los minerales no metálicos.
6. Explica brevemente en qué consiste la industria siderúrgica y sus aplicaciones.
Minerales ¿la clave de la civilización?
Recursos Minerales
Te has pregunta alguna vez ¿cuál es la importancia que representa para el hombre la corteza
terrestre en relación con los recursos minerales? ¿Qué son los recursos minerales? ¿En dónde se
encuentran?
Los recursos minerales es todo aquello que existe en la naturaleza y que no es vegetal, ni animal, ni
fabricado por el hombre es un recurso natural. Los minerales tienen composición química,
propiedades físicas y estructura cristalina definida y específica. Por ejemplo, el cuarzo, la pirita, el
grafito, el diamante, entre otros. Los minerales que se encuentran en la naturaleza han sido
mezclados durante los procesos geológicos y estas mezclas constituyen las rocas. Por ejemplo:
granito, piedra caliza, rocas volcánicas, entre otros.
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Todas las rocas o masas rocosas que forman los continentes están constituidas por minerales.
También las que se encuentran en el fondo de los mares y en la superficie de la luna son rocas
compuestas de minerales.
Desde el centro de la tierra hacia la superficie, nuestro planeta se compone de tres partes: corazón o
centro, el manto y la costra o corteza terrestre. Se cree que el centro está formado por hierro y níquel;
el manto es rocoso y está formado por oxígeno, silicio, aluminio, hierro, magnesio y calcio. En
conjunto, estas dos partes constituyen el 99.6% de la masa de la tierra. La capa superficial tiene un
espesor que varía de 10 a 100 km y comprende el 0.4% de la masa terrestre.
Los recursos minerales se pueden dividir en tres grandes grupos:

metálicos

no metálicos

energéticos
Metálicos
A su vez los metálicos se dividen en: metales preciosos, metales industriales no ferrosos y metales
siderúrgicos.
Metales preciosos
Tienen alto valor económico ya que son escasos en la naturaleza. Entre los principales se encuentran
el oro, que se utiliza como medio de inversión, en orfebrería y joyería. Otros metales preciosos son:
platino, paladio, rodio, iridio, osmio y rutenio.
Metales industriales no ferrosos
Representan la materia prima para la industria de la transformación. Se encuentran dentro de este
grupo: antimonio, arsénico, bismuto, estaño, aluminio, níquel, cromo, tungsteno, selenio, titanio,
niobio, tantalio y vanadio, entre otros.
Metales siderúrgicos
Se utilizan como materia prima en la industria siderúrgica. Los más importantes dentro de este grupo
son: hierro y manganeso, entre otros.
No metálicos
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Se caracterizan porque no tienen brillo propio ni conducir la electricidad. En este grupo se ubican:
arena sílica, azufre, barita, caolín, celestita, diatomita, dolomita, fluorita, feldespato, fosforita, fluorita,
grafito, sal, sulfato de sodio, sulfato de magnesio, wollastonita y yeso, entre otros.
Minerales energéticos
Al quemar estos minerales libera energía. Dentro de este grupo tenemos: el petróleo crudo, gas
natural, carbón, uranio y recursos geotérmicos.
Los minerales son importantes no tanto por su valor de producción, sino como recurso indispensable
en la industria. Los primeros minerales usados por el hombre desde hace milenios, fueron arcillas
para fabricar recipientes y otros objetos, luego se usaron los metales que se encuentran en estado
natural como el cobre, plata y oro. Posteriormente se beneficiaron algunos minerales de metales
importantes como el fierro, que facilitó el cambio tecnológico al mejorar la calidad de las herramientas
de las armas.
Todavía hace un siglo los minerales de hierro eran los más importantes en Europa debido a su uso en
la siderurgia, sector clave de la economía de los países industrializados, ya que es la base para la
construcción de maquinaria y equipo.
También se perfeccionaron los aceros y las aleaciones de diferentes metales como el manganeso,
cromo y níquel. Actualmente los ferrocromos y ferromanganesos son de uso común. También en el
siglo pasado se logró obtener aluminio puro del mineral bauxita. El aluminio es un metal ligero y
resistente a la corrosión que ha encontrado muy diversas aplicación, especialmente para la
fabricación de aviones. Es decir, los avances en la ciencia y la tecnología químico metalúrgica
permitieron encontrar soluciones económicas adecuadas a las necesidades de materiales para la
industrialización a finales del siglo antepasado y principios del pasado.
Fue así como se obtuvieron los aceros con propiedades al producir aleaciones con algunos metales,
por ejemplo: resistencia a la corrosión con cromo, níquel y cobalto; dureza con tungsteno y vanadio;
elasticidad con molibdeno; propiedades magnéticas con cobalto; resistencia a la tensión con
manganeso; ductibilidad con molibdeno y resistencia a temperaturas elevadas con titanio.
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Algunos minerales se consideran reservas estratégicas y además se le recicla, si los precios no son
muy bajos, ante la escasez de algunos minerales es probable que en el próximo siglo se recurra al
fondo de los mares donde se encuentran los nódulos polimetálicos.
Entre las piedras preciosas se encuentra el diamante natural y entre los minerales raros, e el uranio,
usado en centrales nucleoeléctricas y las tierras raras, algunas de las cuales han adquirido
importancia económica recientemente.
Los minerales utilizados en los fertilizantes son no metálicos, como por ejemplo: la fosforita o roca
fosfórita, el azufre, la potasa y las piritas. Hay otros minerales no metálicos económicamente
importantes como son: la sal común, el asbesto, la mica, la barita, el caolín, la celestita, la dolomita, el
feldespato, la fluorita, el grafito, la sílice y el yeso. Los minerales no metálicos son materia prima para
diversas industrias.
Además de los fertilizantes, las industrias de pinturas, de plásticos y la electrónica. El silicio se usa en
semiconductores (transistores, rectificadores, computadoras, celdas foto voltaicas para aprovechar la
energía solar) éste debe tener una pureza muy elevada y se obtiene a partir del sílice, SiO 2, algunas
tierras raras se usan en pequeñas cantidades en los nuevos semiconductores.
Referencias bibliográficas:
Montaño A. Eduardo. (1995). Industrias y tecnologías químicas, en cuadernos de Posgrado. Facultad de
Química. UNAM, México.
Chamizo, J.A. y Garritz, A. (1991). Química terrestre, en Colección la Ciencia desde México /97. SEP- FCE,
México.
Minería. Cuéntame. Territorio, población y economía. INEGI. (2006) [fecha de consulta 31 de enero 2010].
http://cuentame.inegi.gob.mx/economia/secundario/mineria/default.aspx?tema=E
Para mayores datos actuales consultar:
La minería en México (2007) Serie de estadísticas sectoriales. INEGI.
http://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/integracion/sociodemografico/Mineria/2
007/mine-2007.pdf
C. De acuerdo con la lectura:
1. Explica en forma breve la diferencia entre roca y mineral.
2. Elabora un cuadro sinóptico de la clasificación de los recursos minerales.
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3. Explica cuál ha sido la aportación que ha hecho el avance de la ciencia y tecnología en
cuanto a la industrialización de los minerales. Ejemplifica.
4. A los minerales se les clasifica en 3 grupos, escribe dos ejemplos de minerales de cada
grupo que se produzcan en nuestro país.
5. Elabora un enlistado de por lo menos 15 minerales e investiga su composición química
(elementos que los constituyen).
6. Estos recursos naturales también se agotan, es necesario entonces refinar los metales
para que vuelvan a ser utilizados. Menciona aquellos que conozcas que actualmente se
están reciclando y si contribuyes a esa recolección.
7. Investiga las aplicaciones del acero y aluminio.
Actividad 6
A. Estudia y analiza el siguiente texto y resuelve B.
Metales, no metales, semimetales en la Tabla Periódica.
En la tabla periódica se encuentra todos los elementos químicos conocidos por el hombre y se les
clasifica como: metales, no metales y semimetales (también conocidos como metaloides).
Los metales se encuentran en estado sólido excepto el mercurio que está en estado líquido. Se
caracterizan porque tienen brillo, son maleables ya que se pueden convertir en láminas delgadas. Un
ejemplo de ello, son las hojas de aluminio. También son dúctiles, es decir, pueden transformarse en
hilos y son buenos conductores de la electricidad y del calor, por ejemplo, el cobre.
En cuanto a sus propiedades químicas, los metales tienden a perder electrones, por lo que se dice
que son electropositivos pues forman iones positivos que reciben el nombre de cationes cuando
reaccionan con los no metales, cuando reaccionan con el oxígeno forman óxidos metálicos, también
conocidos como óxidos básicos que al reaccionar con agua forman hidróxidos o bases.
Los no metales tienen propiedades físicas y químicas opuestas a los metales, por ejemplo, no tienen
brillo, no forman láminas ni hilos y son malos conductores de la electricidad y del calor. Ganan
electrones y forman iones con carga negativa a los que se llama aniones al combinarse con un metal.
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Los semimetales o metaloides son elementos que tienen propiedades intermedias a los metales y no
metales, son ejemplos, el silicio, el germanio y el arsénico.
En la tabla periódica pueden localizarse fácilmente los metales, no metales y semimetales. En el lado
izquierdo se encuentran los metales y en el lado derecho los no metales, en tanto que los
semimetales están localizados en una diagonal que inicia con el Boro en el grupo 13 y baja por el
silicio hasta llegar al astato, esta misma diagonal separa a los metales de los no metales.
La ubicación de los elementos en la tabla periódica está determinada por sus propiedades y una de
ellas es la electronegatividad, es decir, la capacidad que tiene un átomo para atraer a los
electrones. Los átomos electropositivos tienden a estar a la izquierda, son los metales, sin embargo,
a medida que se avanza en la tabla hacia la derecha la electronegatividad aumenta, como es el caso
de no los metales. Si se observa en la tabla periódica los valores de mayor electronegatividad les
corresponde a los halógenos que son del grupo 17, elementos no metálicos cuya tendencia es ganar
electrones. Asimismo, se observa que la electronegatividad en la tabla periódica disminuye hacia
abajo, por ejemplo, el flúor tiene mayor electronegatividad que el astato que está en el mismo grupo.
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Serie actividad de los metales
Conocer la reactividad química de los elementos nos ayuda a predecir muchas reacciones químicas.
De aquí que saber interpretar la serie de actividad de los metales es muy útil, no sólo para predecir
reacciones sino para prevenir riesgos frente a posibles reacciones violentas o, en cambio, para las
que no se llevan a cabo, considerar factores que pueden favorecer la reacción, tales como la presión,
la temperatura o el empleo de ciertos catalizadores.
Serie actividad de los metales
Li → Li + + é
Na → Na + + é
K →K+ +é
Ba → Ba 2+ + 2é
Ca → Ca 2+ + 2é
Mg → Mg
2+
+ 2é
Al → Al 3+ + 3é
Los metales, en la serie de actividad están ordenados de acuerdo
a su capacidad para desplazar al hidrógeno de un ácido o de
agua. El litio Li es el metal más reactivo y el oro Au es el menos
reactivo, es decir, están ordenas de mayor a menor reactividad.
De acuerdo con esta serie, cualquier metal que se ubique arriba
del hidrógeno, lo desplazará del agua, ejemplo:
2 Na + H2O → Na2O + H2
O puede desplazar el hidrógeno del ácido, ejemplo:
Zn → Zn 2+ + 2é
Zn+ 2HCl → ZnCl2 + H2
Cr → Cr 3+ + 3é
De hecho cualquier metal puede desplazar a otro metal de un
Fe → Fe 2+ + 2é
compuesto que se encuentre debajo él en la serie de actividad de
Ni → Ni 2+ + 2é
Sn → Sn 2+ + 2é
Pb → Pb 2+ + 2é
+
H2 → 2H + 2é
Cu → Cu
2+
+ 2é
As → As
3+
+ 3é
los metales. El caso del zinc que está arriba del cobre, puede
desplazarlo de su compuesto, ejemplo:
Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4
Este tipo de reacciones se les conoce como de desplazamiento y
tienen muchas aplicaciones en los procesos metalúrgicos, en los
cuales es importante separar metales puros de sus minerales.
Ag → Ag + + é
Hg → Hg 2+ + 2é
Au → Au 3+ + 3é
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Por ejemplo, el vanadio, por su dureza y resistencia a la tensión, se usa en muchas aleaciones como
vanadio y niquel o cromo, V-Ni y V-Cr. Los aceros cromo-vanadio se usan en la fabricación de
muelles, engranajes de transmisión y otras partes de los motores. La aleación Ti-V se emplea en los
cascos de los cohetes, en alojamientos de los motores de aviones reactores y para componentes de
los reactores nucleares.
El vanadio se obtiene por tratamiento de óxido de vanadio con calcio metálico, cuya reacción es:
V2O5(s) + 5Ca (l) → 2V (l) + 5CaO (s)
De igual manera el titanio se obtiene a partir del cloruro de titanio (IV) con magnesio, de acuerdo con
la reacción:
TiCl4 (s) + 2Mg (l) → Ti (s) + 2MgCl2(l)
En los dos casos, el metal que desplaza al metal deseado en el compuesto, está situado arriba del
ión metálico en la serie de actividad, es decir el Ca está arriba del V y el Mg está arriba del Ti.
Referencias bibliográficas:
Chang R. (1999). Química. Sexta edición. México: Mc Graw Hill interamericana Editores.
Gutiérrez, A. Rodríguez Z.A y Carmona T. C. (2004). La química en tus manos. ENP, UNAM.
Cervantes Nemer, B. V. y Loredo Enríquez, J. (2007). Manual Pedagógico de Prácticas de Química General en
Micro escala. Universidad Iberoamericana. México.
B. Con base al texto que anterior que estudiaste:
1. Consulta la serie de actividad de los metales y ordena los siguientes metales: Al, Cu, Zn y Fe
en orden creciente de facilidad de oxidación (de menor a mayor).
2. ¿Se observará alguna reacción cuando el zinc se ponga en contacto con una disolución de
aluminio? Justifica.
3. ¿El cobre desplazará al hidrógeno del ácido clorhídrico? Explica.
4. ¿Con disoluciones de qué metales se espera que reaccione un trozo de plomo?
5. Predice si se realizan las siguientes reacciones, si es el caso escribe los productos.
a) Cr2O3(s)
b) Ag +
+ 2Al (s) →
HCl
c) K + H2O
→
→
d) SnO + Hg →
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6. La serie de actividad es útil también cuando tenemos reacciones de sustitución simple, en la
que se pretenda sustituir a un metal por otro en un compuesto. De acuerdo al fragmento que
se muestra de la serie de actividad de los metales completa los siguientes enunciados:
Serie de actividad de
los metales
a. El Li puede desplazar al ___, ___ y ___.
b. En una reacción de sustitución simple por encontrarse más arriba el K
Li
puede sustituir al ____ y al ____
K
c. El Ba puede sustituir al ____.
Ba
d. Sin embargo, el K, Ba y el Ca no pueden sustituir al ____ y al _____.
Ca
Tomado de: Mosqueira, S. (2007) Introducción Química al Medio Ambiente. Patria. México
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