Cuarteo y Muestreo de Minerales

 

Universidad de Talca Facultad de Ingeniería Ingeniería Civil de Minas Fundamentos de la metalurgia

Cuarteo y Muestreo de Minerales, Cálculo de Densidad y Porosidad: 

Alumnos: Blanca Becerra Alumnos: Blanca Felipe Cáceres María José Carreño Camila Opazo Profesores: Lina Profesores:  Lina Uribe Carlos Moraga

 

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Resumen: Existen distintos tipos de métodos de muestreo de minerales utilizados con el objetivo de obtener una muestra con cierta cantidad de masa que contenga todas las propiedades, componentes y diversas características de la muestra inicial o del lote del material, esta muestra recibe el nombre de muestra representativa, las características presentes en esta muestra se obtienen por la densidad,  peso específico específico del del mineral, mineral, densidad aparente y porosidad porosidad que corresponde corresponde a las fracciones fracciones de espacios vacíos que hay dentro de la masa. En minería se utilizan diferentes métodos de muestreo algunos de ellos son: Cono y cuarteo: consiste en mezclar el material y darle forma de cono para luego aplastarlo hasta que su forma sea similar al de una torta, lo siguiente es dividir la figura anterior en cuatro partes, elegir dos partes contrarias y descartarlas, finalmente repetir el proceso con las dos partes no eliminadas. División por incremento: primero se revuelve el material y darle forma rectangular, subdividir el rectángulo anterior en 5 de largo y 4 de ancho y por último repetir el proceso con los rectángulos que quedaron al medio, por ende, se elimina el borde de la figura original. Mecánico de cortador de rifles: se debe vaciar el material en el aparato mecánico, obteniendo dos  bandejas, con una de ellas se repite el proceso y la otra se descarta. descarta. Es de mucha importancia realizar métodos de muestreo siguiendo cada uno de sus pasos, ya que nuestro margen de error sería mínimo, haciendo referencia al error fundamental que posee cada  proceso. 

 

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Introducción: En todo proceso minero es imprescindible obtener una buena caracterización de la mena o material en el cual estamos interesados en extraer, es por esto que existen muchos procesos de caracterización entre los cuales tenemos algunos de los más simples y económicos, estos son los métodos de muestreo por cono y cuarteo y división por incrementos, para ambos necesitamos una homogeneidad del material de interés y a través de procesos de división en diferentes direcciones y formas obtenemos lo que denominamos como muestra representativa, la cual tiene como objetivo el representar a toda la mena, en cuanto a características y propiedades. Este mineral también posee dentro de sus propiedades, algunas que son de interés para los procesos metalúrgicos como los son la densidad, peso específico, porosidad, etc. Estas se determinan mediante experimentación en el laboratorio una vez obtenida una muestra representativa. En estas experiencias de laboratorio buscaremos a través de la experimentación obtener una muestra representativa y con esta las propiedades que caracterizan al material de interés, las cuales no ayudarán a en cierta mediada predecir su comportamiento en los distintos procesos metalúrgicos por los cuales se deberá someter.

 

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Materiales y Métodos: Practica 1: Materiales: - Palas

-

Espátulas

-

Brocha

-

Recipientes Metálicos

-

Lona Plástica

Métodos: 1.  Método de cono y cuarteo: a.  Depositar el mineral en la lona, 5.0125 kg.  b.  Rolear con esta el mineral hasta obtener una mezcla homogénea c.  Formar un cono. d.  Aplastar un poco el cono hasta formar una torta. e.  Dividir la torta en 4 partes f.  Seleccionar dos de esas partes que este opuestas y descartarlas. g.  Repetir el proceso con lo que sobra hasta obtener el tamaño de muestra deseado, 0.608 kg.

Primer cuarteo Partes Grises descartadas.

Segundo Cuarteo Partes Grises descartadas.

 

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2.  División por incrementos: a.  Depositar el mineral en la lona.  b.  Rolear con esta el mineral hasta obtener una mezcla homogénea c.  Formar una torta rectangular de un espesor uniforme d.  Dividir el rectángulo en 5 parte iguales a lo largo y 4 a lo ancho. e.  Descartar las partes exteriores. f.  Repetir procedimiento hasta obtener una muestra representativa.

Partes en gris se descartan. 

 

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Practica 2: Materiales:

-

Probetas graduadas.

-

Balanza

-

Picnómetro

-

Espátula

Método: 1.  Determinación de la densidad de un mineral: a.  Pesar 30g de mineral.  b.  Medir 50 ml de agua en una probeta. (volumen 1) c.  Añadir el mineral a la probeta y medir. (volumen 2) d.  Determinar la diferencia entre estos dos volúmenes (volumen 1 –  1  –  volumen  volumen 2) el cual será el volumen del mineral. (Volumen mineral) e.  Con estos datos calcular la densidad. 2.  Determinación del peso específico:

  Tomar el peso de una probeta graduada vacía y seca. (P1)

•

  Pesar la probeta graduada con un volumen de agua igual al del volumen del mineral

•

del método 1. A partir de los dos pesos obtenemos la masa del volumen de agua. magua=P2-P1.

  Para obtener el peso específico del mineral dividimos la masa del mineral y la masa

•

del volumen de agua. 3.  Determinación del peso específico con picnómetro:

  Pesar el picnómetro vacío. (W1)

•

  Depositar en el picnómetro el mineral hasta 1/3 del volumen y pesar. (W2)

•

  Llenar el picnómetro con agua destilada, calentar para eliminar burbujas de aire y

•

luego enfriar. Rellenar el picnómetro con agua y pesar. (W3)

  Vaciar el picnómetro, llenar con agua, secar exteriormente y pesar. (W4)

•

  Calcular Peso Específico.

•

 

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4.  Determinación de la densidad aparente suelta de un mineral y la porosidad:

  Tomar un recipiente de volumen conocido (Volumen recipiente) y pesar vacío.

•

(P1).

  Adicionar el mineral, sin aplicar fuerza o vibraciones para mantener el volumen sin

•

modificaciones y pesar. (P2).

  Obteniendo la masa del mineral al restar (Peso Mineral=P2-P1).

•

  Calcular la densidad aparente.

•

  Obtenida la densidad aparente se calcula la porosidad.

•

5.  Determinación de la densidad de la pulpa.

  Tomar 30 g de mineral y agregarlo a una probeta.

•

  Agregar 70 ml de agua.

•

  Medir el volumen de la pulpa.

•

  Calcular la densidad de la pulpa, sabiendo el volumen de la pulpa y que la masa de

•

la pulpa es la suma de las masas del agua y el mineral.

 

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Cálculos y Resultados: Practica 1: Peso de la roca más grande: 10g Masa Lote: 5.0125 kg Masa Muestra: 260 g Diámetro partícula: 3 cm

  = (1  1 )∗ ∗  

 =  ∗  ∗  ∗∗    = 0.5 ∗ 0.25 ∗ 78.3 ∗ 0.8    = ( 1  1 ) ∗ 7.83 ∗ 3  260 50125 =0.81  

Densidad del Mineral Masa Mineral

Volumen Mineral

Densidad del Mineral

Experimento 1

30,2

12

2,517

Experimento 2

30,04

11

2,731

Experimento 3

30

11,5

2,609

Promedio

30,08

11,5

2,616

Desviación Estándar

0,1058

0,5

masa mineral   =2.616    ρ= Volumen cm3 Mineral

 

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Peso Especifico Masa Mineral

Masa del Agua

Peso Especifico

Experimento 1

30,01

11,01

2,726

Experimento 2 Experimento 3

30,06

10,81

2,781

30

11,31

2,653

Promedio

30,02

11,043

2,719

Desviación Estándar

0,0321

0,2517

    =2.719   =      Peso Específico Con Picnómetro w1

w2

w3

w4

PE

Experimento 1

31,9

52,3

93,5

79,7

3,091

Experimento 2

31,9

53,6

94,1

79,5

3,056

Experimento 3

31,9

51,6

93,2

79,2

3,456

Promedio

31,9

52,5

93,6

79,467

3,201

Desviación Estándar

0,0000

1,0149

0,4583

0,2517

−  = − −−−

 

=3.201 

 

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Densidad Aparente Y Porcentaje de Porosidad Peso del Mineral

Densidad Aparente

Peso específico Picnómetro Promedio

% Porosidad

Experimento 1 Experimento 2

233,1 234,1

1,554 1,561

3,201 3,201

51,455 51,246

Experimento 3

236,5

1,577

3,201

50,747

Promedio

234,57

1,564

Desviación Estándar

1,7474

0,0116

51,149

          =  =1.554     1000 %     = 51.1 51.149 49%%  %    = [1   ] × 10     Densidad de la Pulpa Masa de la Pulpa

Volumen de la pulpa

Densidad de la Pulpa

Experimento 1

95,91

81

1,1841

Experimento 2

96,51

81

1,1915

Experimento 3

96,01

81

1,1853

Promedio

96,143

81

1,1870

Desviación estándar

0,3215

         =     

  

  =1.187   

  

 

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Conclusión Las técnicas y procedimientos de muestreo de minerales que fueron utilizadas en este trabajo nos demuestran la importancia de obtener una muestra representativa del mineral, debido a que con ello se logra cumplir con los objetivos precisos y necesarios de la operación minera; ya sea para el diseño y control de operaciones, diseño de explotación, evaluaci evaluación ón de resultados, entre otras finalidades que esta técnica permite cumplir y desarrollar. Es posible afirmar, a través de los procedimientos realizados en la etapa de laboratorio, que los lo s métodos de muestreo cumplen con el objetivo de mantener los componentes y características del contenido inicial de mineral, pero, además, ad emás, las fórmulas estadísticas empleadas en el análisis nos muestran la relación que existe entre la muestra y la proporción de volumen inicial de esta misma. Para la obtención de una muestra que se considerase como representativa la repetición de los procedimientos varío, pues para el primer método empleado: “Método manual de cono y cuarteo”, se realizaron tres repeticiones  repeticiones   del proceso hasta lograr una  porción relativamente pequeña del material y que q ue estuviese distribuida de d e manera regular; mientras que en el segundo procedimiento: “División por incrementos”, fueron necesarias solamente dos repeticiones para obtener una cantidad representativa. Finalmente se logró comprender que el objetivo de muestreo tuvo ex exitosos itosos resultados y, sin duda, si llevamos esto a la gran escala de la minería, esta metodología nos proporciona muestras cuya aproximación al producto inicial es representativo y posible de utilizar en variadas labores en esta área. La determinación de propiedades físicas como el peso específico, la densidad aparente,  porcentaje de porosidad y densidad de la pulpa pueden ser determinados de manera experimental o mediante la utilización de instrumentos específicos y de alta precisión. Cada una de estas características las pudimos identificar en los procedimientos realizados en la segunda práctica de laboratorio, donde cada propiedad fue experimentada en tres oportunidades, con la finalidad que la realización de las repeticiones lograra entregar variabilidad en los resultados, pero a la vez estos fueron próximos entre sí, por tal motivo en cada experimento se determina el promedio y desviación estándar de los valores, además, la medición del peso específico, que fue realizado tanto con una probeta como con un instrumento específico; que corresponde al picnómetro; tuvo mayores diferencias debido al margen de error que existe en el primer caso. En definitiva, la identificación de estas características en las partículas del mineral nos  permite reconocer las propiedades que presenta el material en estudio y a la vez realizar comparaciones entre minerales, pudiendo así examinarlos de mejor manera y realizar un trabajo más específico, por lo mismo, hemos llegado a concluir con cluir y comprender que el análisis de estas mediciones nos permiten el estudio y evaluación de procesos mineros.

 

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Referencias Referenci as bibliográficas • Villegas, Franco. Muestreo Mineral.   https://www.academia.edu/12074056/Muestreo_Mineral https://www.academia.edu/12074056/Muestreo_Mineral   

Academia.

Recuperado

de:

Rodríguez, Francisco. (2013) La porosidad como propiedad física: propiedades densidad y porosidad. ResearchGate. Universidad de Oviedo, España. Recuperado de: https://www.researchgate.net/publication/237009661_PROPIEDADES_FISICAS_DENSIDAD_Y_PO ROSIDAD   ROSIDAD •