“ AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU PARA EL MUNDO “ UNIVERSIDAD NACIONAL "JORGE BASADRE GROHMANN" TACNA Facultad de Ingeniería de Minas
Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas PRACTICA DE LABORATORIO N-1 MUESTREO CUARTEO – ANGULO DE REPOSO
Nombre José Luis Chambilla Yufra
Curso Beneficios de minerales Docente Ing. Daniel Zevallos Ramos
09-33224
TACNA – PERU 2011
PRACTICA DE LABORATORIO No 1 MUESTREO – CUARTEO – ANGULO DE REPOSO 1.
OBJETIVOS. Que el estudiante conozca y aplique los diversos métodos prácticos existentes para que, a partir de un conglomerado de minerales se obtenga una muestra promedio representativa, susceptible hacer cuantificada mineralógicamente, para determinar por ejemplo la Ley. Que el alumno aplique en forma práctica, los métodos que existen para el muestreo y cuarteo de minerales, a la vez determinar el ángulo de reposo de estos.
2.
ASPECTOS GENERALES. El muestreo es una operación de control metalúrgica que se realiza necesariamente en toda planta concentradora, con la finalidad de obtener pequeñas muestras de mineral que representen todas las cualidades y propiedades físicas y químicas del mineral original hacer tratado; es decir el muestreo y cuarteo conducen a la obtención de un a pequeña muestra representativa de un todo. Los elementos básicos considerados en cualquier procedimiento de muestreo son : Definir la característica metalúrgica a ser investigada. El grado de precisión requerida, para procesos metalúrgicos posteriores. Características físicas y químicas de la población. Tamaño de la muestra requerida.
Los factores que hacen difícil un muestreo, entre los principales son los siguientes: La gran variedad de constituyentes minerales en la MENA. La distribución heterogénea de los minerales. La variación en tamaño de las partículas constituyentes. La variación de la densidad entre el mineral y la ganga. La variación de la dureza entre los diferentes minerales.
Como se ve, definir en forma exacta las características de un gran conglomerado de mineral, como ser, su ley, gravedad aparente, dureza etc. Se tornaría difícil sin el auxilio de un adecuado proceso de muestreo y cuarteo, toda vez que, la muestra obtenida, se acumula en una cantidad de unos cuantos kilos de mineral, los cuales mediante operaciones de cuarteo adecuados, permiten obtener una muestra pequeña ( 1 ó ½ kg) los cuales son requeridos por los laboratorios, que determinarán las características anteriormente descritas.
3.
METODOS DE MUESTREO.
Generalmente, en una planta concentradora, las muestras pueden ser obtenidas mediante dos métodos prácticos, que son: Muestreo manual. Muestreo mecánico.
El muestreo manual, Lo realizan los operarios de planta, designados para esta tarea, los cuales obtienen las muestras siguiendo un plan de muestreo, por lo general en forma periódica y en puntos determinados del proceso, en todo caso, una mala aplicación del plan, determina una tendencia al error. El muestreo manual es llevado a cabo por:
4.
muestreo mediante terrazas aplicación de tubos o dispositivos en espiral a las pilas. Muestreo mediante paladas. Mediante cajas de corte en fajas transportadoras.
El muestreo mecánico Se realiza mediante máquinas o equipos con dispositivos de corte automatizado y diseñado para extraer una porción determinada de mineral o de pulpa en caída a volúmenes e intervalos de tiempo predeterminados, este tipo de muestreo se utiliza generalmente en la gran minería, debido a los altos volúmenes de mineral que son tratados.
CUARTEO DE MINERALES. Es una operación empleada en forma posterior al muestreo, que nos permite continuar disminuyendo la cantidad de muestra, hasta tener una muestra “promedio” y relativamente representativa de un todo de gran volumen. El cuarteo se realiza en el laboratorio generalmente, y los métodos usados son: cuarteo por conos. Cuarteo mediante la caja de Jones. El cuarteo por conos, es una operación manual, consiste en formar una pequeña pila con el mineral muestreado, en forma de un cono, luego, este se aplana de una manera uniforme, formando un circulo cónico de una altura muy inferior a la del cono, a este circulo se le divide en cuatro partes simétricas, mediante una cruz concéntrica, luego se separan las 4 partes, para desechar 2 partes opuestas por el vértice y juntar las otras 2 que quedan para formar nuevamente otra pila mas pequeña y realizar la misma operación anterior hasta considerar que el producto del último cuarteo contenga una cantidad pequeña requerida por el laboratorio. El cuarteo de Jones- se realiza utilizando la caja de Jones, consiste de un equipo en forma de caja rectangular, con la parte superior en forma de cono truncado que sostiene un par de rejillas orientadas unas en dirección contraria a las otras, formando un embudo por donde se introduce el mineral que discurre hasta dos cajas inferiores situadas en el piso, que luego de ser extraídas, acumulan aparentemente la misma cantidad de mineral, dividiendo así en dos partes la muestra
original, luego se desecha una de las partes y con la otra se realiza la misma operación anterior hasta obtener una muestra de pequeño volumen (1/2 kg. Aprox.). Este proceso se emplea generalmente para minerales de tamaños reducidos a partir de un ¼ de pulgada de tamaño promedio. 5.
ANGULO DE REPOSO Es el ángulo formado entre la vertical de una pila, respecto a la horizontal superior del cono y el talud formado por esta. Sirve para determinar la altura de la pila con respecto a la base de descanso Su calculo permite el diseño de tolvas de gruesos y de finos, pilas de almacenamiento, fajas transportadoras, etc.
Por ejemplo en la unidad minera ISCAYCRUZ los ángulos de reposo de minerales en cancha obtenidos lo usan para diseñar la tolva de gruesos
6.
PRACTICA DE LABORATORIO PROCEDIMIENTO 6.1 PARA GRUESOS a) El grupo tomará mediante paladas unos 20 kg. De mineral y formará con ella una pila tipo cono. b) A esta pila formada se le medirá su altura y su radio del centro a la periferia, con la finalidad de obtener el ángulo de reposo característico de l mineral. La determinación de este ángulo permite posteriormente diseñar pilas, canchas, tolvas y fajas transportadoras de minerales. c) El cono formado será debidamente “aplanado” de manera tal que se forme un círculo cónico de una altura baja, donde se realizará el cuarteo descrito anteriormente. d) El grupo realizará esta operación la cantidad de veces que estime necesaria hasta obtener la muestra deseada (1/2 kg. Aprox.)
Muestreo por cuarteo
Dividiendo la muestra en cuatro partes 6.2 PARA FINOS Cortador de Riffles o Cortador de Chutes (caja de Jones) Llamado también cuarteo mecánico, en este método se usa la llamada caja de Jones y sirve para cuartear materiales o minerales de granulometría fina, con tamaños promedio de malla Nº 6 para abajo, y se procede de la sig. Forma: a) tomar un lote de mineral chancado (- m 6) y pesarlo. b) Introducir la muestra en la caja de Jones por la parte superior a manera de riego de forma homogénea. c) Eliminar una de las cajas de forma aleatoria y realizar con la otra la misma operación anterior, tal como se ve en la fig.
d) realizar la operación, cuantas veces sea necesario de manera que se obtenga una muestra mínima representativa del lote mayor, la cual servirá para enviarlo al laboratorio para su análisis respectivo.
7.
CALCULOS Y RESULTADOS 7.1 CALCULO PARA MATERIALES Para materiales gruesos Luego de realizar el procedimiento adecuado para los gruesos y determinar los pesos se obtuvo los siguientes resultados Peso de la muestra de gruesos
93.5 kg
Luego se realizo un cuarteo donde la misión era sacar de un todo una pequeña cantidad para luego llevar dicho material al laboratorio para su pos análisis, de ello se obtuvo los siguientes resultados:
Peso del recipiente pequeño Peso de la muestra tomada de gruesos
24.5 g 1.6489 kg
Luego de ello calculamos lo que es el ángulo de reposo de los minerales gruesos y obtenemos la siguiente tabla :
Tabla de datos para el cálculo del Angulo de reposo Distancia Horizontal Distancia vertical 40 cm 23.5 cm 43 cm 24.5 cm 42 cm 22.5 cm
Lugo de ello para poder calcular el ángulo de reposo sacamos un promedio , tanto a las medidas horizontales y verticales Promedio horizontal
41.7 cm
Promedio vertical
23.5 cm
Para poder calcular el angulo de reposo lo hacemos de la siguiente manera :
Para materiales finos Luego de realizar el procedimiento adecuado para los materiales finos y determinar los pesos se obtuvo los siguientes resultados:
Peso de la muestra de finos
54 kg
Luego se realizo un cuarteo con ayuda de un instrumento denominado Cortador de Riffles o Cortador de Chutes (caja de Jones) donde la misión era sacar de un todo una pequeña cantidad para luego llevar dicho material al laboratorio para su pos análisis, de ello se obtuvo los siguientes resultados: Se realizo una serie de cortes hasta reducir la muestra a aproximadamente 1 kg. Se realizaba , desechando uno de los lados de la caja de JONES y reduciendo el otro lado hasta que sea mínimo. Se realizaron alrededor de 10 cortes , se obtuvo :
Peso del recipiente pequeño
24.5 g
Peso de la muestra tomada de finos
0.9508 kg
Luego de ello calculamos lo que es el ángulo de reposo de los minerales finos y obtenemos la siguiente tabla : Tabla de datos para el cálculo del Angulo de reposo Distancia Horizontal Distancia vertical 34 cm 20 cm 38 cm 20 cm 34 cm 20 cm 36 cm 20 cm Lugo de ello para poder calcular el ángulo de reposo sacamos un promedio , tanto a las medidas horizontales y verticales Promedio horizontal
35.5 cm
Promedio vertical
Para poder calcular el angulo de reposo lo hacemos de la siguiente manera :
7.2 CALCULO DE LA CALIDAD DE CADA METODO
PARA MATERIAL GRUESOS Peso de la muestra de gruesos Peso de la muestra tomada de gruesos DONDE: PR=PESO REDUCIDO DE LA MUESTRA PM=PESO DE LA MUESTRA
93.5 kg 1.6489 kg
20 cm
PARA MATERIAL FINOS Peso de la muestra de finos Peso de la muestra tomada de finos
54 kg 0.9508 kg
DONDE: PR=PESO REDUCIDO DE LA MUESTRA PM=PESO DE LA MUESTRA
Realizando una comparación entre la evaluación de calidad de métodos con respecto a cual es más efectivo podemos decir que en esta presente practica de laboratorio en ambos casos tanto para materiales gruesos y para materiales finos nos resulto una igualdad en la calidad de cada método. Método Manual = Método Mecánico 0.018 = 0.018
8.
CUESTIONARIO. A. Indique, porque es necesario realizar un adecuado muestreo y cuarteo de minerales. El muestreo es una actividad que se practica en casi todas las industrias de producción. Cualquier industria manufacturera, por ejemplo, muestrea y analiza los materiales que constituyen la materia prima con la que ha de elaborar su producto; lo que implica que si realizamos un buen muestreo va a traer bienes economicos muy buenos tanto parapara la empresa como para el personal que trabaja. Un adecuado y correcto muestreo nos va permitir determinar el contenido de sustancias metálicas útiles de un depósito mineral y el valor de las mismas , ademas para controlar el valor de los minerales que se encuentran en la etapa de explotacion , conocer los contenidos metálicos de las diferentes zonas del yacimiento para planear la explotación. Realizar un apropiado muestreo implica valorizar un depósito mineral para planear y para controlar la explotación del mismo o para apreciar los resultados de un proceso metalúrgico, es evidente la gran importancia que tiene entre las diversas operaciones en una empresa minera. Un muestreo cuidadoso y preciso garantizará plenamente la obtención de los resultados planeados; un muestreo inexacto conducirá inevitablemente a conclusiones falsas que pueden tener consecuencias muy graves como el de gastos insulsos para la empresa minera. Realizar un apropiado cuarteo nos permite continuar disminuyendo la cantidad de muestra, hasta tener una muestra “promedio” o adecuada y relativamente representativa de un todo de gran volumen para que posteriormente la mandenos al laboratorio a analizar y obtener su ley de dicha muestra ;ya se con un mínimo porcentaje de error o sin error que sería favorable .
Cuarteo en gruesos
Cuarteo en finos
B. Cuales serian los errores en que se incurriría si es que no se tiene el adecuado cuidado en este tipo de operaciones. Mucha veces se realizan muestreos de una manera desordenada , mejor dicho se sacan muestra de una sola parte en vez de hacerlo homogéneamente por todo en terreno o zona a muestrear muchas veces esto ocurre por la pereza o “ flojera “ que tiene el personal para realizar el trabajo , en mina por ningún motivo se debe dejar de sacar una muestra aun cuando su extracción presente dificultades En la marcha del muestreo interesa más la exactitud que la rapidez. Hay que tener en cuenta que una muestra mal tomada es peor que ninguna ya que llevará a conclusiones equivocadas con respecto ya sea al contenido de metal que existe en una derterminada zona de la mina. En mina , la mala ubicación de la muestra va a conllevar a que la muestra carezca de valor , ya sea económico para la mina. UNA MUESTRA MAL UBICADA CARECE DE VALOR Muchas veces en mina se cometen errores cuando se está extrayendo la muestra ya que esta ( muestra ) muchas veces solo se recoge de un solo sitio o sino muchas veces se mezcla con otros componentes lo que va a conllevar a que el muestreo salga incorrecto La mala identificación de muestras nos va a conllevar a cometer errores como el de confundir que muestra pertenece a que sitio o el de confundir la leyes de mineral cuando este haya salido de ser analizada , mejor dicho se van aconfundir las leyes de una zona mineralizada del yacimiento con otra zona. Falta de conocimiento de la técnica correcta del muestreo e inexperiencia en su ejecución.En estos casos, los principales errores se cometen seria el de no tomar muestras de donde se planifico inicialmente. En otro caso , la falta de limpieza en el equipo antes de extraer la muestra porque los residuos de la muestra anterior contaminan la nueva y va a conllevar a que la ley del mineral aumente o se reduzca. Finalmente , uno de los errores principales al cual me puede lleva un mal muestreo el de realizar gastos insulsos ,que a las cuales va a redundar económicamente a la empresa que a las cuales va a significar una perdida Por ejemplo : realizar una perforación hoy en día cuesta $ 400 (solo en un hueco) y no solo se hace uno sino varios ; ya que si este se realiza mal ,ya sea por la falta de conocimiento del persona , cansancio ,pereza ,etc. Va a llevar a grandes perdidas a la empresa. Recodemos: SEA USTED UN BUEN MUESTRERO, EVITE ESTOS ERRORES UNA MUESTRA CONTAMINADA PUEDE OCASIONAR ERRORES GRAVES
C. Cree que el desarrollo de la práctica le a servido para entender estos procedimientos, porque? La presente practica me ha servido para conocer y saber diversos métodos de muestreo ya sean manuales ,como el que se realizo con los gruesos ; o mecánicos como el que se realizo con los finos usando la caja de jones. Para poder comprender que el muestreo consiste en tomar una porción de mineral de un depósito siguiendo una técnica determinada, a fin de que dicha porción (muestra) represente lo más aproximadamente posibles al total del depósito mineral. ademas la practica me ha permitido conocer que las operaciones de muestreo – cuarteo – angulo de reposo , sobre todo el calculo del angulo de reposo me permite el diseño de tolvas de gruesos y de finos, pilas de almacenamiento, fajas transportadoras, etc. Finalmente , tener conocimiento que en el laboratorio se procederá al análisis o ensaye de la muestra por los elementos que figuren en el talón numerado de identificación que la acompaña. Los resultados que obtenga dicho laboratorio constituyen, en buena cuenta, los resultados del muestreo mismo y serán consignados en el respectivo “Informe de Ensayes” como leyes del mineral, humedad y algunas veces peso específico.
9.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Luego de experimentar y analizar se llego a las siguientes conclusiones: Se pudo corroborar que las operaciones de muestreo – cuarteo – angulo de reposo me permiten analizar de todo un total de mineral sacar una porción de ella y analizarla.
La técnica de cuarteo, consiste en fraccionar la muestra con el fin de obtener una muestra más representativa
Atreves de etapas de conminucion se pudo extraer de un todo una proporción equitativa Lo ideal sería que la pequeña cantidad tomada del depósito mineral representara exactamente al total, pero, como la naturaleza no ha distribuido los metales uniformemente, es imposible la existencia de la “muestra ideal”. Al contrario, un depósito y yacimiento mineral es una mezcla de minerales irregularmente distribuidos, cuya proporción de contenido metálico varía en sus diferentes partes. Por consiguiente, una sola mezcla tomada a cualquier lugar del depósito no contendrá la misma proporción de metales que todo el depósito. Además se analizó que con ayuda de el ángulo de reposo se puede aplicar en diseño de la mina ya sea en la construcción de fajas transportadoras , de tolvas de gruesos , pilas de almacenamiento. Como opinión según de lo que averigüé , supe que con el cálculo del ángulo de reposo de de cierto material , en la unidad minera ISCAYCRUZ lo usan para el diseño de tolvas. 10.
BIBLIOGRAFIA. Procesos metalúrgicos en minería Geología de minas
Tacna, Octubre del 2011
Ing. Alberto Pacheco Pacheco Ing. Gualberto Tejada Bedoya
Docente: ING. DANIEL ZEVALLOS RAMOS
