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ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA PRODUCTIVA Y MERCADOS DE LA ROCA FOSFÓRICA INFORME FINAL CONTRATO 1517-08-2005 UNIÓN TEMPORAL GI. GEORECURSOS BOGOTÁ, D.C. 2005 CONTENIDO INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………. 1 1.0 GENERALIDADES SOBRE LAS ROCAS FOSFATADAS…………………………. 2 1.1 DESCRIPCIÓN DE LAS ROCAS FOSFATADAS…………………………………… 4 1.2 ORIGEN DE LOS YACIMIENTOS DE ROCAS FOSFATADAS…………………… 5 1.2.1 Geoquímica del fósforo………………………………………………………… 6 1.2.2 Génesis y ocurrencia de las rocas fosfatadas…………………………………… 7 1.2.2.1 Yacimientos de apatito…………………………………………………………. 8 1.2.2.2 Yacimientos de fosforitas………………………………………………………. 9 1.2.2.3 Principales yacimientos mundiales ……………………………………………. 11 1.3 MINERÍA Y METALURGIA DE LAS ROCAS FOSFATADAS EN LOS YACIMIENTOS MÁS IMPORTANTES DEL MUNDO…………………………….. . 16 1.3.1 Minería……………………………………………………………………….. 16 1.3.2 Beneficio mineral…………………………………………………………….. 18 1.3.3 Transformación del mineral………………………………………………...... 19 1.4 POTENCIAL DE ROCAS FOSFATADAS EN COLOMBIA………………………… 24 1.4.1 Complejos cretácicos como fuente primaria de rocas fosfatadas…….……..... 29 1.4.2 Depósitos y otras manifestaciones de rocas fosfatadas……………………….. 31 2.0 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO HISTÓRICO DE LOS MERCADOS NACIONAL Y CONTINENTAL DE LAS ROCAS FOSFATADAS. ..……………… 39 2.1 MERCADO CONTINENTAL…………………………………………………………. 39 2.1.1 Usos…………………………………………………………………………… 39 2.1.2 Tamaño del Mercado Continental…………………………………………….. 39 2.1.2.1 Rocas fosfatadas ……………………………………………………………… 39 2.1.2.2 Fertilizantes fosfatados ………………………………………………………. 45 2.2 MERCADO NACIONAL………………………………………………………………. 51 2.2.1 Oferta……………………………………………………………………………. 51 2.2.1.1 Producción………………………………………………………………………. 51 2.2.1.2 Importaciones……………………………………………………………………. 58 2.2.2 Demanda………………………………………………………………………… 62 2.2.2.1 Exportaciones…………………………………………………………………… 62 2.2.2.2 Consumo………………………………………………………………………… 64 2.2.2.2.1 Sector agrícola……………………………………………………………….... 64 2.2.2.2.2 Sector industrial……………………………………………………………….. 71 3.0 ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN Y COMERCIALIZACIÓN NACIONAL……………………………………………………………………………… 73 3.1 ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN……………………………………………………… 73 3.1.1 Generalidades………………………………………………………………………. 73 3.1.2 Productores…………………………………………………………………………. 74 3.2 ESTRUCTURA DE COMERCIALIZACIÓN……………………………………….......... 87 3.2.1 Actores de la cadena de comercialización de las rocas fosfatadas…….....……....... 87 4.0 CADENA PRODUCTIVA DE FERTILIZANTES NATURALES………………………. 91 4.1 Panorama Colombiano…………………………………………………………………. 91 4.2 Panorama Regional…………………………………………………………………….. 96 5.0 ANÁLISIS D.O.F.A. DE LA ESTRUCTURA DE PRODUCCIÓN Y MERCADEO NACIONAL………..................................................................……............ 99 5.1 Debilidades…………………………………………………………… ……………. 99 5.2 Oportunidades………………………………………………………………………. 99 5.3 Fortalezas……………………………………………………………………........... 100 5.4 Amenazas………………………………………………………..…………………. 101 6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES PARA HACER MÁS COMPETITIVA LA OFERTA NACIONAL……………………………………………… 105 6.1 Conclusiones…………………………………………………………………………... 105 6.2 Recomendaciones……………………………………………………………………… 107 LISTA DE FIGURAS……………………………………………………………………………. 109 LISTA DE FOTOGRAFÍA …………………………………………………………………... 110 LISTA DE GRÁFICOS ………………………………………………………………………… 111 LISTA DE DIAGRAMAS………………………………………………………………………... 113 LISTA DE TABLAS…………………………………………………………………………….. . 114 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………………................ 116 ANEXOS ANEXO 1 DIRECTORIO EMPRESARIAL ANEXO 2 FOTOGRÁFICO ANEXO 3 PARTICIPANTES Y COLABORADORES 1 Introducción La llamada roca fosfórica comercializada en Colombia, contiene alrededor del 30% de P2O5 y es la fuente de fósforo más utilizada para la fabricación de fertilizantes agrícolas. Éstos consisten básicamente de una mezcla de compuestos de nitrógeno, fósforo y potasio (NPK), elementos considerados como los macronutrientes básicos de las plantas. También contienen proporciones menores de otros elementos considerados todos como micronutrientes., o por lo menos la mayoría de los insumos utilizados en la producción de fertilizantes son de origen mineral. En Colombia se encuentran niveles de fosfáticos en formaciones arenosas del Cretáceo Superior de la Cordillera Oriental, los cuales han configurado como yacimientos en varios lugares de esta cordillera. Algunos de estos yacimientos fueron parcialmente explorados por INGEOMINAS en los primeros años de la década del 60. Según esta entidad, el espesor de los niveles mineralizados varía entre 0,5 a 5,4 metros y los tenores de P2O5 oscilan entre 10 y 37%. Actualmente se explota la roca fosfórica en 15 áreas localizadas en los Departamentos de Boyacá, Norte de Santander y Huila. Por su parte las principales empresas productoras de este material son Fosfatos de Boyacá S.A, localizada en el Departamento de Boyacá, FOSFONORTE S.A,, localizada en Norte de Santander y FERTIPAEZ, S.A, Productos Químicos Panamericanos, SA y Fosfatos del Huila, S.A, localizadas en el Departamento del Huila. La producción colombiana de roca fosfórica no alcanza a satisfacer la demanda interna, por lo cual se importa anualmente un importante volumen de compuestos de fósforo. En Colombia existen varias empresas, grandes y pequeñas, que producen el fertilizante para el mercado interno y algunos para el externo. Su producción industrial incluye, además de fertilizantes complejos NPK enriquecidos con elementos menores y secundarios, algunas materias primas intermedias obtenidas a partir de la roca fosfórica, tales como el ácido fosfórico y el fosfato de amonio. Otras, generalmente pequeñas se ocupan de procesar la roca fosfórica y otros minerales para su aplicación directa en agricultura. Es función de la Unidad de Planeación Minero Energética –UPME– realizar investigaciones de los mercados nacional e internacional de minerales a fin de soportar, desde el punto de vista técnico, la toma de decisiones para la formulación de políticas en la materia, así como coordinar la elaboración de estudios y formular recomendaciones que permiten diseñar programas y proyectos para el desarrollo de este sector. En desarrollo de estas funciones, consideramos que ha resultado importante la realización del presente estudio que nos ha permitido conocer la estructura productiva y la dinámica de los mercados de la roca fosfórica, así como las posibilidades de eslabonar la producción de este mineral dentro de la cadena productiva de los fertilizantes agrícolas. 2 1.0. GENERALIDADES SOBRE LAS ROCAS FOSFATADAS. Las rocas fosfatadas, también llamadas fosfatos, están formadas por fluorofosfato de calcio - Ca10F2(PO4)6 - más o menos puro. Ellas se presentan como rocas duras, hasta masas granulares débilmente consolidadas. Dentro de los minerales del grupo de los fosfatos presentes en las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, el más importante es el apatito – [Ca5(F,Cl,OH)·(PO4)3], que representa una mezcla entre el fluorapatito [Ca5(F)·(PO4)3], clorapatito [Ca5 (Cl)·(PO4)3] e hidroxiapatito [Ca5(OH)(PO4)3]. La composición química de los primeros dos minerales es la siguiente: 55,5% CaO, 42,3% P2O5, 3,9% F y, respectivamente, 53,8% CaO, 41% P2O5 y 6,8% Cl. El apatito con flúor es el más difundido en la naturaleza. El apatito ígneo se encuentra frecuentemente tantoen forma de cristales bien desarrollados, como también en masas granulares, compactas, finamente cristalizadas. En las rocas sedimentarias se encuentran concreciones de apatito con diferentes inclusiones de minerales extraños (cuarzo, glauconita, calcita), las que portan la denominación general de fosforitas. En los filones hidrotermales se distinguen cristales hexagonales de apatito, con hábito tabular. Otras veces los fosfatos constituyen agregados coloidales o criptocristalinos fibrosos, oolíticos o estalagmíticos. El color del apatito cristalino es amarillento, verde o rojizo, a veces incoloro. Es desde transparente hasta turbio u opaco y mediante calentamiento se vuelve luminiscente. Es frágil, con rotura concoide y su densidad específica es de 3,15-3,22 g/cm³. El apatito con flúor se encuentra en las rocas ácidas, mientras que el apatito con cloro aparece en las rocas básicas. Contiene en su estructura cristalina pequeñas cantidades de Mg, Fe, Mn y en ocasiones elementos del grupo del Cerio. La fosforita, por otra parte, se define como una formación sedimentaria compuesta por diferentes minerales (cuarzo, glauconita, calcita, materiales arcillosos) y fosfatos, representados fundamentalmente por fluorapatito o minerales cercanos a él. El apatito ígneo y las fosforitas, como fuentes principales para la obtención de fósforo, revisten gran importancia en el contexto de las economías nacionales y a nivel mundial, especialmente para la producción de fertilizantes fosfatados o de los así llamados complejos. El superfosfato triple, que contiene 46% del P2O5, se obtiene después de la transformación de los fosfatos naturales en ácido fosfórico. El apatito de la fosforita constituye también la materia prima para la producción de fósforo, ácido fosfórico y otras sales que se utilizan en 3 las industrias química, azucarera, alimentaria, así como en la metalurgia, medicina, fotografías y otras ramas de la industria. Las especificaciones técnicas para las menas apatíticas y las fosforitas son variables, de modo que, una mena apatítica con tenor menor de 33% de P2O5 no serviría para la producción de superfosfatos, pero sería buena para la obtención de termofosfatos y de fósforo o de ácido fosfórico. Los fertilizantes fosfatados se obtienen como resultado del procesamiento químico y térmico de la fosforita y el apatito, obteniéndose superfosfatos, superfosfatos dobles, termofosfatos, etc. Por ejemplo, para la producción de superfosfatos, el contenido de P2O5 debe ser de 19-29% o mayor, cuando se produce a partir del apatito; más en el caso de fosforitas, es posible con contenidos de 14-15%. Para lograr esto, se exige que el contenido de P2O5 en la mena fosfática o en el concentrado deba ser de 32-33% o mayor y en las fosforitas de 23-24% o mayor. Las impurezas son carbonatos y sesquióxidos. Los fosfatos tricálcicos naturales se utilizan – en mayor proporción – para la fabricación de los fertilizantes fosfáticos, especialmente los superfosfatos. Aproximadamente, el 90% de la producción de fosfatos es usado en la fabricación de los fertilizantes, y apenas el 5% en la industria química. Poco más del 5% restante se utiliza en la siderurgia como complemento a las menas ferríferas pobres en fósforo, en la obtención del acero por el proceso Thomas. Teniendo en cuenta que hasta la escoria metalúrgica del proceso Thomas se reutiliza en los fertilizantes, resulta que alrededor del 95% de los fosfatos que se explotan, son dedicados a la agricultura. Por tal motivo también han sido llamados “el pan y la carne por hacerse”. Los cultivos agrícolas intensivos necesitan grandes cantidades de fertilizantes, que deben suministrar las sustancias necesarias para el desarrollo de las plantas. Se ha calculado que una tonelada de trigo extrae del suelo como promedio 7,7Kg de nitrógeno, 8,2Kg de ácido fosfórico y 5,4Kg de carbonato de potasio, o dicho de otro modo, la biomasa remueve, en promedio, 187Kg de N, 55Kg de P2O5 y 252Kg de K2O por hectárea. Todas estas sustancias deben ser adicionadas al suelo para conservarlo productivo. Por ejemplo, a los suelos europeos más antiguos, se les debe añadir un promedio de 220Kg por hectárea. El uso de fertilizantes artificiales en Europa comenzó desde 1850 y se mantiene en continuo crecimiento en todos los países de población densa. El fosfato natural siempre contiene una pequeña cantidad de flúor. Este puede ser recuperado por el paso de los gases que resultan de la preparación del superfosfato en una instalación de fluorosilicato de sodio, donde el tetrafluoruro de silicio (SiF4) resultante de la fabricación del superfosfato, se transforma en hexafluorosilicato de sodio. Los superfosfatos purificados de tal forma, pueden ser añadidos como suplemento en la alimentación animal, o simplemente son un fertilizante mejor. Existen numerosos trabajos 4 investigativos de aplicaciones de fosfatos, naturales o mejorados, en la alimentación de ganado bovino y caprino, en aves y en cerdos. Por supuesto que son aún más frecuentes en la aplicación de ellos a diferentes cultivos de gramíneas, tubérculos comestibles, pastos, frutales, etc. En los últimos tiempos, la recuperación de ciertos productos secundarios del proceso de preparación de fertilizantes, permite aprovechar menas más pobres que las requeridas para la producción exclusiva de los superfosfatos. Se puede aprovechar por ejemplo, la sílice producto de la fluoruración. Otro caso es la obtención de vanadio a partir de los fosfatos. En la industria química los fosfatos se utilizan en la fabricación de numerosos productos. Los más importantes son el fósforo y el ácido fosfórico, del cual se preparan otros productos que se utilizan en metalurgia (para fosfatar los metales), en la fabricación de filmes fotográficos de nitro- y acetilcelulosa (elásticos, transparentes y resistentes al fuego), como plastificador para los materiales plásticos, caucho sintético, para el curtido de las pieles, en la fabricación de lacas de nitrocelulosa, estabilizadores para nitrocelulosa, catalizadores en la fabricación de resinas de urea y fenólicas, en la fabricación de ciertos insecticidas, en la refinación del azúcar, la preparación de bebidas, la conservación de alimentos, en las industrias textil y cerámica (para las porcelanas resistentes), en medicina, para la fabricación de fósforos y detergentes. Por otra parte, el fósforo como elemento se utiliza en medicina, en pirotecnia, en granadas, etc. El P2O5 se utiliza como reactivo en la flotación de menas metálicas. 1.1. DESCRIPCIÓN DE LAS ROCAS FOSFATADAS. Las rocas fosfatadas se dividen en dos grupos importantes: las que albergan menas con apatito (rocas ígneas y metamórficas) y, las que acumulan las menas sedimentarias llamadas fosforitas, principalmente como francolita y colofanita. Entre las menas industriales de apatito se reconocen dos grandes grupos: las menas apatíticas propiamente dichas y las menas complejas con contenidos elevados de apatito (con nefelina, magnetita o titanomagnetita). La fosforita, por otra parte, se define como una formación sedimentaria compuesta por diferentes minerales (cuarzo, glauconita, calcita, materiales arcillosos) y fosfatos, representados fundamentalmente por fluorapatito o minerales cercanos a él. Los fosfatos están representados por la variedad microcristalina denominada francolita y la criptocristalina colofanita. El contenido de P2O5 varía entre 3-36%. 5 Las texturas de las fosforitas son variables, pero las de más amplia distribución son las concrecionarias (0.05-5cm, a veces 10-35cm en cada concreción), granulares, bioclásticas y masivas (microgranulares). Las fosforitas concrecionarias yacen en areniscas, arcillas, conglomerados, margas, calizas y otras rocas sedimentarias. Pueden estar diseminadas en estas rocas o formando concentraciones de intensidad variable. Por su composición, los mineralesno fosfatados son concreciones arcillosas, glauconíticas o arenosas. El contenido de P2O5 en las concreciones varía entre 12-35%. Las fosforitas granulares son algunas rocas sedimentarias con pequeños oolitos cementados junto con otras partes del cemento ferro – arcilloso o calcáreo. Sobre todo, las fosforitas granulares son areniscas fosfatadas, raramente calizas o margas. A veces no están cementadas y se representan como arenas fosfáticas. Generalmente, las impurezas en tales fosforitas son el cuarzo, la glauconita y las arcillas. Las fosforitas bioclásticas se reúnen frecuentemente con las granulares en un solo grupo, representando a las areniscas fosfáticas, con las cuales junto a los granos y oolitos, se localizan conchas y braquiópodos, por ejemplo Obolus (hasta 80% de Ca3P2O8) y Lingula (91,47% de Ca3P2O8). Estas menas con contenidos mayores de 5% de P2O5, son industriales ya que su enriquecimiento es fácil. Las fosforitas masivas microgranulares, llamadas a veces “en forma de capas” son rocas de colores variados, bajo el microscopio se observa que ellas están compuestas por pequeños oolitos o granos microscópicos de composición fosfatada, cementadas por material fosfático – carbonatado o fosfato – silíceo. Es necesario señalar que en estas fosforitas, tanto el material cementado como el cementante, es fosfático y, por eso su contenido de P2O5 es alto, alcanzando 26-28% e incluso más. El contenido de Fe2O3 + Al2O3 no debe ser mayor del 2,0-2,5% y el de SiO2 de 8-15% para su uso industrial 1.2. ORIGEN DE LOS YACIMIEN TOS DE ROCAS FOSFATADAS. Para presentar de la manera más conveniente y, a la vez más comprensible, los tan diversos orígenes de las acumulaciones económicas de rocas fosfóricas, es preciso mostrar previamente una panorámica de la geoquímica del fósforo, que es la base para explicar su comportamiento en la naturaleza. 6 1.2.1. Geoquímica del fósforo. El fósforo tiene un ciclo complejo. Proviene de las rocas magmáticas, las que en la superficie terrestre por su meteorización y alteración en general, pasa al suelo, donde es absorbido por las plantas, más adelante pasa a los animales (concentrándose en sus huesos) que lo eliminan con sus productos de desasimilación, para ser disuelto, transportado al medio marino y depositado en estratos, donde recomienza un nuevo ciclo. Este elemento indispensable para la vida, nunca falta en cualquier tipo de célula viva, vegetal o animal, del mismo modo que no falta en los alimentos. Se integra a la composición de la sustancias albuminoides, especialmente al tejido óseo nervioso y cerebro, por lo cual también ha sido llamado “el elemento del pensamiento”. El cuerpo humano contiene una cantidad de fosfato de calcio similar al 4% de su peso. Los huesos están constituidos en lo fundamental de fosfato tricálcico Ca3 (PO4)2, mientras que los dientes lo están de apatito muy duro. Una tonelada de excrementos de ganado contiene en promedio 3Kg de ácido fosfórico, lo que expresado en otros términos, significa que en contenido de P2O5 oscila entre 5Kg y 30 Kg en base seca, mientras que los pájaros eliminan una cantidad aún mayor. Los yacimientos de guano del Perú están formados por excrementos y cadáveres de aves marinas, diagenizados en el decursar de los siglos. El alto contenido de fosfato proviene de los esqueletos de los peces que constituyen el alimento de los pájaros. De igual manera, los fosfatos se encuentran en conchas, en los carapachos de los crustáceos y microfósiles (foraminíferos) Una buena imagen gráfica relacionada con el tema de referencia, se presenta más abajo en la figura 1. 7 Figura 1. Ciclo del fósforo en la naturaleza (Duvigneaut, 1978). www.tecnum.es/CicloFosforoAzufre/eco.html 1.2.2. Génesis y ocurrencia de las rocas fosfatadas. El apatito está bastante difundido en casi todas las formaciones geológicas ígneas, sedimentarias y metamórficas. - en las rocas ígneas, como mineral accesorio; - en segregados magmáticos, en paragénesis con la magnetita; - En las sienitas nefelínicas; - En filones neumatolíticos; - En esquistos cristalinos, como mineral accesorio; - En yacimientos de tipo alpino (plegados y fallados); - En procesos diagenéticos, debido a la migración del fósforo por la acción lenta de los agentes atmosféricos (CO2 y H2O), pero sobre todo por la sustitución metasomática de las calizas, por soluciones provenientes del lavado del guano, de los huesos de pescados o de las tobas diabásicas. 8 Tomando en consideración que la materia prima fosfatada posee dos fuentes principales de obtención, se presentan los tipos genéticos de rendimiento económico para cada una de ellas, es decir, para el apatito y las fosforitas. 1.2.2.1 Yacimientos de apatito. Los yacimientos industriales en los cuales el apatito se concentra de manera significativa, son poco frecuentes. Entre ellos se pueden distinguir, no obstante, los siguientes: - yacimientos magmáticos (histeromagmáticos, ígneos) - yacimientos de carbonatitas (ígneos) - yacimientos de contacto metasomático (skarnes, metamórficos) - yacimientos hidrotermales (metamórficos) - yacimientos metamorfogénicos Los yacimientos histeromagmáticos están relacionados con el proceso de diferenciación primaria del magma y con el surgimiento de soluciones magmáticas residuales aisladas en las cuales el fósforo está presente, junto con elementos alcalino – térreos, alcalinos, hierro, titanio y vanadio, etcétera. Tales cuerpos, generalmente se distribuyen en los límites de las intrusiones madres y, frecuentemente poseen tamaños grandes a gigantes. En los yacimientos de carbonatitas, las menas apatíticas están relacionadas con intrusiones de tipo central de composición ultrabásica alcalina ricas en carbonatos de calcio, hierro y magnesio. Las intrusiones tienen morfología cónica y composición petrográfica compleja. Este tipo de depósitos tiene amplia distribución en América del Sur (Brasil, con reservas de 600 millones de toneladas, por ejemplo), Canadá, África (Uganda, Kenya y Zimbabwe, con el depósito de Shamba) y Europa. Los yacimientos metamorfogénicos, por su significado industrial, ocupan el tercer lugar en importancia después de los histeromagmáticos y las carbonatitas. Entre ellos se reconocen dos subtipos: los depósitos formados durante el proceso de metamorfismo regional de rocas sedimentarias fosforíticas y los resultados del metamorfismo de contacto de capas de rocas fosforíticas. Los yacimientos de contacto metasomático y los hidrotermales no presentan mayor relevancia en la producción mundial. 9 Figura No. 2 – Depósitos de fosfatos en el mundo, económicos y potencialmente económicos. Fuente: http://www.fao.org//docrep/007/y5053e/y5053e06.htm La figura 2 muestra la localización de depósitos de rocas fosfatadas que ya han sido minados, que están en explotación y aquellos que se consideran potencialmente económicos. 1.2.2.2 Yacimientos de fosforitas. Todos los yacimientos de fosforitas son exógenos y, entre ellos se distinguen tanto los depósitos sedimentarios como los de intemperismo. El apatito diagenético, especialmente el de origen bioquímico, se llama fosforita. Los yacimientos de fosforita de La Florida y los del norte de África (Túnez, Argelia y Marruecos) pertenecen a este origen. Del mismo modo se formaron los fosfatos en los suelos cultivados y en los suelos de bosque, que revisten especial importancia en la vida de las plantas. La mena mas común de fósforo – fosfato de calcio sedimentario – se presenta en forma de gránulos o nódulos en la masa de ciertas calizas, margas, areniscas y arenitas. Desde el 10 punto de vista genético es una sustancia amorfa o fibrosa, que tuvo origen en estos sedimentos por vía diagenética. Los gránulos de fosfatos son pequeñas concrecionesesferoidales o elipsoidales, envueltas en un cemento débilmente fosfatado de calizas o margas, que tienen un núcleo de fragmentos de roca, minerales o de fósiles. Estos gránulos tienen color amarillento a gris marrón y aspecto de cera y están constituidos por colofanita. En medio ácido la colofanita se disuelve menos que la calcita. Esta propiedad permite la extracción del fosfato de las rocas calcáreas. El fosfato proviene por la concentración de soluciones en las materias orgánicas contenidas en los sedimentos, la formación de los gránulos o nódulos de fosfatos resulta de un proceso geoquímico bastante complejo. La gran cantidad de restos orgánicos en estas menas fosfáticas – huesos, dientes, vértebras de peces, coprolitos – permite concluir que el fósforo de las menas tiene origen orgánico. El amoníaco liberado por la descomposición de los organismos sirvió de intermediario, formándose fosfato de amonio, el cual ha precipitado luego como fosfato de calcio, a partir de la reacción con el carbonato de calcio en curso de sedimentación. Otra hipótesis de formación de los fosfatos establece que familias de bacterias han elaborado el fosfato de calcio a partir del agua de mar, la cual está alimentada permanentemente de los aportes fluviales y que la putrefacción favorece la reproducción de los microorganismos. Se ha observado pues, que los niveles de fosfatos corresponden precisamente con las perturbaciones de las secuencias estratigráficas como: transgresiones, regresiones y catástrofes pasajeras. Los fósiles rodados y rotos, atestiguan la formación de estos depósitos en aguas agitadas, en facies litorales o neríticas. Se puede entonces afirmar que los depósitos de fosfatos son de origen bioquímico, bien provenientes de la acumulación de restos de organismos, bien debido a reacciones químicas provocadas por los organismos vivos en el curso de su vida. A ello se añade que la fluorita juega un papel importante en la fijación de los fosfatos. Otra categoría de fosfato de calcio de importancia económica es el guano, el cual se encuentra acumulado en las islas oceánicas. En tal sentido, por ejemplo, en las cercanías de las costas pacíficas de Perú y Colombia se encuentran numerosas islas pequeñas con ricos depósitos de guano. Los macizos pétreos de las islas se encuentran recubiertos de guano con espesores promedio de 20-25m. Las reservas de esta región son del orden de los 30 millones de toneladas de guano (Brana V., Avramescu C., Calugaru I., 1986). Los depósitos sedimentarios principales son del tipo marino – bioquímico. Ellos son los que presentan la más amplia distribución y dan los mayores volúmenes de producción, además de concentrar las mayores reservas. Por su forma de yacencia, todos los yacimientos sedimentarios marinos bioquímicos forman estratos rocosos, y por sus condiciones de 11 formación corresponden a zonas de subducción de placas o, de escudo o plataforma, aunque se reconocen formas transicionales. En dependencia de ello se diferenciarán entre si en lo siguiente: extensión de las capas, coincidencia con las rocas encajantes en dependencia de la composición litoestratigrafica; condiciones de yacencia de las capas, número de ellas, su potencia, productividad, contenido de P2O5 y composición mineralógica. Al grupo de los depósitos sedimentarios también pertenecen los formados a partir de sedimentos mecánicos, marinos, redepositados, representados por conglomerados y gravas formados como resultado de la destrucción de fosforitas primarias. Las fosforitas de este tipo se encuentran frecuentemente junto a capas transgresivas. Su morfología es de capas o placas. Se conocen depósitos de este tipo en Rusia, EEUU y Europa. Yacimientos de intemperismo. Entre estos yacimientos podemos reconocer a los de tipo residual, así como a los de infiltración. Los de tipo residual pertenecen al grupo de las formaciones continentales, como resultado del intemperismo químico de rocas carbonatadas fosfatadas donde el carbonato de calcio es lixiviado. El residuo fosfatado no soluble resultante, se deposita en las cavidades cársicas de las calizas fosfatadas originales, con formas irregulares y espesores variables. Los yacimientos de infiltración surgen en condiciones continentales en los horizontes inferiores de las cortezas de intemperismo por lixiviación (por aguas ricas en CO2 y ácidos húmicos) de horizontes fosfáticos superiores. 1.2.2.3 Principales yacimientos mundiales. Presentamos a continuación una breve panorámica de los principales países productores y sus yacimientos. Su orden ha sido establecido según las producciones reflejadas en la tabla 1 de la página 15. Estados Unidos – En el año 2003, produjeron un total de 51’023,000t, que los ubica como el primer productor del mundo (CETEM, 2005). No se obtuvieron datos más recientes. Los principales yacimientos de fosfatos del país se localizan en los estados de Idaho, Montana, Wyoming y Utah, con contenidos sobre 70% de fosfato tricálcico. Los depósitos fosfatados se localizan en areniscas, margas y calizas, tienen entre 25-60m de espesor y se encuentran plegados y fallados. La mena está constituida por calizas oolíticas pardas o negras distribuidas en varios estratos de 1-2m de espesor con 37-80% de fosfato tricálcico. En Conda, Idaho, se recupera vanadio de las menas fosfatadas. 12 Además existen otros depósitos de fosfatos como los de Tennessee, que se explotan a cielo abierto, con una producción superior al millón de toneladas anuales con 60-73% fosfato tricálcico. Las llamadas “rocas pardas” debido a la alteración de las rocas fosfáticas, constituyen un cuerpo ovalado irregular de 80Km de ancho alrededor de la ciudad de Columbia. En la Florida también existen depósitos con contenidos de 30,5% de P2O5, que se extienden por 150Km (N-S), con un ancho máximo de 40Km, desde Sewance y Columbia por el norte, hasta el distrito Basco al sur. Otros distritos más al sur, Polk y Hillsborough, incluyen otros yacimientos de importancia. En Carolina del Norte, en Lee Creeck se explota en cantera un depósito casi horizontal de 15m de espesor desarrollado por 20,000ha con reservas estimadas entre 1,400-1,800 millones de toneladas de mena con 18% P2O5. Es un importante exportador hacia América Latina. República Popular China – Es el segundo productor mundial de rocas fosfóricas (en el año 2000 reportó 30’754,000t, después de USA como se ve en la tabla 1, bajando su producción a 21’000,000t en 2002, Yearbook, 2003). A su vez es un importante exportador de rocas fosfatadas y fertilizantes fosfatados. En la zona Bas – Togo, existe una enorme explotación de fosfatos por más de 11,000ha. El yacimiento tiene edad Eoceno y espesores de 2-6m por una zona de 1Km de ancho, alrededor de 36Km de longitud y 30m de profundidad, comenzando por Hahotoc. La mena en bruto alcanza 65% de fosfato tricálcico, que por beneficio alcanzan hasta 81%. Otros yacimientos se explotan en Feng-Tai y Yunan, al sur del país. Marruecos – Es el tercer país productor de fosfatos en el mundo (después de EEUU y China, 23’142,000t en 2004, CETEM, 2005). Posee reservas evaluadas en más de 23,100 Mt. Sus principales yacimientos, de tipo sedimentario marino, se localizan en el norte de las Montañas Atlas, por 300Km de longitud, de este a oeste entre Khouribga y Puerto Safi: el yacimiento de Ulad Abdun (con Khouribga) al sur de La Meseta, el yacimiento Ganntur (con Louis-Genti) entre los macizos Rehamna y Djebilet y el grupo de yacimientos de Chichaua, Imintanut y Meskala. La cuenca El-Boruj-Ued Zem tiene longitud de 90Km (en dirección E-W) y anchura de 60Km (N-S). Esta cuenca alberga 6 estratos con acumulaciones de fosfatos. El estrato principal, superior, tiene espesores de 1,5-2,5m y contenido promedio de fosfato tricálcico de 67% en la región El Boruj; hasta 75% en la región Khouribga, constituido por arenas oolíticas con diámetros 0,6-0,8mm.La zona fosfatada de Khouribga tiene espesores de 50m. Las explotaciones están conectadas por vías férreas hasta Casablanca. 13 Las exportaciones anuales son del orden de los 20’000,000t, ofertan precios competitivos en el orden de los $33.00 US/ton FOB, como consecuencia de los altos porcentajes de P2O5 (40-45%) y de bajos costos de producción por las características morfológicas de sus depósitos de tipo sedimentario y la infraestructura, que contribuye a disminuir considerablemente los costos de transportación hasta puerto. Se considera que en Marruecos existe tal magnitud de rocas fosfóricas que alcanzarían para abastecer las necesidades mundiales por varios siglos (se estima que ocupan cerca del 70% de las reservas del mundo). Rusia – Es el cuarto principal productor en el mundo y un importante exportador de roca fosfatada y fertilizantes fosfatados. Según la tabla 1 (página 15), en 1999 produjeron 11’219,000t. En la periferia del Macizo Khibini, al centro de la Península Kola se explotaban anualmente alrededor de 20’000,000t de rocas nefelínicas apatíticas (los mayores yacimientos de Rusia, Ariosa J.D., 1984), donde se valorizan los elementos fósforo y aluminio (este último de la nefelina). La ubicación geográfica de estos yacimientos y, la infraestructura existente le permite ofertar sus productos con precios competitivos, por el bajo costo de transportación hasta el mar. En la zona sudeste de la Cuenca de Moscú se encuentran otros depósitos con niveles fosfatizados de edad Jurásico, al igual que en la región Kama o entre Smolensk y Kursk. Otros yacimientos se encuentran en explotación en la Depresión de Ferganá. Túnez – Los principales yacimientos en explotación se localizan en la región de Gafsa (Metlaoui, Moulares, Redeyef), M’Dilla, y Kalaa-Djerda (Berbeleac I., 1988; Brana V., Avramescu C., Calugaru I., 1986) . Es el quinto productor mundial. Los yacimientos de Tebessa se localizan en las estructuras sinclinales de los sedimentos del Eoceno. La mena oolítica de colores grises, pardos y negro, tienen contenidos de 58% de fosfato tricálcico, que beneficiada alcanza 63-65%. Las reservas del país se estiman en el orden de miles de millones de toneladas. Brasil – Los yacimientos se encuentran localizados entre los estados de Minas Gerais, Goias, Bahía, Pernambuco y Paraiba, constituyendo a lo largo de la costa, una banda de 150Km de longitud y 10Km de ancho, hasta Joao Pessoa. Su espesor es variable entre 0.8- 3.0m. El estrato de fosfatos que se explota en canteras, está intercalado entre las areniscas cuarzosas de Mamaraca y las calizas del Cretáceo Inferior. La mena está constituida especialmente por oolitos de fosfatos, mezclados con arenas y arcillas, de fácil desagregación con agua. La erosión ha fragmentado de forma heterogénea la banda 14 mineralizada, cuyas reservas se han evaluado entre 25-50,000’000,000t. La explotación se adelanta con dragaminas y “screpers”. Las minas activas son Tapira, Patos de Minas, Catalaõ, Ouvidor, Araxá, Cajati, Irecế y Lagamar (CETEM, 2005). A pesar de tener abundantes reservas y cierto número de yacimientos en explotación, la producción es muy pequeña (aún siendo octavo productor mundial) para autosatisfacerse, por lo que este país es aún un importante importador. Perú – El yacimiento de Beyóvar, en la región de Sechura, que actualmente se explota a cielo abierto bajo la administración de la compañía brasileña Vale Do Rio Doce, es uno de los más importante depósitos de la región andina, cuya explotación alcanzó unos 3 millones de toneladas anuales (Brana V. et al, 1986). Ha decrecido en la actualidad a niveles de 5.000t en 2002 (FAO, Mineral Yearbook, 2003). El depósito del Mioceno, ocupa un área de 250Km x 80Km, pero el área de desarrollo y explotación se concentra en 90Km2. Son sedimentos de lutitas, diatomitas y fosforitas, interestratificadas en areniscas, arcillas y calizas fosfáticas entre otras variedades litológicas. Están evaluadas tres zonas: Área I – 45-58MMt Área II – 350-514MMT, aquí hay vetas de 35-40m de espesor con 7-8% de P2O5. Área III – 23 MMt El contenido promedio en el depósito es de 30,0-31,8% de P2O5. En Europa, Finlandia, Francia, Noruega, Suecia, Kazajstán y Serbia, son países productores, con reservas más o menos importantes (consideradas por encima de la primera decena de millones de toneladas). Por su parte, según la tabla 1, en Asia tenemos a Siria (décimo productor mundial), Jordania (sexto productor mundial), Israel (octavo productor mundial) y Viet Nam, son también productores. La mitad de los yacimientos de fosfatos explorados en el mundo pertenecen al continente africano. En cuanto a las reservas evaluadas, estas ascienden al 80% de las conocidas en el mundo, que significan más de 63,000’000,000t. Son productores: Argelia, Angola, Egipto, República Sudafricana, ver tabla 1, (es el noveno productor de rocas fosfáticas del mundo con 2’975,000t en 2004). Sahara Español, Senegal (decimoprimer productor), Togo (decimosegundo productor). En el continente americano México, Cuba, Ecuador, Venezuela, Bolivia, Chile y Argentina son también productores. 15 Oceanía: Australia, Isla Nauru e Islas Christmas, son los productores de esta región del mundo. En el contexto nacional, los principales proveedores de rocas fosfatadas son Marruecos, China e Israel, en tanto que en los fertilizantes, por su orden son: EEUU, Rusia y China. A continuación, la Tabla 1 muestra los principales doce países productores de rocas fosfatadas del mundo, de los cuales como veremos mas adelante en la Tabla 2 los primeros diez, poseen cerca del 90% de las reservas mundiales de rocas fosfatadas. En base de los rangos de extracción y las condiciones económicas de los años 90’s, se considera que más de la mitad de estos países pueden gastar sus reservas en menos de 20 años Tabla 1 Producción mundial de roca fosfatada, 1999 Producción Kt Total Mundo % Estados Unidos de América 40 867 28.1 China 30 754 21.1 Marruecos y Sahara Occidental 21 986 15.1 Federación Rusa 11 219 7.7 Subtotal primeros cuatro 104 826 72.0 Túnez 8 006 5.5 Jordania 6 014 4.1 Brasil 4 301 2.9 Israel 4 128 2.8 República Sur Africana 2 941 2.0 República Árabe Siria 2 084 1.4 Senegal 1 879 1.3 Togo 1 715 1.2 Subtotal primeros doce 135 894 93.4 Total mundial 145 472 100.0 Fuente: IFDC – International Fertilizer Development Center, 2000 Como se observa además, EEUU, China, Marruecos - Sahara Occidental y la Federación Rusa, producen alrededor de 72% de la roca fosfatada del mundo. 16 TABLA 2. Reservas mundiales de rocas fosfatadas Países Reservas Kt Estados Unidos de América 4 000 000 China 1 200 000 Israel 180 000 Jordán 1 700 000 Marruecos y el Sahara Occidental 21 000 000 Senegal 1 000 000 República Sur Africana 2 500 000 Togo 60 000 Túnez 600 000 Federación Rusa 1 000 000 Otros países 4 000 000 Total Mundial 37 240 000 Fuente: US Bureau of Mines, 2001. 1.3. MINERÍA Y METALURG IA DE LAS ROCAS FOSFATADAS EN LOS YACIMIENTOS MÁS IMPORTANTES DEL MUNDO. Atendiendo al hecho que las rocas fosfóricas y, el fósforo en si como elemento, juegan un importantísimo papel en el desarrollo de la vida humana, es por ello que los gobiernos y organizaciones productivas en general, dedican especiales esfuerzos por garantizar la exploración, explotación y uso lo más racional posible de estas materias primas minerales, con predominio en la agricultura, además de dar pasos importantes en la alimentación animal, para satisfacer las necesidades cada vez más perentorias de alimentos. A continuación se ofrece una información relativamente amplia del estado y tendencias actuales, de la minería y el beneficio mineral de estas rocas en el mundo. 1.3.1 Minería. La explotación de las menas apatíticas se realiza tantopor vía subterránea como a cielo abierto, en tanto que las fosforitas se extraen fundamentalmente por la segunda vía. En 17 dependencia de la calidad de la fosforita, se explotan capas de hasta 0.25m en los yacimientos ricos. Más de 30 países minan rocas fosfatadas en una escala que va desde algunos miles hasta 50 millones de toneladas anuales, en tanto son más de 80 los países con recursos o reservas estimadas de rocas fosfatadas. Por la estructura del consumo, alrededor del 90% va hacia la industria de los fertilizantes fosfatados y sus compuestos. Los países de mayor empuje en el campo de la minería de las rocas fosfatadas, utilizan mayormente la minería a cielo abierto, atendiendo a las mayores posibilidades que les ofrece de aplicar las mejores técnicas de altos volúmenes de producción con altas productividades, debido al uso de grandes excavadoras, camiones, equipos de barrenación y voladura altamente productivos, transporte de material hacia la planta de beneficio a través de bandas transportadoras o por tuberías, con la mena en forma de lodos. El proceso de sustitución del método subterráneo de explotación por el primero, se realiza en todos los casos económicamente viables. Una especial atención se le presta, considerando los bajos precios de la materia prima mineral, a tres condiciones vitales: garantía de eficiente sistema de transporte (vías férreas o carreteras), electrificación y abastecimiento de agua. Aún cuando los depósitos se encuentran a más de 30m de profundidad (p.ej. el caso del depósito Aurora de Carolina del Norte, USA, con reservas superiores a mil millones de toneladas y producción anual cercana a los 5 millones de toneladas), la explotación se realiza a cielo abierto, se remueve el estéril de cubierta y se extraen 35-40m de espesor del cuerpo fosfatado con la ayuda de enormes excavadoras, con capacidad de extracción de 100t/cubo (Brana V., et al Op. Cit.). Otro ejemplo de ejercicio exitoso de la minería es el del depósito Cuatro Esquinas, Polk County, Florida USA. En él se utilizan 4 excavadoras, dos de cubos con capacidad de 50 metros cúbicos y dos con 33 metros cúbicos. Dos de ellas se utilizan para extraer el suelo y la cobertera, en tanto otras dos se ocupan de la extracción del mineral para garantizar el flujo óptimo de envío a la planta de beneficio. El mineral extraído por las excavadoras se deposita en pozos de unos 5 metros de profundidad, donde se les aplica agua a presión, formando lodos fosfatados (slurries). Estos lodos se extraen con bombas de succión, enviándolos por tuberías resistentes a la abrasión a la planta de beneficio. Esta técnica es posible de aplicar porque las menas son arenosas y de fácil desagregación. Al final de la extracción de cada bloque se realizan las labores de rehabilitación, con la inclusión de las colas de la planta, cobertera y suelo, sobre las áreas minadas (Brana V., et al Op. Cit.). El presente y futuro inmediato de la minería de punta se considera que está basado en la modelación en 3D, para la planificación de las canteras y secuencias de extracción mineras óptimas (US Bureau of Mines, 2001). 18 1.3.2 Beneficio mineral. Los procesos de beneficio habituales, en continua mejora por parte de empresarios e investigadores, presentan tres etapas en el proceso: lavado, planta en la que se realiza un proceso de selección granulométrica, desde arcillas fosfatadas, productos finos y guijarros, hasta la eliminación de los residuos sobre medida; separación medio pesada: la cual cumple el objetivo de separar los contenidos mayores de 1% MgO en guijarros y; flotación: donde se realiza el proceso final de obtención del producto concentrado. En algunas plantas se utiliza el “Proceso de Doble Flotación”, que implica primero la separación del material dolomítico grueso del fosfato (menas de bajo tenor, durante la primera flotación), desarrollo de fertilizantes de bajo poder de cesión usando arcillas fosfáticas, uso de tecnología láser para análisis instantáneos del flujo del proceso y de la mina, rápida recuperación del agua de las arcillas fosfáticas y lixiviación en pilas de las rocas fosfatadas de bajo tenor (segunda etapa del proceso). Se han obtenido nuevos progresos en el diseño del método de Resonancia Magnética Nuclear desde comienzos del 2002, técnicas de muestreo y electrónicas, lo cual permitirá su aplicación exitosa en las operaciones mineras de rocas fosfatadas, fundamentalmente de tipo a cielo abierto de gran escala. Otro estudio puesto en práctica, es el de la estabilización de los lodos fosfatados de cola de las plantas de beneficio (con muy bajos tenores), con las cenizas del proceso de quemado de carbón que se denomina “cama de combustión fluidizada” (Fluidized Bed Combustion), produciendo un material friable que puede ser utilizado como enmienda de suelos para la agricultura. Para la caracterización cualitativa de los fosfatos en función del contenido químico, se utilizan normalmente los indicadores siguientes (Brana V., et al Op. Cit.): - contenido en fósforo expresado en % P2O5 - contenido en fósforo expresado en % T.P.L. T.P.L. representa el contenido en mineral útil, fosfato tricálcico (Triphosphat of Lime) y se usa en general para concentrados. Entre P2O5 y T.P.L. la relación es la siguiente: 2,185 P2O5 = 1 T.P.L. También se utiliza en la literatura inglesa la notación “B.P.L.” (Bone Phosphate of Lime), la cual es equivalente en valor al T.P.L. 19 Los requerimientos de los consumidores de que se les ofrezcan productos cada vez más valiosos, los descubrimientos de depósitos con contenidos más bajos, el crecimiento constante de la producción y la necesidad de abaratar los costos de transporte, han impuesto completar el proceso de explotación con un proceso de beneficio. Los procesos de preparación adoptados, los que dependen de las propiedades y modo de presentación de los minerales y rocas, se pueden agrupar del modo siguiente: - Clasificación granulométrica, basada en la diferente friabilidad entre el mineral fosfático y el estéril. - Clasificación neumática, aplicada especialmente en las zonas con déficit de agua, la cual asegura el incremento del contenido de P2O5 en 2-3% por la eliminación de las fracciones estériles menores de 70-100µm. - Lavado – deslamado, aplicado generalmente a las menas friables con contenidos mayores de partículas estériles finas, lo cual permite obtener concentrados de hasta 37-38% P2O5. - La flotación da buenos resultados, sobre todo en el caso de los apatitos de las rocas ígneas o metamórficas. El proceso se puede entorpecer en el caso de los fosfatos sedimentarios, en el caso que sean muy friables porque producen partículas extremadamente finas o bien porque contienen minerales de ganga que requieren del uso de reactivos especiales. Debido a la aplicación de tecnologías de beneficio, el contenido de P2O5 de borde de explotación de los yacimientos de fosfatos ha bajado hasta 10-12% (Brana V., et al Op. Cit.). El contenido de P2O5 determina el valor de la mena. Un fosfato con 75% de P2O5 puede ser vendido dos veces más caro que un fosfato con 58% (como por ejemplo para la producción del fosfato tricálcico). Por este motivo, a veces se procede a un enriquecimiento por ventilación, eliminándose el polvo margoso fino o calcinándose la mena, lo que permite apartar el carbonato de calcio mediante corrientes de aire. Otras veces la mena se concentra por flotación, pero la mayoría de las veces se valoriza en estado natural solo con un secado previo. 1.3.3 Transformación del mineral. Entre los productos elaborados a partir de las rocas fosfóricas, se encuentran los siguientes: El superfosfato, es un fosfato ácido de calcio que se obtiene por la descomposición de las rocas fosfáticas con ácido sulfúrico o fosfórico. 20 El fosfato monocálcico es soluble y puede jugar el papel de fertilizantedirecto, mientras que el fosfato tricálcico es poco soluble, por consiguiente poco asimilable en el suelo. Por tal motivo, el uso de los fosfatos naturales como fertilizantes, se limita a los que tienen alta solubilidad. Para aumentar el uso de este producto minero, se realizan investigaciones continuadas de solubilidad en citrato, ácido cítrico y/o ácido fórmico, que permitan mayores beneficios en su aplicación en diferentes tipos de suelos y cultivos. - El superfosfato simple se obtiene como resultado del tratamiento de los concentrados con ácido sulfúrico: 2Ca5(PO4)3F + 7H2SO4 + 6,5 H2O = 3Ca(H2PO4)2 + 7CaSO4 + 0,5H2O + 2HF El producto que se obtiene, solamente contiene 16-20% P2O5 y gran cantidad de sulfato de calcio (45%) - El superfosfato doble, con 28-32% P2O5 se fabrica mediante tratamiento con una mezcla de ácido sulfúrico y fosfórico: 3Ca5(PO4)3F + 3H3PO4 + 9H2SO4 = 6Ca(H2PO4)2·H2O + 9CaSO4 + 3HF - El superfosfato triple, con 40-46% P2O5, resulta con la aplicación del ácido fosfórico solamente: 2Ca5(PO4)3F + 12H3PO4 + 9H2O = 9Ca(H2PO4)2·H2O + CaF3 Tanto las menas que se valorizan como los concentrados, deben cumplir ciertos requisitos de calidad: a) El mayor contenido posible de P2O5 b) La relación CaO / P2O5, que sea máximo de 1,7, ya que el contenido de CaO aumenta el consumo de ácido en la fabricación de los superfosfatos. c) La relación MgO / P2O5, de máximo 0,06; ya que el contenido de MgO aumenta igualmente el consumo de ácido en la fabricación de los superfosfatos. d) La relación Fe2O3 / P2O5, de máximo 0,08; para evitar la formación de fosfatos ferrosos difícilmente solubles y el alto consumo de ácido. e) La relación R2O3 / P2O5, de máximo 0,12; (R2O3 = Fe2O3 + Al2O3), ya que el aluminio produce el mismo efecto que el óxido férrico. f) El contenido en SiO2 – máximo 5% en termofosfatos. Por la calcinación la sílice entra en reacción con el óxido de calcio, la alúmina y el óxido férrico, bajándole la temperatura de ablandamiento y provocando costras en el horno. Termofosfatos magnesianos – Antes de ser descubiertos importantes yacimientos piríticos (para la obtención de ácido sulfúrico), se consideró la sustitución parcial de los 21 superfosfatos con otro fertilizante que no requiriera el consumo de ácido sulfúrico. Este termofosfato magnesiano se obtiene por la fusión del apatito o de las fosforitas mezcladas con silicatos magnesianos naturales en hornos metalúrgicos, con coque o gas, o bien usando el método electrotérmico (ejemplos en Rusia, Polonia, Alemania, EEUU y Japón). Fósforo – Del fosfato de calcio natural se puede obtener fósforo blanco. Se calienta el fosfato con arena silícea y carbón en un horno eléctrico a temperaturas entre 1400-1600°C, los vapores de fósforo resultantes, se condensan y se recolectan bajo el agua. Del fósforo blanco, por calentamiento, se obtiene el fósforo rojo (P2O5) y luego ácido fosfórico. Por la neutralización del ácido fosfórico con amoníaco se obtiene un fertilizante binario NPO – fosfato de amonio. La figura 3 que se presenta a continuación, ilustra de forma general la gran variedad de productos que se elaboran a partir de las rocas fosfóricas. Se separan desde los productos más simples como la roca molida o parcialmente acidulada, hasta los derivados de diferentes de procesos de transformación o síntesis químicas y otras mezclas con enmiendas. En el diagrama aparecen finalmente los destinos de estos productos: como fertilizantes, para la alimentación animal y otros usos industriales. 22 ROCA FOSFÓRICA +H2SO4 +HNO3 +H2SO4 +H2O +Mg3(SiO4)2 MOLIDA Roca Fosfórica parcialmente acidulada H3PO4 CaSO4nH2O Termofosfatos Fertilizantes Nitrofosfatos Relleno de fertilizantes +Urea +NH3 -F +CaCO3 Na2P3O10 Na4P2O7 Na2P2O4 Na3P2O5 Urea Fosfato Fosfato Diamónico Fosfato Especial CaHPO42H2O Productos industriales Fertilizantes Alimentación animal Fertilizantes Alimentación animal Figura 3. Productos a partir de roca fosfórica Fuente: Fertilizantes y Enmiendas de Origen Mineral. Presentación Jornada Técnica CETEM. www.unsam.udu. 23 En las últimas dos décadas ha habido una tendencia al procesamiento de las rocas fosfóricas en los países con considerables reservas de este material, sobre todo en el Norte de África y en los Estados Unidos de América, pero también en el Cercano Oriente y en el Sur y Este de África. La integración del proceso de extracción y procesamiento ofrece una serie de ventajas técnicas y económicas, además de una gran economía en el transporte de un producto de alto valor como los fertilizantes concentrados si se compara su costo con el de las rocas fosfóricas. Numerosas plantas han cerrado en Europa occidental donde la producción de ácido fosfórico ha caído en 60 % desde 1980 por razones económicas y ambientales. Como se ha visto, exceptuando a la Federación Rusa, no hay ni grandes reservas ni producciones importantes de rocas fosfóricas en esa región, por lo que les resulta más económico, a la vez que evitan los problemas ambientales, importar este producto. En 1968, el 52 % de la producción mundial de ácido fosfórico estaba ubicada en América del Norte, 26 % en Europa occidental, 7 % en la URSS y 6 % en Japón, los que sumaban el 91 % de la producción mundial. En 1998, el 83 % de la capacidad estaba ubicada en las regiones con yacimientos de rocas fosfóricas. Tabla 3. Capacidad de producción de ácido fosfórico Ácido fosfórico (Kt de P2O5) Región 1985 1990 1995 2000 Europa Occidental 4257 3386 1877 1797 Europa Oriental 2045 2048 1781 1725 Ex-Unión Soviética 5975 5941 6306 6198 América del Norte 12170 11677 11945 12757 América Latina 1339 1772 1593 1958 África 4244 5355 5446 6363 Cercano Oriente 2213 2255 2122 2743 Asia del Sur 726 553 773 1836 Asia del Este (China) 1063 1357 2130 3700 Fuente: FAO, 2001 Durante los últimos 30 años, en términos generales, el incremento en el consumo de fertilizantes fosfatados ha sido abastecido por fertilizantes basados en ácido fosfórico. La Tabla 3 muestra la pérdida de capacidad de producción de Europa occidental, por razones económicas y ambientales, un importante incremento en África y Cercano Oriente con sus reservas de rocas fosfóricas, pero también un importante aumento en el Sur de Asia, a pesar de los escasos recursos de materia prima. También hay un aumento considerable en China. 24 1.4. POTENCIAL DE ROCAS FOSFATADAS EN COLOMBIA. La búsqueda de rocas fosfóricas en Colombia comenzó en la década de los 40’s y se intensificó después en los 60’s, mediante un reconocimiento estratigráfico general y detallado en las rocas sedimentarias de origen marino. Estos trabajos permitieron definir la existencia de importantes acumulaciones de minerales fosfáticos en las rocas del Cretáceo Superior. En 1964, con el apoyo de la Agencia Internacional para el Desarrollo (AID), se intensificaron las búsquedas y se evaluaron los depósitos de Sardinata (Norte de Santander) y Pesca (Boyacá). Otras investigaciones aisladas a través del país fueron realizadas hasta mediados de los años 70 y desde entonces a la fecha no se han ejecutado investigaciones de mayor envergadura. Entre las investigaciones realizadas se destacan las realizadas por Bürgl y Botero (INGEOMINAS, 1962, I-1422, I-1416, I-1436), que concluyen que los materiales clásticos e ígneos de las Cordilleras Occidental y Central no eran favorables para localizar acumulaciones explotables, que las rocas terciarias no producían anomalías radiométricas, lo cual constituye generalmente un indicador de fosforitas y, por último, que los sedimentos marinos terciarios tampoco indicaban aspectos favorables para estos depósitos. Por tal razón, sus investigaciones se encaminaron hacia los sedimentos del Cretáceo Superior (Santoniano – Campaniano – Maastrichtiano),que corresponden principalmente al Grupo Guadalupe y las formaciones Luna y Monserrate, ubicadas en el territorio de la Cordillera Oriental como se muestra en la figura 4. Un importante aporte a la exploración geológica de rocas fosfatadas, y al desarrollo y usos de fertilizantes fosfatados, se presenta en el Boletín Geológico, Vol. XV. Nos. 1-3, de 1967. En apretada síntesis, los artículos que contiene expresan lo siguiente: se presentan las técnicas de prospección para yacimientos de fosfatos (McKelvey, V.I.), dos excelentes artículos: Bürgl H. y Botero D. – Las capas fosfáticas de la Cordillera Oriental y, Cathcart J.B. y Zambrano F.J. – Roca fosfática en Colombia, ilustran fielmente las concepciones que aún están vigentes en relación con los depósitos de fosfatos sedimentarios marinos de edad Cretáceo Superior. Su alcance se observa en el desarrollo de la minería hasta la actualidad. A ellos se añade el artículo de Irving Earl – Conceptos preliminares sobre el desarrollo y uso de fertilizantes en Colombia en el cual se presenta un análisis sobre la viabilidad del desarrollo de la producción de rocas fosfóricas y fertilizantes fosfatados a partir de las fosforitas nacionales, teniendo en cuenta las necesidades reales de la época y a futuro que deberían ser satisfechas principalmente en la agricultura. 25 En relación con la potencialidad del territorio colombiano para la localización de rocas fosfatadas, no obstante los criterios arriba emitidos de Bürgl, Botero y Zambrano acerca de la potencialidad de las rocas cretácicas de la Cordillera Oriental, excluyendo sedimentos de igual edad y más jóvenes de las tres Cordilleras, opinamos que existen sedimentos marinos por explorar en el sistema cordillerano, de edades más jóvenes (del Terciario principalmente, en las Cordilleras Occidental y Central), atendiendo al hecho que ellos basan su criterio en los resultados negativos de la franja investigada desde Sincelejo, Sucre, hasta Barranquilla, Atlántico (Zambrano F.J., 1962, INGEOMINAS, I-1416), lo cual no tiene por qué excluir los restantes territorios mencionados sin el reconocimiento geológico de comprobación necesario, tendiendo en cuenta que importantes productores mundiales tienen yacimientos de estas edades en explotación. Otro aspecto importante a destacar es, que la Orinoquía y la Amazonía, pertenecientes al Escudo de Guyana, son territorios de alto potencial para la localización de depósitos fosfatados en sienitas nefelínicas, carbonatitas así como itabiritas (con menas de apatito – magnetita), como los extensos yacimientos de estos tipos del vecino Brasil. En 1987 INGEOMINAS publicó en edición especial, en dos tomos, “RECURSOS MINERALES DE COLOMBIA”, que en su Tomo II “Minerales preciosos, rocas y minerales no metálicos, recursos energéticos”, incluye un capítulo dedicado exclusivamente a los fosfatos. Este documento es una compilación muy completa hasta esa fecha, con la interpretación correspondiente, acerca de la situación de las rocas fosfatadas tanto en el mundo como en la República de Colombia. Un grupo de datos presentados ya son obsoletos por el tiempo, no obstante, cierta parte de la información que se suministra mantiene su actualidad. Atendiendo al hecho que las rocas fosfatadas en el mundo también albergan contenidos a veces importantes de uranio, por los años 80’s se realizaron investigaciones en ese sentido, las cuales arrojaron resultados negativos (Castaño R., Braun R., Rodríguez H, Pfeiffer J., Premoli C., 1981, INEA- Instituto de Ciencias Nucleares y Energías Alternativas). A fines de los 80’s y principios de los 90’s, se realizaron nuevamente pequeñas campañas de prospección y exploración de rocas fosfatadas en varios departamentos: Boyacá y Cundinamarca (Zambrano, F. 1991, INGEOMINAS, I-2135), Norte de Santander (Zambrano, F.J., Mojica P., 1991, INGEOMINAS, I-2139), Huila (Lobo Guerrero A., 1986). Con ellas se establecieron nuevos sectores con alto potencial para el incremento de la actividad minera de este sector en los sedimentos del Cretáceo Superior. Se han realizado además, estudios de beneficio de las menas fosfatadas, con muy buenos resultados, pero que al parecer, no se han generalizado en la práctica (Hernández Garay Herzen, 1971. Zambrano F.J., 1971, en INGEOMINAS, c-36, Tercer Congreso Colombiano de Minería). 26 Es necesario señalar adicionalmente, que el servicio geológico nacional hasta el año 2004 tiene cubierta la cartografía básica en prácticamente la totalidad de las áreas donde se localizan los sedimentos del Cretáceo Superior, como se muestra en la figura 5. Todo lo antes dicho ha propiciado que actualmente se conocen legalmente 16 contratos de concesión, contratos en virtud de aporte y licencias de explotación en los departamentos de Norte de Santander, Boyacá y Huila, cuya titularidad cubre un total de 17.676Ha. Además, se encuentran vigentes dos licencias de exploración en los departamentos de Boyacá y Santander, que cubren un área de 96Ha. A ello se añade un importante número de solicitudes de licencias en trámite dentro de los departamentos mencionados, a los que se unen dos en el departamento del Cauca. 27 28 29 Es obvio que, con la presentación en este capítulo, de la amplia distribución de acumulaciones, a menudo de rendimiento económico, de rocas fosfóricas de origen sedimentario marino de edad Cretáceo Superior, difundidas esencialmente a lo largo de la Cordillera Oriental, se afirma un enorme potencial para incrementar de modo sustancial las reservas hasta ahora conocidas de este tipo genético. El primer orden de prioridad para la localización de nuevas reservas se ratifica entonces, para este tipo genético. Esto no significa, por otra parte, que otros tipos genéticos de yacimientos de rocas fosfóricas, como hemos explicado y ejemplificado con yacimientos del mundo, no tengan posibilidades de ser ubicados en los terrenos geológicos indicados para ser descubiertos. En los epígrafes siguientes se presentan los argumentos para distinguir algunos de los posibles tipos de depósitos de rocas fosfóricas y los terrenos favorables para realizar las búsquedas correspondientes. 1.4.1 Complejos del Cretácico como fuente primaria de las rocas fosfatadas. En relación con la argumentación de que las secuencias del Cretácico Superior sean las fuentes principales para la localización de nuevos depósitos de rocas fosfatadas, según las investigaciones realizadas, dentro de las que se destacan las ya mencionadas en el epígrafe 1.4, son suficientemente amplias y cubren el más amplio espectro de posibilidades, ya que, aún cuando las consideraciones expuestas son de esa época, resultan aún interesantes y los estudios posteriores desarrollados por los inversionistas así lo confirman. Esto significa que las guías de exploración señaladas, así como todos los sectores que se evaluaron como potencialmente favorables o muy favorables para incrementar los recursos de rocas fosfáticas, siguen con igual vigencia en la actualidad, a la vez que se pueden considerar para los sectores sedimentarios marinos que son de otras edades y se encuentran situados en otras regiones del país. Geología de las fosforitas de Colombia. Durante el cretáceo, el área ocupada por las cordilleras Occidental y Central, hacía parte de una cuenca eugeosinclinal, mientras que al oriente se definía un cratón donde se desarrollaba un miogeosinclinal (todas las explicaciones del epígrafe son de INGEOMINAS, TOMO 2, 1987. Las rocas cretáceas identificadas en esas cordilleras contienen materiales fundamentalmente volcánicos en esas Cordilleras, mientras que en la Oriental predominan los de naturaleza sedimentaria. 30 Una vez que se descartaron los sedimentos de la Cordillera Occidental hasta el Pacífico, la región del Golfo de Urabá y La Guajira, los esfuerzos se concentraron en los sedimentosdel Cretáceo Superior (Santoniano – Campaniano – Maastrichtiano), que corresponden principalmente al Grupo Guadalupe y las Formaciones La Luna y Monserrate que básicamente se desarrollan por la Cordillera Oriental. Todas estas secuencias están, en general, caracterizadas por series diversas de transgresiones marinas, lo cual ha provocado gran variedad de facies. El Grupo Guadalupe – en el centro del país, está constituido por una gruesa sección de materiales clásticos tales como areniscas, que se extienden por la Sabana de Bogotá y alrededores (ver Figura 4- Fosfatos en Colombia). El espesor de las secuencias estratigraficas disminuye hacia el norte (Laguna de Tota, Boyacá) y el sur (Páramo de Sumapaz). Al occidente de la Sabana, en el Alto del Trigo, se localizan calizas fosfáticas de edad Santoniano. Las areniscas y arcillas dominantes están acompañadas por algunos paquetes cretáceos y limonitas entre las que se encuentran las fosforitas. Formación La Luna- se presenta esencialmente en los departamentos de Norte de Santander y Santander, como se observa en la propia Figura 4. Los sedimentos corresponden de modo predominante con cherts, calizas, arcillas negras y fosforitas. Estas facies se observan desde Soatá al norte, y en el valle del Río Magdalena desde Boyacá hasta La Guajira, donde las facies constan de calizas en capas delgadas, arcillas, escasos cherts y poco fosfato, facies de tipo mar epicontinental. Formación Monserrate- se presenta al sur, en el Tolima y el Huila (Figura 4), con facies de areniscas gruesas en el techo, las cuales gradan a grano medio, con intercalaciones de limonitas, cherts, algunas arcillolitas y niveles fosfáticos. El Grupo Guadalupe y la Formación Monserrate, corresponden mayormente a facies de litoral, en comparación con la Formación La Luna, por lo que presentan mayor potencial para las concentraciones notables de fosforitas, lo cual está en correspondencia con algunos de los depósitos industriales más importantes del mundo. No obstante es importante destacar que más al sur, en el Departamento del Putumayo, se han localizado unas ocurrencias de rocas fosfatadas, donde no se desarrolla la Formación Monserrate, sino que para ese territorio una secuencia de edad semejante, ha sido denominada Villeta. 31 La Formación Villeta está conformada principalmente, por lodolitas finamente estratificadas, con laminación plana paralela, de color gris muy oscuro a negro, con presencia de bivalvos, intercaladas con estratos medios a muy gruesos tabulares de “intraesparitas a pelmicritas” bioclásticas, color gris muy oscuro a negro, bioperturbados. Hacia la parte basal se intercalan estratos medios, gruesos y muy gruesos, tabulares de cuarzoarenitas, macizas y maduras, de textura variable. Es frecuente encontrar laminación plano paralela, escamas de peces, abundantes pellets y oolitos, fragmentos de materia orgánica, intensa bioperturbación, impresiones de amonites y bivalvos articulados. Las capas muestreadas reflejan contenidos de 8.7 y 16.7% P2O5. De acuerdo con la asociación facial se considera que la Formación Villeta se acumuló en parte de una plataforma media a interna, de aguas tranquilas, y principalmente su acumulación se efectuó por debajo de la acción de las olas. Su edad en general es Albiano- Campaniano y en algunos sitios se reduce a Cenomaniano-Campaniano Es posible que esta última formación pueda tener continuidad pasando los límites fronterizos hacia el Ecuador, donde se desarrolla la Formación Napo, que en Lago Agrio, presenta un depósito de rocas fosfatadas, que tiene evaluadas reservas por 166-205 millones de toneladas con tenores de 25-35% de P2O5. Se encuentra en explotación. También es de destacar, para la Cuenca del Magdalena Medio, la Formación Umir de edad Maastrichtiano, ubicada de manera discordante sobre la Formación La Luna, la cual en su zona de desarrollo en la región Venegas – El Conchal – La Azufrada – San Vicente de Chucurí, presenta en su zona basal una capa de areniscas glauconíticas fosfáticas, poco calcáreas, de hasta 3m de espesor y contenido de 16% P2O5. 1.4.2. Depósitos y otras manifestaciones de rocas fosfatadas en Colombia. Las investigaciones adelantadas por INGEOMINAS y el posterior cubrimiento de las áreas donde se desarrollan las secuencias Cretácico Superior como se explicó anteriormente, han permitido la localización de yacimientos y manifestaciones de rocas fosfatadas en varios Departamentos del territorio nacional: Norte de Santander, Santander, Boyacá, Huila, Tolima, etc., sin embargo actualmente según la información que brinda el Registro Minero Nacional sólo se explotan quince áreas ubicadas; dos en Norte de Santander, siete en Boyacá y seis en Huila y se exploran dos áreas ubicadas una en Santander y la otra en Boyacá, como se puede apreciar en la Figura 4. A continuación se describen los yacimientos mas conocidos (INGEOMINAS, TOMO 2, 1987). Departamento Norte de Santander. 32 Desde el punto de vista estructural, los depósitos y manifestaciones investigadas se localizan en la denominada Cuenca de Maracaibo, que ocupa una gran parte del territorio norte santandereano. Las rocas fosfáticas están asociadas de modo predominante a las secuencias de la Formación La Luna, de edad Cretáceo Superior, constituida por sedimentos marinos de borde de plataforma: calizas, arcillas, cherts y fosforitas. Los niveles de fosforitas son dos: el primero en el techo de la formación y el segundo, entre 5-15m por debajo y sobreyaciendo calizas fosfáticas. A continuación se presenta una breve descripción de los yacimientos importantes: Sardinata – Está localizado entre los kilómetros 40 y 53 de la carretera Cúcuta – Sardinata. El yacimiento dista unos 20Km de la población homónima. La Formación La Luna reposa concordante sobre la Formación Cogollo. En el tope superior se presenta un nivel de areniscas glauconítica de 3m de espesor, de color gris oscuro, masivo, de grano grueso a medio. Por debajo de ellas, unos 7-8m, se encuentra la capa de fosforitas de 0,3-4m de espesor, la cual sobreyace un nivel de calizas fosfáticas. Desde el punto de vista estructural local, se encuentran en un monoclinal de rumbo E-W y buzamientos entre 5-20°, con promedio de 12°. La fosforita de Sardinata se compone principalmente de apatito, cuarzo, calcita y arcillas. El mineral fosfático es carbonato de fluorapatito, que se presenta en gránulos o nódulos, foraminíferos y fragmentos de huesos fosfatizados. El apatito también se encuentra diseminado, impregnando el cemento de la roca. El tamaño de los granos oscila entre 0.1-1.6mm, como promedio 0.6mm. El cuarzo se presenta tamaño limo, constituyendo el núcleo de los nódulos fosfáticos y en forma criptocristalina en la matriz de la roca. La calcita actúa como cemento de grano fino, o conformando parcialmente esqueletos de foraminíferos y rellenando fracturas, abundando en la roca fresca, pero puede estar ausente en la roca meteorizada. La roca meteorizada puede contener trazas de fosfato de aluminio (wavelita) y ferroso (vivianita), los análisis de difracción de rayos X muestrean 40% de apatito, 15-38% de calcita, 4-10% de sílice, trazas de arcillas (caolinita predominante), pirita, feldespatos y glauconita. A continuación se refleja la composición promedio (en base de 222 muestras) de las rocas fosfóricas de Sardinata (MOJICA P., 1975, INGEOMINAS, I-1675). 33 COMPONENTE % EN PESO Humedad (105°C) 1,51 Pérdida por calcinación (105-1000°C) 4,98 SiO2 + insolubles 16,55 Fósforo (P2O5) 27,00 Calcio (CaO) 41,13 Aluminio (Al) 1,86 Hierro (Fe) 0,87 Flúor (F) 3,15 CO2 2,71 El depósito, según sus diferencias en contenidos de P2O5 y espesores, para las zonas con coberturas menores de 12m fue dividido en dos sectores, cuyas reservas evaluadas son las siguientes: CONCEPTO SECTOR A SECTOR B TOTAL Miles de toneladas 3,3601,535 4,895 % P2O5 29 25 (ponderado) 27.75 Espesor (m) 1,25 1,25 1,25 Para coberturas mayores de 12m se calcularon además 4,4 millones de toneladas en espesores entre 0,5-3,5m, que por las condiciones técnico-mineras son marginalmente económicas. Gramalote – Salazar – Es un yacimiento que se localiza a 30Km al occidente de Cúcuta, desarrollado por una faja de 35Km entre las poblaciones de Gramalote, Salazar y Arboledas. Se ubica en los sedimentos de la Formación La Luna, presentando 1 a 3 capas de fosforitas, en las que los espesores varían de 0,5-3,2m y los tenores entre 10-27% P2O5. El tonelaje estimado de reservas es de 7’700,000. Sardinata – Lourdes – Otro depósito de la Formación La Luna localizado entre esas dos poblaciones, con espesores de hasta 3,5m y tenores de P2O5 de 10-30% en dos capas fosfáticas, de arenisca glauconítica calcárea la superior, mientras que la inferior es de fosforitas en dos niveles. Se estiman 10 millones de toneladas de reservas indicadas. Tibú – Orú Las Mercedes – Se localiza al occidente de la población de Tibú, y se extiende en dirección N-S por 40Km. El nivel fosfático principal se ubica hacia el techo de la Formación La Luna con espesores de 1-5m y tenores de P2O5 de 8-19%. Su composición, similar a la de Sardita – Lourdes, es de apatito (gránulos, oolitos, nódulos y fragmentos de 34 huesos y foraminíferos fosfatizados. Se calcularon reservas del orden de 13 millones de toneladas. Departamento de Santander (Cuenca del Magdalena Medio). Las fosforitas de esta cuenca se ubican en la Formación La Luna, que yace de forma discordante sobre la Formación Simití y bajo la Formación Umir, del cual su miembro superior, Galembo, contiene niveles fosfáticos hacia su base, a la vez que se ubica otro nivel fosfático hacia la base de la Formación Umir. Al occidente de la ciudad de Bucaramanga se distingue una faja de 50Km de extensión de Vanegas al norte, hasta el sur de la población de San Vicente de Chucurí, donde el Cretáceo Superior, Formación La Luna, forma el flanco occidental del sinclinal Nuevo Mundo, con pendientes entre 30º y 70º y frecuentes inversiones Tanto el número de capas fosfáticas definidas, como los espesores (varía entre 0,7 y 1,8 m) y los contenidos (varían entre 15 y 17%), sufren frecuentes cambios. Para la estimación de reservas se dividió el depósito en tres sectores, según las características mencionadas: Vanegas – El Conchal – Reservas de 10,4 millones de toneladas. Conchal – La Azufrada – Reservas de 8,2 millones de toneladas. La Azufrada – San Vicente – Reservas de 14 millones de toneladas. Departamento de Boyacá. (Cuenca de Guadalupe). La roca fosfórica de esta cuenca está asociada en lo fundamental a la base de la Formación Plaeners del Grupo Guadalupe, que corresponde a una fase arenácea que se interdigita con secuencias calcáreas, arcillas y cherts de aguas más profundas. Los depósitos investigados más importantes se presentan a continuación: Área de Sogamoso Sinclinal de Iza – Cuitiva – Tota – Por una extensión de 6Km se estimaron 21,7 millones de toneladas indicadas con un tenor promedio de 19,6% de P2O5 en un manto de 2,6m, en la zona central menos afectada tectónicamente. Para el extremo meridional se estimaron 8,5 millones con 20,5% de P2O5 en tanto que para el extremo norte se evaluaron 5,8 millones con 17,3% de P2O5. De lo expuesto arriba, se deduce un total de 36 millones de toneladas de fosforitas, de los cuales 14,3 millones se pueden dedicar a la producción de fosfatos solubles y 21, 7 millones de aplicación directa en suelos. 35 Mongua – Sinclinal Siscuencí – Se indican reservas del orden de 20 millones de toneladas en espesores de 0,8-1,9m con 11-23% de P2O5. Estas ocupan un área de 8Km 2. Sogamoso – Sinclinal El Pilar – En 4,5Km2 al sureste de Sogamoso, se han inferido 15 millones de toneladas en espesores de 0,7-1,7m y 17-26% de P2O5. Área de Tunja Sinclinal del Piranchón – El espesor varía entre 1,6-2,3m, mientras que el contenido varía entre 15-29% de P2O5. Se estiman 19 millones de toneladas. Peña Negra – Se calcularon 15 millones de toneladas de reservas inferidas en una capa de 1,2m y 20% de P2O5. Sinclinal La Conejera – Pesca – Está conformado por las formaciones Conejo, Plaeners, Labor y Tierna, del Cretáceo Superior. El área productiva está entre las localidades de Pesca y Tota, a solo 6Km de la población de Pesca. En el flanco occidental se identificaron tres niveles fosfáticos: el superior hacia la parte media de la Formación Labor; la capa media, hacia la parte superior de la Formación Plaeners y la inferior hacia la base de esta propia formación. La roca es una arenisca gris compuesta de gránulos (“pellets”), escasos nódulos y huesos fosfatizados redondeados, de color marrón oscuro a gris, con granos casi completamente transformados a apatito. En la capa principal (la superior) el % P2O5 varía entre 16-25%, en tanto en la secundaria es de 12-21%. A continuación refleja la composición promedio del la capa fosfática del nivel inferior del yacimiento Pesca: COMPONENTE % EN PESO Humedad (105°C) 0,52 Pérdida por calcinación (105-1000°C) 6,00 SiO2 + insolubles 32,00 Fósforo (P2O5) 22,00 Calcio (CaO) 32,00 Magnesio 0,09 Aluminio (Al) 1,55 Hierro (Fe) 0,41 Flúor (F) 2,94 CO2 1,74 CaO: P2O5 1,45 Los recursos evaluados para el sinclinal en general se presentan en la tabla que a continuación se presenta: 36 RESERVAS CANTIDAD % P2O5 PROBABLES 7’556,800 18,85 POSIBLES 7’333,100 18,92 INFERIDAS 8’270,000 18,85 T O T A L 23’159,900 El yacimiento de Pesca (La Conejera) ha demostrado ser hasta el presente el de mayor valor en Colombia. Aún cuando la mena no es rica, su composición mineralógica y química, a lo que se añade el carácter relativamente homogéneo de la distribución de dichas propiedades en la mena, permiten fácil tratamiento y adecuación para ser utilizadas como materia prima para la fabricación de fertilizantes, en especial ácido fosfórico y termofosfatos. Departamento del Huila (Cuenca de Monserrate) Las concentraciones fosfáticas se albergan en las secuencias sedimentarias marinas de la Formación Monserrate del Cretáceo Superior (Campaniano – Maastrichtiano). Está compuesta preferentemente por areniscas de colores grises claros a blancos con granos de cuarzo, gruesos hacia el techo y, gradualmente pasan a medios en la base. Presenta intercalaciones de limonitas, cherts, arcillolitas y niveles fosfáticos. Localidades de interés económico son Palermo, La Guagua, Baraya, Aipe, Media Luna, Teruel, Yaguará y Tesalia. En La Guagua se estimaron reservas inferidas por 12 millones de toneladas, en espesores de 0,5-1,6m y tenores de 19-28% de P2O5. Para el sector Baraya (Los Pinos – Los Andes), en capas fosfáticas de hasta 2m y contenidos hasta 28% de P2O5, se estiman reservas inferidas por 20 millones de toneladas. Sinclinal de Mapatá (Media Luna) – El espesor de la capa principal (nivel inferior de la formación), es de 0,65-1,0m. Los tenores de P2O5, varían entre 25-30,8%. La relación Cao: P2O5 es 1,43 promedio. Las reservas inferidas alcanzan 17 millones de toneladas. Teruel – La Juanita – Situada al suroeste de Neiva, en los alrededores de Tesalia. Presenta dos capas económicamente explotables, con espesores de 0.9-2,2m y tenores entre 15-25% de P2O5. Las reservas inferidas se calcularon en 15 millones de toneladas. Yaguará – Al suroeste de Neiva, en la vecindad del poblado homónimo fueron determinadas las capas fosfáticas de interés económico. Se han separado dos sectores: 37 Sector occidente – sur – El espesor acumulado para las capas explotables varía de 1 a 2,4m y el tenor de P2O5 varía entre 18-31%. Las reservas inferidas calculadas alcanzan 5 millones. Sector norte – noreste – El espesor acumulado explotable sufre rápidos cambios entre 0,7- 2,0m y el tenor cambia desde 13% hasta
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