Lab1-Yalan Novoa Corr.

 

  LABORATORIO DE CONCENTRACION DE MINERALES 2017-1

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA INGENIERÍA DE MINAS 

Laboratorio N°1

CONCENTRACIÓN DE MINERALES

Título de la práctica 

  Muestreo de minerales    Análisis químico de minerales- vía húmeda y vía

 

seca Apellidos y nombres

Código

Yalán Novoa, Luis Anibal

20135271

Fecha

JEFES DE PRÁCTICA:

03/04/2017

Manuel Shishido Sánchez Jacqueline Chang Estrada  

Ciclo: 2017-1 Horario: 0741 

Facultad: Ciencias en Ingeniería Laboratorio Nº 1

2017

1

 

  LABORATORIO DE CONCENTRACION DE MINERALES 2017-1

ÍNDICE I.

Objetivos de la práctica .............................. 3

II.

Abstract ........................................................ ............................. ........................... 3

III.

Metodología de la práctica.......................... 4

IV.

Resultados ................................................... ............................ ....................... 6

V.

Discusión de los resultados ..................... 12

VI. VII.

Resolución del cuestionario ..................... 13 Conclusiones ............................................. ............................. ................ 14

VIII.

Bibliografía ............ ......................... ........................... ............................ ................15 ..15

2

 

  LABORATORIO DE CONCENTRACION DE MINERALES 2017-1

I. Objetivos de la práctica    Realizar y c comprender omprender los métodos de m muestreo uestreo desarro desarrollados llados en el



laboratorio   Elaborar y analizar las métodos de análisis químico de m minerales inerales en



medio húmedo y medio seco   Comprender la trasce trascendencia ndencia de la química en los procesos de la



metalurgia

II. Abstract  The laboratory is divided in two parts. In the first part, is developed two kinds of samplings methods: manual and mechanical sampling. Two manuals methods are developed: random sampling, sampling for cone and quartering splitter and sampling. One mechanical sampling is developed using the Rifle Denver. For all methods, is taken a m mix ix of 200 g coarse grain and 300 300 g fine graine. In the random sampling, is selected randomly a representative sample to analyze in the balance. For sampling for cone and quartering splitter, is used the same mixture and is mixed the sample using a rubber plate. Then is splitted the sample into four and is chosen two opposite sample to analyze. Finally, the sampling using the Rifle Denver uses the cutter rifles, which divides the sample in two equals parts and is chosen one to analyze in the balance. The second part is about chemical analysis of minerals by dry and wet via. This part is also divided in two: Fist, the fire assay method (dry via), to determine the grade of gold. For that, is used a gold ore sample, which is inserted in a crucible. Then, the crucible is inserted in a furnace at near 1000 °c for 60 minutes. The cone obtained is separated in the metallic phase and the waste. Then, in the copulation is used the metallic phase and inserted in the furnace at near 1000° c. Then, is obtained a button of gold, which is weight to determinate the grade of gold. Second, the development of the atomic absorption spectrometry method (wet via), in order to determine the grade of copper. To determine this, the copper 3

 

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concentrate is pulverized. Then, is performed a chemical disintegration by adding nitric and hydrochloric acid, in order to get dilutions. Then, is used the spectrometer to determine the mass of copper in ppm and calculate the grade of copper in the concentrate.

III. Metodología de la práctica  1. Métodos de muestreo de minerales Para cada método de muestreo, se utilizó material de gruesos y finos de 200g y 300g respectivamente. Estos fueron pesados en una balanza electrónica: primero se taró la fuente donde se dispone la mezcla de ambos materiales, segundo se pesó 200g de gruesos y finalmente los 300 g de finos. (Tabla 1)

1.1. Métodos manuales 1.1.1. Muestreo al azar En este método, se recoge una cantidad al azar de la mezcla de 500g. Esta cantidad recogida es separada en finos y gruesos a través de una malla que deja pasar los finos. Finalmente, se pesan y registran las cantidades de finos y gruesos. (Fig. 1 y 2, Tabla2)

1.1.2. Muestreo por cono y cuarteo La mezcla de 500g es colocada sobre una lona, en la que se forma un cono, con el material, al doblar las esquinas de la lona. Este se realiza para segregar los finos y gruesos. Luego, se aplasta el cono y se divide en 4 partes iguales, acción denominada cuarteo. Se recogen dos partes opuestas, se separan los gruesos de los finos con una malla para pesar cada material. Finalmente se registran las cantidades de finos y gruesos. (Fig. 3 y 4, Tabla 3)

4

 

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1.2. Métodos mecánicos 1.2.1. Muestreo con cuarteador d dee Rifles Denv Denver er Se vierte toda la mezcla, de 500g, sobre la parte superior del cuarteador de Rifle, el cual separa la mezcla, a través de los partidores, en dos recipientes iguales. En el caso que se atoraran algunas partículas, estas se deben retirar y colocar sobre el recipiente donde correspondería su caída. Luego, se escoge uno de los recipientes para separar los finos de los gruesos mediante una malla. Para concluir, se pesan y registran las cantidades de finos y gruesos. (Fig. 5, Tabla 4)

2. Métodos de análisis químico de minerales en medio seco y húmedo húmedo

2.1. Medio seco El método utilizado comprende fusión y copelación. Para la fusión o fundición a casi 1000°c en el horno, se debe realizar la siguiente mezcla, en el orden descrito y colocarla en un crisol, material resistente a altas temperaturas: 100g de litargirio (PbO 2) del cual el plomo junto con el oro se hundirán en el fondo del crisol, 50g de bórax  (Na2B4O7)  que es el fundente que ayuda disminuir las temperatura de fusión de los compuestos, 12 g de carbonato de sodio (Na2CO3) que facilita el ascenso de gases de carbono, 3g de harina, 12g de sílice  (SiO3) que le ofrece menor viscosidad a la muestra, 30 g del mineral con oro. Esta mezcla se homogeniza (Fig. 6).Seguido, se hace una capa de sal que proteja a la mezcla más bórax para fundir las sal (Fig. 7). Luego, la mezcla contenida en el crisol se ingresa en el horno, con los equipos de protección necesarios, para proceder con la fundición durante aproximadamente 1 hora. Después, se retira el crisol con la mezcla fundida, de igual manera con los equipos de protección necesarios, y se verte sobre la lingotera cónica (Fig. 8). Se deja enfriar, solidificar y se obtiene una fase metálica con plomo y oro (regulo) y otra fase considerada escoria. Se separan las fases con ayuda de un martillo (Fig. 9) y se procede con la copelación. La copelación consiste en fundir en el mismo horno el regulo que se coloca sobre una copela (Fig. 10), recipiente resistente a altas 5

 

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temperaturas. Al retirar la copela del horno, se obtendrá un botón de oro fundido que se deja solidificar para ser luego pesado y con ello determinar la ley del oro. Es indispensable el uso de un respirador como equipo de protección, ya que al retirar las mezclas fundidas existe plomo volatilizado en el ambiente.

2.2. Medio húmedo Este método requiere tener al cobre en estado iónico (catión) para poder calcular la ley del mismo en un concentrado proveniente de calcopirita. Se utiliza una cantidad menor a 500mg del concentrado; para ello, se pesa en una balanza electrónica de alta precisión y se obtiene 366.04mg (Fig. 11). Luego, esta cantidad se deposita en una probeta de Erlenmeyer. Seguido, se procede con la digestación, pa para ra la cual, se añade ác ácido ido clorhídrico (HCl) y ácido nítrico (HNO3) en proporciones de 3 a 1. Primero, se agrega una pequeña cantidad de HNO3 y se calienta a 300°c en un ambiente semicerrado; con ello, se formarán   nitrato de cobre, nitrato de hierro y gases nitrosos de color rojizo. Se mueve la solución en forma circular hasta observar que todo el líquido se convierta en gas. Segundo, se añade HCl en pequeña cantidad, con lo cual, se forman for man cloruro de cobre, cloruro de hierro y cationes de cobre y hierro. Se mueve la probeta en forma circular hasta que no se observe más gases rojizos (Fig.12). Luego, se añade a la l a probeta agua hasta llegar a 100ml de solución. Finalmente, con el cobre obtenido en estado iónico, se lleva la solución al espectrómetro de absorción atómica, el cual calcula calculará la concentración de cobre en ppm. Es indispensable el uso de un respirador como equipo de protección, pues al calentar la solución se producen gases nitrosos en el ambiente.

IV. Resultados  1.

Métodos de muestreo de minerales Material

Peso

Porcentaje

Grueso

200g

40%

Fino

300g

60%

Total

500g

100%

Tabla Tab la1: 1: pesos de finos y g ruesos 6

 

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1.1. Métodos Métodos manuales 1.1.1. Muestreo al azar

F ig 1: mues muestra tra a all a azar, zar, recojo r ecojo de la muestr muestra aa all a azar zar

Fi g 2: mue muess tra a all a aza zar, r, peso de g rues os

Método manual al azar

1

Experiencias 2

3

Fino

60.7

38.7

47.8

Grueso

41.0

21.3

31.6

Total

101.7

60.0

79.4

%fino

59.7

64.5

60.2

%grueso

40.3

35.5

39.8

Tabla Tab la2: 2: res ul ulta tados dos pes os y porcent porcenta ajes de pesos de ffinos inos y g ruesos

7

 

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1.1.2. Muestreo por cono y cuarteo

F ig 3: mues muestra tra por cono y cuarte cuarteo, o, cuarte cuarteo o en 4 pa partes rtes i g ua uale less

Fi g 4: mue muess tra po porr cono y cua cuarte rteo, o, s epa eparación ración d de e finos y g rues os

Método por cono y cuarteo Experiencias 1 2 3 Fino 157.2 152.8 126.7 Grueso 78.7 87.0 108.5 Total 235.9 239.8 235.2 %fino 66.6 63.7 53.9 33.4 36.3 46.1 %grueso Tabla Tab la3: 3: res ul ulta tados dos pes os y porcent porcenta ajes de pesos de ffinos inos y g ruesos

1.2. Métodos Métodos mecánicos 1.2.1. Muestreo con cuarteador cuarteador de Rifles Denver

F ig 5: muestra con cuartead cuarteador or de R Ifles , ssepa eparación ración de mue muess tra trass en p part artes es i g ua uales les 8

 

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Método con cuarteador de Rifles Experiencias 1 2 3 Fino 147.1 137.1 160.4 Grueso 104.5 100.9 96.7 251.6 238.0 257.1 Total %fino 58.5 57.6 62.4 %grueso 41.5 42.4 37.6 Tabla Tab la4: 4: res ul ulta tados dos pes os y porcent porcenta ajes de pesos de ffinos inos y g ruesos

Método

%Promedio Fino

Método manual al azar

61.5

%error %error Desviación Desviación finos gruesos %Promedio estándar estándar respecto %muestra Grueso (finos) (gruesos) %muestra inicial inicial 38.5

11.1

9.9

2.4

3.7

61.4 38.6 16.5 15.4 2.3 3.5 Método Cono y Cuarteo Método Rifle 59.5 40.5 11.7 3.9 0.9 1.3 Tabla Tab la5: 5: r esult esulta ados de prom promedios, edios, desvi aciones está estánda ndarr y err ores de pe pess os de finos y

 g ru rues es os

2. Métodos de análisis químico de minerales minerales en medio seco seco y hú húmedo medo 2.1. Medio Medio seco

F ig 6: hom homog og enización de lla am mezcl ezcla a

F ig 7: capa de s al y bórax enci ma de la mez mezcla cla 9

 

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F ig 8: arrojo de lla am mezcla ezcla s obre la ling otera otera cónica

F ig 9: s epa eparación ración de la fase met metál álica ica (reg ulo ulo)) de la es cori a

Fi g 10: reg ul ulo o s obre lla a cop copel ela a  Sustancias

Litargirio

Bórax

Carbonato de Sodio

Sílice

Harina

Peso 100 50 12 20 3 (gramos) Tabla Tabl a6: pesos de la lass s us ta tancias ncias utiliza utilizadas das en lla am mezcla ezcla Resultado (mg)

muestra de Au (kg)

Mineral de Au 30

Au en la muestra(mg/Kg)

Au 1.240 0.030 41.333 Tabla7: Tabla 7: rres es ulta ultados dos del contenido de oro en lla a muestr muestra a inic ial

10

 

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2.2. Medio Medio húmedo

F ig 11: P eso es o del concent concentrado rado en la ba ballanza de a alt lta a precis ión

Fi g 12: s ol oluciones uciones c ale lent nta ada dass a 3 300°c, 00°c, pres en encia cia y ausencia de gases rojizos   Contenido de concentrado(mg)

Contenido solución (ml)

366.04

100

Tabla8: Tabla 8: contenido de cobr cobre e en lla am mues ues tra y contenido de la s oluci olución ón  Contenido de Cu(ppm)

Contenido de Cu en (mg)

Ley % de Cu en el concentrado (%)

1086

108.6

29.67

Tabla9: Tabla 9: rres es ult ultados ados del contenido de cobre en lla am mues ues tra ini inici cial al

11

 

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  Discusión de los resultados 

V.

1. Métodos de muestreo de minerales   En la Tabla5, se observa que el método c con on Rifle es el que presenta



menor dispersión con respecto a los otros métodos. Segundo, el método manual al azar y ultimo el de cono y cuarteo.   También se observa, e en n la Tabla5, que e ell tiene el menor error es el el



método de Rifle; es decir, el que representa mejor las proporciones de finos y gruesos de la muestra inicial de 500g.   Se debe mencionar qu que e existe error hum humano, ano, que ha sido cuantificado



en dispersión (desviación estándar) y error porcentual tanto en los métodos manuales manuales (al az azar ar y

el de cono y cuarteo) com como o en e ell

mecánico (de Rifle).

2. Métodos de análisis químico de minerales en medio seco y húmedo húmedo 2.1. Medio seco   El peso del botón de oro de 1.240 mg es un resu resultado ltado proporcionado



por el profesor del laboratorio, ya que no se pudo realizar durante la sesión.   El contenido del oro en la mue muestra stra de 30g se expresa en mg/Kg mg/Kg tal



como se sugiere en la guía del laboratorio. Por ello, el resultado es 41.333 mg/Kg.   La relación de mg/Kg equivale a g/ton. Con ello, se obtiene 41 41.333 .333



g/ton, el cual es una ley bastante alta de oro en la muestra.

2.2. Medio húmedo   El resultado de conten contenido ido de Cu de 1086 ppm ha sido ent entregado regado por el



profesor del laboratorio, pues no se llegó a usar el espectrómetro de absorción atómica durante la sesión.    Se conoce que 1ppm= 1mg/1000ml; es dec decir, ir, 10 ppm= 1mg/100ml. Se



utiliza la segunda expresión, ya que se trabajó con 100ml de solución. 12

 

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Con ello, se puede determinar que en 1086ppm se obtiene 108,6 mg de Cu.    Se determina la Ley de Cu en % mediante la relación de m mg g de Cu/ mg



del concentrado. Se obtiene una ley de   29.67% de Cu en la muestra del concentrado.    La ley de 29.67% de Cu en el c concentrado oncentrado es considera dentro de un



rango aceptable. 

VI. Resolución del cuestionario  1. Métodos de muestreo de minerales 1.1.

Calcule el error de análisis cometido para una mena de cobre de forma de calcocita (Cu2S), que tiene una ley de 2.1 % en Cu, que se chanca a un tamaño inferior a 2” y para el tamaño practico de liberación es de alrededor de 100 um. Considere un peso de muestra de 0.08 Ton. (cortas) y que del mineral de interés y de la ganga son 3 las densidades de 2.9 ton/m  y 1.9 ton/m3. 

Resolución:

El contenido de calcocita (Cu2S) en la muestra: Contenido de la muestra: 0.07256 ton  AL=5.25%= 0.0525 d= 2 pulg = 0.0508 m

Minerales de Cu: f=0.5, g=0.25 am= 2.9 ton/m3, ag= 1.9 ton/m3

Por lo tanto el error estándar para la mena de Cu es aproximadamente 1%. 13

 

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2. Métodos de análisis químico q uímico de minerales en medio seco y húmedo 2.1.

Medio seco

La ley de oro fue calculada y se obtiene 41.333 g/ton equivale a 1.46 oz/ton.

2.2.

Medio húmedo

La ley del concentrado de cobre es 29.67 %.

VII. Conclusiones  1. Métodos de muestreo de minerales   Se dem demuestra uestra que los métodos m mecánicos ecánicos presenta presentan n menos errores



que los manuales. Se demuestra con las medidas de dispersión y errores respecto a las muestras iniciales.   Se puede concluir que de los tres métodos e ell más efectivo es el de



cuarteador con Rifles.

2. Métodos de análisis químico de minerales en medio sec seco oyh húmedo úmedo 2.1.

Medio seco   Se comprueba que s se e puede obt obtener ener la ley de Au mediante los



procesos de fundición y copelación.   La ley de Au de 41.33 41.333 3 g/ton es b bastante astante elevado; con lo cua cual, l, se



puede concluir que el mineral tiene un alto contenido de Au.   Se concluye que e ell conocimiento de los procesos químicos es



importante para obtener el regulo después de la fundición y el botón de oro luego de la copelación. Así como también, evitar ingerir plomo volatilizado; por ello, se debe usar el respirador.

2.2.

Medio húmedo   Se puede comprobar que es posible determinar la ley de un



concentrado de mineral de Cu con el espectrómetro de absorción atómica.   La ley de dell concentrado de 29.67% está cer cercano cano al rango com común ún del



mercado que es de 22-25%.

14

 

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  Los procesos químicos com como o la digestación digestación,, la prod producción ucción de gases



nitrosos son importantes para poder usar el espectrómetro y para la prevención adecuada de los equipos de protección personal. 

VIII. Bibliografía    ALFARO DELGADO, Edmundo



2011

 Manual de llaboratori aboratorio: o: C onc oncentraci entraci ón de m mii ner neral ales es ,

Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial

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