Aplicaciones de Mineral GRAFITO en Bolivia [PDF]

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UNIVERCIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERA “FNI”

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA ´´ FNI ``

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

GRAFITO PRESETADO POR:

UNIV. VICTORIO MARTINEZ JOSE LUIS

DOCENTE DE LA MATERIA: M.Sc. OCTAVIO HINOJOSA C. MATERIA:

MET-4500 “A” BENEFICIOS DE MINERALES METALICOS Y NO METALICOS

FECHA:

16/03/2021

ORURO-BOLIVIA 2021 MET-4500 BENEFICIOS

Univ. Victorio Martínez José Luis

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INTRODUCCIÓN El grafito natural es una forma alotrópica del carbón. Es un mineral suave, de color gris a negro, brillo metaloide, peso específico de 2.23, dureza de 1-2, cristaliza en el sistema hexagonal, estable y químicamente inerte a temperatura normal, inodoro, no tóxico, resistente al calor y excelente conductor de calor y electricidad, es untuoso al tacto. Se encuentra normalmente como granos y agregados escamosos, foliados o masivos. Se forma por el metamorfismo del material orgánico en los sedimentos y ocurre en los esquistos y mármoles. Se encuentra asociado con minerales como: cuarzo, feldespato, micas, calcita, pirita y óxidos de fierro. Sus aplicaciones son principalmente en la industria del hierro y el acero. Asimismo, es utilizado en la elaboración de productos refractarios, químicos, de revestimiento y, por sus cualidades de auto lubricación y conducción de electricidad, es usado en la fabricación de conductores en motores eléctricos y en la fabricación de baterías secas.

1. PROPIEDADES FÍSICAS El grafito es de color negro y gris con brillo metálico, refractario y se exfolia con mucha facilidad. En la dirección perpendicular a las capas presenta una conductividad de la electricidad baja, que aumenta con la temperatura, comportándose pues como un semiconductor. A lo largo de las capas la conductividad es mayor y aumenta proporcionalmente a la temperatura, comportándose como un conductor semimetálico. Aunque tanto el grafito como el diamante están formados exclusivamente por átomos de carbono, el grafito es muy blando y opaco, mientras que el diamante es el mineral más duro según la escala de Mohs y además deja pasar la luz a través de sí. Estas marcadas diferencias físicas se deben exclusivamente a las diferentes redes cristalinas o retículos sobre las que se disponen los átomos de carbono en el grafito (átomos de carbono en los vértices de prismas hexagonales) y en el diamante (la red cristalina está hecha de tetraedros regulares cuyos vértices son átomos de carbono).

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Las características y las propiedades del grafito se relacionan e impactan en el resultado final al proveer algún material para una empresa, favoreciendo a todo tipo de sectores productivos. A continuación enlistamos las propiedades del grafito

y explicamos

brevemente en qué consisten: 

Bajo coeficiente de expansión térmica: Lo convierten ideal para aplicaciones de alta temperatura sin expansión.



Alta conductividad térmica: Permite la rápida disipación o distribución de calor.



Auto lubricante: La estructura molecular de grafito permite una lubricación o efecto desmoldaste utilizado en diversas aplicaciones.



Inerte al ataque químico: Baja reactividad con ácidos y químicos utilizados en la industria.

Son muchas las aplicaciones que en la actualidad se pueden reconocer del grafito, se puede resaltar su participación en la elaboración de pinturas, lápices, lubricantes, electrodos e incluso como moderador en reactores nucleares. Pero es debido a las propiedades del grafito que es posible aplicarlo en un centenar de formas como son anillos, aspas para bombas centrífugas, bujes, barras revolvedoras, crisoles de fundición para procesos de vaciado, escobillas, insertos y soportes antiadherentes. El grafito se encuentra tan inmiscuido en la vida cotidiana que se ha vuelto indispensable, especialmente en el sector industrial, que abarca desde el sector agrícola, alimenticio, eléctrico, metalúrgico, químico, de transporte, etc. Todos estos sectores mantienen requerimientos tan puntuales que necesitan productos diseñados para la aplicación específica del cliente final, como es el caso de los lubricantes líquidos y sus vehículos anticontaminantes. Por ello, es que en ESGRAF no sólo nos dedicamos a realizar productos existentes en el mercado, sino también a seguir innovando y producir elementos originales para satisfacer las particularidades de múltiples industrias.

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GRAFITO

GENERAL categoría

Minerales elementos nativos

Clase

1.CB.05a (Strunz)

Formula química

C

PROPIEDADES FÍSICAS Color

gris y gris oscuro

Raya

gris oscuro

Lustre

metálica

Transparencia

no

Sistema cristalino

Hexagonal (6/m 2/m 2/m)

Hábito cristalino

Tabular, de seis caras foliada, las masas granulares compactados

Exfoliación

Perfecta

Fractura

Escamosa, de lo contrario en bruto, cuando no en la división

Dureza

1-2 (Mohs)

Tenacidad

Escamas finas flexibles y quebradizas

Densidad

2,09 a 2,23 g/cm³

Índice de refracción

Opaco

Índice de refracción

no

Solubilidad

Fundido Ni

Magnetismo

diamagnético

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2. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS Características físicas y químicas El grafito natural es una forma alotrópica del carbón. Es un mineral suave, de color gris a negro, brillo metaloide, peso específico de 2.23, dureza de 1-2, cristaliza en el sistema hexagonal, estable y químicamente inerte a temperatura normal, inodoro, no tóxico, resistente al calor y excelente conductor de calor y electricidad. Se encuentra normalmente en pequeños cristales hexagonales en forma de agregados compactados, escamosos, terrosos, esféricos, foliados o masivos. Se forma por el metamorfismo del material orgánico en los sedimentos esquistos y mármoles. Es un raro constituyente de meteoritos y rocas Frecuentemente se encuentra asociado con minerales como: cuarzo, feldespato, micas, calcita, pirita y óxidos de fierro. Es extremadamente refractario, siendo poco afectado por temperaturas superiores a los 3,000ºC; tiene alta resistencia al intemperismo y los ácidos; se mezcla fácilmente con otros materiales tanto líquidos como sólidos. Es compresible y maleable; resiste el ataque químico, el choque térmico, la contracción y la oxidación; tiene bajos coeficientes de fricción, expansión térmica y permeabilidad; flexible y sectil en un amplio rango de temperaturas y excelente lubricante. Se encuentra en la naturaleza en pequeños cristales hexagonales en forma de agregados compactados, escamosos, terrosos y esféricos. El grafito frecuentemente se encuentra asociado con minerales como: cuarzo, feldespato, micas, calcita, pirita y óxidos de fierro. Los electrones que se encuentran entre capa y capa son los que conducen la electricidad y éstos también son los que le dan el brillo al grafito ya que la luz se refleja sobre la nube electrónica. Tiene excelentes propiedades de resistencia al desgaste, especialmente con metales blandos. El grafito no es soluble en agua y no se derrite a altas temperaturas, sino que pasa al estado gaseoso directamente (Sublimación) a temperaturas mayores de 3,800°C. 5 En ausencia de oxígeno, el grafito resiste muy bien la acción del calor. Asimismo, resiste la acción de las bases y de los ácidos no oxidantes, pero reacciona muy fácilmente con los MET-4500 BENEFICIOS

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ácidos oxidantes para dar lugar a la formación de compuestos interlaminares que contienen oxígeno e hidrógeno. La composición ideal límite podría responder a la fórmula C20. Este compuesto interlaminar recibe el nombre de óxido grafítico. El tratamiento del grafito con flúor, a una temperatura de unos 500°C, da lugar a la formación de un compuesto interlaminar que responde a la fórmula (CF). Cuando se le añade un elemento como el magnesio y se utiliza el tratamiento adecuado, el grafito que ha tomado la forma de lámina durante la solidificación adquiere la forma esferoidal, dando origen a la fundición de grafito o fundición esferoidal, la cual se caracteriza por tener buena resistencia a la corrosión natural, capacidad para absorber las vibraciones y ser auto lubricante, así como características mecánicas más elevadas, su capacidad para deformarse antes de la rotura es muy superior a la fundición laminar, su módulo de elasticidad es casi como el del acero, la resistencia a la rotura por tracción y flexión es de 2 a 3 veces superior a la fundición laminar o gris y posee elevada resistencia a los choques. Algunas de las áreas de nueva aplicación incluyen el asfalto eléctricamente conductivo para pistas calentadas en los aeropuertos y los puentes de carreteras. En el grafito, los átomos se vinculan en grupos de seis y adoptan la forma de un hexágono. Las ligaduras que unen a los átomos de cada hexágono resultan muy firmes, pero no lo son las que unen a los hexágonos entre sí. Esto permite que los grupos de átomos se deslicen a veces, unos sobre otros o cambien de posición, lo que hace que se separen fácilmente. Por eso, el grafito es blando y resbaladizo. La forma en que los átomos de carbono en las sustancias orgánicas se unen entre sí en cadenas, resulta excepcional. El enorme número de compuestos orgánicos del carbono es consecuencia de las distintas disposiciones de los átomos de este elemento al unirse en cadenas abiertas o cerradas. Por esto hay tantos compuestos orgánicos de carbono. Éste entra en la formación de los compuestos complejos de toda la materia viva.

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Estructura

Estructura atómica del grafito

El

grafito

cristaliza

en

el

sistema

hexagonal.

En

el

grafito

los átomos de carbono presentan hibridación sp2, esto significa que forma tres enlaces covalentes en el mismo plano a un ángulo de 120° (estructura hexagonal) y que un orbital Π perpendicular a ese plano quede libre (estos orbitales deslocalizados son fundamentales para definir el comportamiento eléctrico del grafito). El enlace covalente entre los átomos de una capa es extremadamente fuerte. Sin embargo, las uniones entre las diferentes capas se realizan por fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales Π, y son mucho más débiles. Se podría decir que el grafito está constituido por láminas de grafeno superpuestas. Esta estructura laminar hace que el grafito sea un material marcadamente anisótropo.

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3. YACIMIENTOS A NIVEL MUNDIAL Aunque puede producirse artificialmente, a partir de carbono amorfo, existen muchos yacimientos naturales de este mineral. Se encuentra en rocas metamórficas, en las que los procesos asociados con su formación han transformado el carbono presente en la materia orgánica que contenía la roca original. A escala industrial, el principal productor mundial de grafito es China, seguida de India y Brasil.

YACIMIENTOS EN BOLIVIA La industria minera de Bolivia y los ingresos del departamento de santa cruz se incrementas con la exportación del grafeno logrando así una mejor calidad de vida para las personas del sector. El grafeno es una sustancia compuesta por 100 de carbono, una vez que se registre la patente como material utilizable se aplicara en diferentes campos como la medicina mejorara y lograra curar enfermedades también en el campo de la construcción ara que los edificios sean más durables, en el campo de la electrónica las baterías d los celulares necesitaran menos carga y serán de mayor durabilidad, los chalecos antibalas serian livianos transparentes, el ensamblado de los autos con grafeno hará que sean más seguros. En Bolivia contamos con el mineral grafito el cual no se explota ni se exporta. Debido a: 

Desconocimiento sobre el uso de grafeno.



Falta de información sobre la rentabilidad de la producción grafeno.



Falta de políticas públicas (carencia de inversión)



Falta de tecnología (no existe plantas de industrialización de este tipo de productos) e investigación en Bolivia.

Bolivia estaría percibiendo ingresos significativos en el Producto Interno Bruto Minero como también en los ingresos del departamento de santa cruz porque este mineral se encuentra en las minas de Santa Cruz. El grafeno, en menos de cinco años, será mundialmente

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conocido y será una de las bases de la tecnología en los próximos años, si Bolivia toma sus previsiones para exportar el mineral Grafito estaremos a la par en el desarrollo.

A nivel mundial con expectativas favorables para nuestro País. Se recomendaría que se pueda lograr un aporte más amplio a el presente trabajo de tesis de Grado con profesionales de nuestra Universidad Mayor De San Andrés y todas las personas que quisieran llevar a cabo una investigación a cerca del grafeno para lograr un mejor desarrollo tecnológico y económico para el País.

RESERVAS DEL YACIMIENTO DEL GRAFITO Y SU FAMILIA

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4. SISTEMA DE EXPLOTACION

PROCESO DE OBTENCIÓN

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Extracción.- La extracción se realiza en forma subterránea y a cielo abierto aplicando el plan de minado diseñado y posteriormente se acarrea el mineral a la planta de trituración. En esta etapa puede llevarse a cabo una trituración primaria del mineral. Trituración.- Es una operación que generalmente se realiza en dos o tres etapas. La trituración secundaria se realiza con el fin de reducir aún más el tamaño del grano del mineral que proviene de la trituración primaria. La trituración puede ser un circuito abierto o cerrado, dependiendo del tamaño del producto. Secado.- El secado se realiza para remover la humedad, mecánicamente por medio de un secador horizontal, cuando no se tiene este equipo se realiza en patios a través del calor del sol, en este caso, el grafito se extiende en el suelo secándose primero la parte superior y con rastras se le va dando de vueltas para secar la parte que al principio quedó abajo. Este proceso se realiza en el grafito amorfo. Molienda.- La molienda es el proceso donde el tamaño de las partículas se reduce más que en la etapa anterior por una combinación de mecanismos de quebrado de impacto y abrasión ya sea en seco o en suspensión de agua, generalmente se realiza en húmedo. La molienda es la operación que requiere mayor consumo de energía dentro del proceso de los minerales.. Flotación.- Proceso que permite la separación de impurezas del grafito y se realiza a través de la columna y celdas de flotación para obtener una mejor recuperación e incremento del contenido de carbono en el concentrado. Clasificación.- Proceso de mezcla de minerales en dos o más productos teniendo como base la velocidad con que caen los granos a través de un medio fluido. La aplicación en húmedo se lleva a cabo en partículas minerales que se consideran demasiado finas para ser separadas.

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5. PROCESOS DE CONCENTRACIÓN La mayoría de los minerales de grafito de bajo grado son cristalinos y responden muy bien al tratamiento de flotación para recuperación de grafito. Donde un porcentaje bastante elevado de grafito en el mineral es reducido de tamaño a malla 100 y en ocasiones se busca recuperar las fracciones gruesas. El Grafito laminar gruesa suele tener generalmente un precio alto. Por otro lado, donde un porcentaje máximo de grafito en el concentrado es deseado, la fracción gruesa es recuperada tan pronto como sea posible, pudiendo ser enviado a una parte del circuito de flotación, evitando la excesiva molienda de la fracción gruesa.

Diagrama de Flujo para la Flotación de Grafito

Recuperación de Grafito MET-4500 BENEFICIOS

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Uno de los objetivos de este diagrama de flujo es alcanzar la máxima recuperación de grafito en un concentrado ensayando acerca de 84-85 por ciento de grafito, y la siguiente distribución de tamaño, Pasante Malla 100 y Retenido Malla 200……………………………………………. 10-11% Pasante Malla 200 y retenido Malla 325……………………………………………. 20-21% Pasante Malla 325…………………………………………………………………………. 60-70% Muchos minerales de esta naturaleza reportan alrededor del 20 por ciento de grafito. La ganga silícea es común, pero puede contener una pequeña cantidad de pirita. La gravedad específica de este tipo de mineral generalmente estará cerca de 2.62. El mineral sería clasificado como un «medio duro» para el diseño del circuito de molienda. La producción de un producto grueso requiere la remoción de impurezas si fuese necesario. La flotación es exitosa, pero reactivos especiales puede ser necesarios para deprimir la ganga, cuyas partículas que pueden ser recubiertas con algo de grafito producto de la remolienda. Etapa moler en circuito cerrado con cribas vibratorias pueden sacar mucha ganga como material rechazado por la criba. Generalmente, para obtener la máxima calidad, se debe considerar el uso de mesas de concentración gravimétrica para separar productos intermedios, los cuales de otro modo serian tratados nuevamente.

Circuito de Flotación de Grafito MET-4500 BENEFICIOS

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Reactivos de Flotación para Grafito Alcohol o aceite de pino solos, o con un colector de aceite mineral como el queroseno, es generalmente utilizada. Reactivos ácidos o alcalinos pueden ser necesarios para deprimir la ganga. El grafito es uno de los minerales más fácil flotar, incluso en láminas de hasta 10 mallas y más grueso. Una buena práctica es moler hasta 100% menos malla 10, y luego el grafito laminar es recuperado en tamaño grueso.

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Todo el proceso de extracción sigue un plan de minería, facilitando la selección del mineral más adecuado para los productos finales. Homogeneización El depósito de ese mineral en el patio de alimentación se sistematiza para formar pilas de alimentación en capas. El objetivo es reducir la variabilidad natural del mineral. Concentración Mecánica El mineral se somete a sucesivas moliendas y procesos de separación mecánica de las impurezas presentes en el grafito. La concentración mecánica tiene como objetivo la recuperación máxima del grafito presente en el mineral, preservando sus características físicas. Concentración Química La concentración con uso de químicos se utiliza en la remoción de las impurezas restantes en el grafito previamente concentrado mecánicamente. Nacional de grafito emplea y trata los residuos de concentración química de forma de no contaminar el medio ambiente.

Filtrado y Secado Después de la concentración química, el grafito es lavado intensamente con agua desmineralizada, alcanzando un pH neutro. En filtros tipo prensa y secadores rotativos, se seca la humedad restante.

TRABAJANDO CON LAS PROPIEDADES FÍSICAS Clasificación Las técnicas de tamizado se utilizan para clasificar las partículas del grafito concentrado, alcanzando la distribución granulométrica deseada.

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Molienda El molino de chorro y martillo muelen el grafito concentrado hasta que alcance el tamaño deseado. Las partículas molidas son clasificadas posibilitando controlar la distribución granulométrica del producto generado. Los diferentes métodos de molienda y clasificación permiten formatear la partícula, dándole al grafito características distintas de densidad y de superficie específicas.

Formación de Briquetas En este proceso se producen granos de grafito aglomerado para usarlo como carburante y aditivos de carbono.

Intercalado Debido a su anisotropía extrema, el cristal de grafito permite que se intercalen sales en su estructura. Esas sales al calentarse se evaporan provocando la rotura de las conexiones interlineares, “expandiendo” el grafito. Nacional de Grafito ha desarrollado procesos de intercalado y expansión del grafito compatible con el medio ambiente

6. EQUIPOS QUE SE USAN EN EL PROCESO DE CONCENTRACIÓN CHANCADO Y ALMACENAMIENTO DEL MINERAL DE GRAFITO El chancado debe realizarse con la menor reducción del tamaño de partículas de grafito. Con este fin, una chancadora de quijada con una descarga fijada en 1¼ pulgadas es utilizado para el chancado. La parrilla estacionaria de la trituradora separara el material menor a 1¼ pulgadas a la trituración secundaria junto con el mineral chancado. El mineral chancado es transportado a través de una criba vibrante con ¼ pulgadas de abertura El material pasante cae por gravedad a un depósito de mineral fino de 200 toneladas. Además el material mayor a ¼ de pulgada es reducido de tamaño en la etapa secundaria con un mínimo de reducción de tamaño de partículas de grafito. El circuito es operado en una jornada de 8 horas diarias, mientras que la balanza de la planta funciona 24 horas al día MET-4500 BENEFICIOS

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MOLIENDA DEL MINERAL DE GRAFITO Un molino de barras se utiliza para alcanzar el requisito mínimo de molienda con la reducción del tamaño de las partículas de grafito. Una molienda con densidad uniforme debería ser mantenida por encima del 65% de sólidos. La descarga pasa a través de un trommel con el material pasante dirigiéndose a una celda unitaria.

La celda de flotación unitaria es instalada en el circuito de molienda para recuperar una importante cantidad de grafito en un tamaño de partículas relativamente gruesas, que pueden comercializarse como producto final o el concentrado puede ser mezclado en el circuito de flotación en un punto posterior. En cualquier caso este grafito es recuperado tan pronto como este liberado sin tratamiento adicional y sin costo adicional por reducción de tamaño adicional. Además de la fracción que no paso por la abertura del trommel y los relaves de la celda unitaria son alimentados a un circuito de clasificación para separar el material grueso y molerlo.

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ACONDICIONAMIENTO DEL MINERAL DE GRAFITO Cuando un corto acondicionado es suficiente, este puede lograrse en la primera celda de la sección de flotación primaria. Largos períodos de acondicionamiento requieren un acondicionador. El acondicionado requiere generalmente alrededor de 0.04 kg/t de petróleo, y 0,03 kg/t de espumante tal como DF-250.

FLOTACION DE GRAFITO La sección de flotación primaria puede tener 6 o más celdas de flotación. Se requiere adición de espumante alrededor de 0,03 kilos por tonelada. Debe adicionarse en la zona central para una operación más eficiente.

El concentrado de la celda unitaria y del banco de flotación primaria es combinados y se envía al circuito de limpieza de tres etapas. Este arreglo se puede lograr sin bombas, un ejemplo típico es la gran flexibilidad de las celdas de flotación Sub-A. No se requiere reactivos adicionales en la etapa en la sección de limpieza. Mineral de grafito responde

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fácilmente a la flotación. Generalmente una recuperación de 90-95% puede esperarse en un concentrado ensayo alrededor del 55 por ciento dependiendo del mineral de carbono. CONCENTRACION DE GRAFITO EN MESA El concentrado de flotación puede ser tratado en una Mesa de Concentración Gravimétrica para la eliminación de la ganga que no puede ser eliminado por flotación. El tratamiento en la mesa no es un problema para la recirculación de los productos intermedios y que la recuperación se encuentre dentro de los límites económicos. El retratamiento del producto intermedio de baja ley en un molino de bolas puede aumentar la recuperación final, llegando en algunos casos a 90%.

7. PAÍSES PRODUCTORES, DISTRIBUCIÓN PORCENTUAL Se estima que el consumo mundial de grafito natural es de alrededor de 1 millón de toneladas anuales, y además éste está experimentando un claro crecimiento desde el año 2013. Según el servicio geológico americano (USGS), en 2016, el principal productor de grafito fue China con un 67% seguido muy de lejos de la India y Brasil.

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Recientemente, marzo de 2018, ha sido noticia en el sector minero el descubrimiento en Mozambique de un yacimiento de grafito de grandes dimensiones. Se trata del yacimiento de Montepuez, que contiene 3,64 M de toneladas de grafito.

Según la empresa

concesionaria podrá suministrar de alrededor de 50.000 toneladas anuales al menos durante 30 años, lo que representaría el 5% de la producción mundial.

. Reparto de la producción mundial de grafito. Fuente: Informe IUGS. Los principales yacimientos del mundo se encuentran en rocas carbonatadas sedimentarias que han sido sujetas a metamorfismo regional o de contacto y en filones dónde el grafito ha precipitado a partir de fluidos. Aparecen en cinturones de gneis y esquistos en China, en terrenos graníticos como son los del estado de Orissa en la India y los del Complejo granítico Precámbrico de en Sri Lanka, y también existen otros yacimientos de menor importancia en México.

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Localización de los principales yacimientos mundiales de grafito. Fuente: Robinson et al. (2017).

Países líderes en la producción de grafito a nivel mundial 2020 Esta estadística muestra un ranking de los principales países productores de grafito a nivel mundial en 2020. En ese año, el primer país productor de grafito fue China, con aproximadamente 650.000 toneladas métricas producidas, seguido a gran distancia por Brasil,

con

una

cifra

de

alrededor

de

95.000

toneladas

métricas.

El grafito es un mineral de color negro y lustre metálico, constituido por carbono cristalizado, que se puede producir artificialmente y se usa en la fabricación de lapiceros, componentes electrónicos, material refractario y en otras aplicaciones industriales.

Ranking de los principales países productores de grafito a nivel mundial en 2020(en miles de toneladas métricas):

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Países Producción en miles de toneladas métricas China

650 TM

Brasil

95 TM

Madagascar

47 TM

India

34 TM

Rusia

24 TM

Ucrania

19 TM

Noruega

15 TM

Pakistán

13 TM

Canadá

10 TM

México

8 TM

8. PRODUCCIÓN MUNDIAL EN LOS ÚLTIMOS 10 AÑOS La explotación del grafito se realiza en minas a cielo abierto o subterráneo. Las operaciones a cielo abierto son más económicas y se opta cuando la capota de material estéril puede ser removida económicamente. Las minas de Madagascar son en su mayoría de este tipo. En la República de Corea, México y Sri Lanka donde los depósitos son profundos, se requieren de técnicas de minado subterráneo. Los principales países productores son:

China, India, México, Corea del Norte y Brasil; en conjunto producen el 75% del total mundial

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9. PRODUCCIÓN NACIONAL EN LOS ÚLTIMOS 10 AÑOS La producción del sector minera de Bolivia NO incluye al grafito. Solo se Explota la antracita y carbón amorfo de la familia de estos minerales, estos yacimientos se encuentran en el departamento de Santa Cruz y no están siendo explotados debido a: 

Desconocimiento sobre el uso de grafeno o grafito.



Falta de información sobre la rentabilidad de la producción grafeno.



Falta de políticas públicas (carencia de inversión)



Falta de tecnología (no existe plantas de industrialización de este tipo de productos) e investigación en Bolivia.

Efectos del problema 

Perdida de oportunidad en la producción y exportación del Grafeno que incentivaría al crecimiento económico.



Pérdida de ingresos



Pérdida de oportunidades



Perspectiva perjudicial en la economía boliviana

Árbol del problema

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10. USOS DEL GRAFITO

GRAFITO NATURAL Refractarios En la producción de ladrillos de magnesita-grafito se requiere de grafito de alta calidad (9099% C) en granos gruesos, con buena resistencia a la oxidación y alta resistencia a la corrosión, los cuales se usan en hornos de arco eléctrico. En refractarios de magnesitagrafito para refinar y mejorar los aceros en hornos-olla en los que se requiere de mayor resistencia a la temperatura y la corrosión. En refractarios de alúmina-grafito para la colada continua. El grafito da propiedades de resistencia al impacto térmico y a la corrosión de los refractarios de alúmina. Utilizan compuertas de alúmina-grafito para manejar el flujo de metal. En la manufactura de crisoles. Al mezclar grafito con otros materiales como arcillas refractarias, arena, talco y mica se genera un acabado muy fino a la superficie de los moldes evitando que los metales MET-4500 BENEFICIOS

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se adhieran a las paredes de los moldes, facilita la remoción de la colada al enfriarse el molde y reduce costos de maquinado y terminado de productos. En la recarburización del acero. Se utiliza como agente aislante en las coladas de acero. Revestimiento Como recubrimiento de tubos de televisión, de substancias explosivas, de fundición del fierro y el acero; el grafito mezclado con arcillas es aplicado como delgado revestimiento para limpiar y liberar fácilmente el molde de los vaciados metálicos y en recubrimientos para frenos y clutch. En la fabricación de balatas y el fortalecimiento de metales. Material eléctrico Su calidad de autolubricación lo hace ideal en la fabricación de conductores en motores eléctricos y otros equipos eléctricos para aviones y submarinos, así como en la elaboración de cepillos de carbón para motores eléctricos y electrodos. Insertando átomos de calcio entre las láminas de la estructura hexagonal del grafito se obtiene un material (CaC6) que es superconductor. El nuevo material se torna superconductor a 11.5 °K. El CaC6 es un ejemplo de compuesto de grafito intercalado, una nueva clase de materiales electrónicos que consisten en intercalar átomos extraños como calcio, sodio o potasio entre las capas del grafito. El grafito es un semimetal y esto implica que los electrones donados o adquiridos por elátomo extraño alteran sus propiedades eléctricas transformándolo, bajo este punto de vista, en un metal. Para fabricar el nuevo superconductor se utiliza grafito pirolítico calentado a 350°C junto con una aleación fundida de litio-calcio en una atmósfera de argón. Generación de electricidad En la fabricación de baterías secas, el grafito se adhiere al dióxido de manganeso para dar una mejor conductividad y funciona como material absorbente. Tradicionalmente se ha usado en baterías secas de zinc-carbono, pero también en el uso de baterías recargables y alcalinas, estas últimas requieren de alto contenido de carbono. Productos químicos

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En la manufactura de empaques especiales; como ingrediente en la fabricación de caucho, explosivos y pulimentos. En la elaboración de fibras y municiones. En forma de polvos se emplea en lubricantes, recubrimientos y conductores. Automotriz En la sinterización se mezcla grafito de alta pureza con polvos de metal para obtener fórmulas específicas usadas en la industria automotriz. Por rechazo ecológico del asbesto, el grafito lo reemplaza en la producción de balatas. También es usado en la producción de escobillas para motores. En esta industria, en la sintonización se mezcla grafito de alta pureza con polvos metálicos para obtener formas específicas usadas en la industria automotriz (cuando se absorbe carbón se refuerzan los metales) y como rellenador de juntas y cojinetes. Pinturas Como componente en la elaboración de pinturas y pigmentos. En la elaboración de pinturas para proteger superficies metálicas y pinturas antiestáticas de suelos. Lubricantes Como lubricante ya que se adhiere a la superficie metálica rellenando los poros. Puntillas para lápices En la elaboración de puntillas para lápices.

GRAFITO SINTÉTICO Electrodos En la producción de acero y hornos de arco eléctrico, en elproceso de aluminio HallHéroult, hornos de carburo, hornos de reducción para fósforo y sílice. Producción de acero

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UNIVERCIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERA “FNI”

Para aumentar el contenido de carbón en el acero. Fundición Vaciado, sinterización, lingoteo, moldes de fierro fundido y crisoles. Industria química En la manufactura de plantas químicas (intercambiadores de calor, torres, bombas, tubería). En la actualidad se emplean grandes cantidades de grafito ultrapuro como moderador de los neutrones con el fin de reducir la acción de los neutrones del uranio en reactores nucleares. Industria aeroespacial Toberas de cohetes, narices cónicas, aspas de control, tubos de explosión y como aislante térmico. Fibra de grafito En la manufactura de raquetas, cañas de pescar, poste para salto de garrocha y esquís.

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11. BIBLIOGRAFIA    

Áreas de aplicación del Carbón y el Grafito2017 http://www.gruporooe.com/es/frontpage Brunssen. Usos del grafito (s.f.). http://www.comercioindustrial.net/productos.php?id=gusos&mt=grafito Grafito Soluciones S.A. de C.V Aplicaciones del grafito (s.f.). Recuperado el 11 de agosto de 2017, de http://grafitosoluciones.com/aplicaciones.html Grafito (C) (s.f.). Recuperado el 26 de septiembre de 2017, https://camimex.org.mx/index.php/secciones1/sala-de-prensa/uso-de-losmetales/grafito/ http://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/produccionminera/grafito.html

12. ANEXOS

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