Concentracion de Minerales - Determinacion de Humedad y Graverdad Especifica de Un Mineral
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DEL PER DEPARTAMENTO DE INGENIERA
SECCIN INGENIERA DE MINAS
LABORTARIO DE CONCENTRACIN DE MINERALES LABORATORIO N1
ALUMNO: Rafael David Flores Quezada CDIGO: 20101411
TEMAS:
Determinacin de humedad y gravedad especfica de un mineral, pulpas.
FECHA DE REALIZACIN: Lunes 02 de abril del 2013 JEFES DE PRCTICA: Shishido Snchez, Manuel Chang Estrada, Jacqueline
ITEM PUNTOS
PRUEBA ESCRITA
DESEMPEO DE LABORATORIO
REPORTE INDIVIDUAL
NOTA DE LABORATORIO
FIRMA JEFE PRCTICA
HORARIO: 743 Lima, 9 de Abril del 2013
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NDICE
I. OBJETIVO DE LA PRCTICA
II. ABSTRACT
III. METODOLOGA DE LA PRCTICA
IV. RESULTADOS
V. DISCUSIN DE RESULTADOS
VI. RESOLUCIN DEL CUESTIONARIO
VII. CONCLUSIONES
VIII. BIBLIOGRAFA
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I. OBJETIVO DE LA PRCTICA:
Familiarizarnos con las tcnicas de muestreo, en particular con las tcnicas realizables
en laboratorio: las manuales y mecnicas.
Comprobar la precisin y exactitud de los resultados obtenidos por medio de las
tcnicas de muestreo, as como la importancia del mtodo durante la etapa de
muestreo.
Conocer las tcnicas de anlisis qumico de minerales por va hmeda y seca a partir
del anlisis de un concentrado de cobre y un concentrado de oro respectivamente.
Demostrar la importancia de los procesos qumicos para la determinacin cuantitativa
de metales en un mineral y/o concentrado.
Confirmar la importancia del muestreo y del anlisis qumico durante la definicin de
las caractersticas de un yacimiento minero.
II. ABSTRACT:
a) Mineral sampling test:
In this laboratory, we practiced some kinds of sampling mineral tests. We made three
different kinds of tests. Every one of them uses a different kind of method to get a
representative example of the batch of material.
1) Random Sampling: It was about to test the accuracy of a random sample. We
took a random sample of a defined batch of material. Then we compared the
changes in percentages of material within the sample and the batch of material.
The final aim was probe the kind of results that we can have without a technique.
It could be accurate, but they can change easily too.
2) Cone and quartering Sampling: It was about to test the accuracy of a cone and
quartering sampling. In this case, we used a defined technique. The batch of
material was homogenized and quartered. Then we defined the changes in
percentages of material within the sample and the batch of material. The
difference was that the batch of material was homogenized and the person could
choose which of the quarters were better and made the test with them.
3) Mechanical Sampling: It was about to test the accuracy of a mechanical sampling.
It uses a mechanical machine that erased some human mistakes. In this test, we
used a rifled quartering that divided the batch of material in two parts. This
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process happened because the machine took a representative sample each
distance. Then, we choose one of them and compared with the defined percents
of the batch of material.
b) Test by wet chemical analysis: Conventional acid
In this test we proved the wet chemical analysis with a concentrate of chalcopyrite. We
attack a known sample of mineral with some acids like hydrochloric acid (HCL) and nitric
acid (HNO). Then was used a furnace to make the reaction faster and easily. Finally, these
acids disbanded the chalcopyrite, allowing that it could be read by atomic absorption and
it could be determined the law of the chalcopyrite.
c) Test by dry chemical analysis: Fusion - Cupellation
The final test was to prove the dry chemical analysis with a concentrate of gold. The
concentrate of gold experiment needs two kind of process. First the fusion, the
concentrate is combined with fluxes that made that impurities be separated from the gold
and silver. Some of these fluxes were: sodium carbonate, litharge, borax and silica. To
happen that was necessary that the mixture were in a furnace at 1000C for an hour. After
that we had a button of lead and some slag that was retired. Second the cupellation, in this
process the lead was going to be retired for the absorption of the cup. At the end, we
needed to put it in a furnace at 1000C for an hour too. Finishing that, we could see a
button of gold and plate; this was weighted to find the law of the mineral.
III. METODOLOGA DE LA PRCTICA:
a) Ensayo de muestreo de minerales:
Cuarcita y conglomerado usado en el ensayo
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Mtodo de muestro al azar:
1) Se coloca en una bandeja un lote del material que consiste en 200g de
material fino, cuarcita y 100g de material grueso, conglomerado.
2) Se mezcla parcialmente el lote y se toma una muestra al azar.
3) Se pesa la cantidad de material fino y grueso con la ayuda de una coladera
cilndrica y una balanza electrnica.
4) Se halla el porcentaje del peso de cada material respecto al peso total.
Mtodo de cono y cuarteo:
1) Se coloca en una bandeja un lote del material que consiste en 200g de
material fino, cuarcita y 100g de material grueso, conglomerado.
2) Se coloca sobre una londra comn, se homogeniza y se forma una torta con el
material, a travs de la londra.
Homogenizacin de la muestra
3) Se cuartea la torta con una esptula. Normalmente se usa un cuarteador pero
el lote es demasiado pequea para su uso.
4) Se eligen dos fracciones opuestas de la torta cuarteada y se desechan.
5) Se toman las dos fracciones restantes y se pesa todo junto. Se pesa la cantidad
de material fino y grueso con la ayuda de una coladera cilndrica y una balanza
electrnica.
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Se toman las fracciones restantes de la muestra
6) Se halla el porcentaje del peso de cada material respecto al peso total.
Mtodo utilizando cuarteador de rifles:
1) Se coloca en una bandeja un lote del material que consiste en 200g de
material fino, cuarcita y 100g de material grueso, conglomerado.
2) Se mezcla parcialmente el lote.
3) Se introduce todo el lote en el cuarteador de rifles. Se debe de hacer en una
posicin en la que el contenido de lote caiga parejo a lo largo de los rifles.
Forma correcta de introducir la muestra al cuarteador de rifles
4) Los rifles dividirn el lote en dos muestras, se toma una y se procede a su
anlisis.
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Cuarteador de rifles
5) Se pesa la cantidad de material fino y grueso con la ayuda de una coladera
cilndrica y una balanza electrnica.
6) Se halla el porcentaje del peso de cada material respecto al peso total.
b) Ensayo de anlisis qumico por va hmeda: cida Convencional
1) Se toma un concentrado de calcopirita. El cual fue concentrado con
anterioridad por medio de flotacin.
Concentrado de calcopirita
2) Se pesa por medio de una balanza electrnica Metler Toledo.
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El concentrado es pesado en una balanza electrnica
3) Se toma el concentrado antes pesado y se coloca en el matraz.
4) Se ataca el concentrado con 3ml de acido clorhdrico (HCL) y 1 ml de cido
ntrico (HNO). La combinacin de estos dos cidos da como resultado agua
regia.
5) Se coloca la solucin en una estufa a 300C para acelerar la disolucin del
concentrado. Adems se uso una campana extractora debido a que el acido
clorhdrico y el acido ntrico formaran vapores corrosivos e irritantes con el aire
ms adelante.
6) Se agita el matraz a una velocidad constante evitando que el concentrado se
pegue a los bordes.
Se agita la matraz en un horno a 300C
7) Se agrega 1ml de cido ntrico (HNO) para retirar las partes del concentrado
pegado a los bordes del matraz.
8) Se ataca el concentrado con 6ml de acido clorhdrico (HCL). La combinacin de
el acido clorhdrico (HCL) y el cido ntrico (HNO) da como resultado agua
regia.
9) Se sigue agitando en la estufa hasta que se observe que no haya presencia de
material slido.
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Se agito hasta que no hubo material salido
10) Se agrega 100 ml de agua destilada para llegar al volumen determinado para la
prueba de absorcin atmica.
11) Se realiza la prueba de absorcin atmica. Esta parte no se realizo, debido a
que se necesita la calibracin del equipo, ya que es un equipo cualitativo y crea
parmetros con valores reales.
c) Ensayo de anlisis qumico por va seca: Fusin Copelacin
Bolsas con los fundentes.
1) Se toma 120 g de Litargirio, el cual es un Oxido de Plomo y ayudara a que el
oro y la plata de la muestra se separen de la escoria.
2) Se agrega 40 g de Slice, el cual arrastra el Hierro y hace que la fundicin sea
ms fluida.
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3) Se agrega 20 g de Carbonato de sodio, el cual se encargara de secar todas las
escorias.
4) Se agrega 25 g de Brax, el cual hace que la temperatura se reduzca a 1000C.
5) Se agrega 3 g de Almidn, el cual reduce el plomo a plomo metlico.
6) Se agrega un poco de nitrato de plata, para tener un concentrado de Oro y
Plata y el botn resultante tenga una forma concisa y redondeada.
Se mezclan las sustancias
7) Se coloca la mezcla en una bolsa y se coloca en un crisol. La bolsa no afecta la
composicin de la mezcla debido a que a altas temperaturas se evapora.
8) Se agrega una primera capa de Sal (Cloruro de Sodio) encima del crisol para
sellar la mezcla.
9) Se agrega un fundente (Brax) para lograr que la sal se funda a una
temperatura de 1000C, ya que la temperatura de fundicin de la sal es de
1800C.
10) Se agrega una segunda capa de Sal (Cloruro de Sodio), con estas capas la
mezcla quedara sellada y la fundicin ser ms eficiente. En caso se colocara
un tapa de cermica se creara una succin que afectara la fundicin.
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Se agregan las capas de sal y brax para sellar la mezcla
11) Se coloca en un horno precalentado a una temperatura de 1000C durante una
hora.
Se coloca el crisol en el horno precalentado
12) Pasada la hora, se saca el crisol del horno y se vaca sobre una lingotera de
hierro de forma cnica.
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El fluido se vaca sobre la lingotera de hierro
13) Al enfriarse, la mezcla de fundentes y minerales son retirados de los moldes.
Luego, se separa la escoria del botn de plomo por medio de un martillo.
La escoria es separada del botn de plomo por medio de un martillo
14) Este botn de cobre se aplasta y se coloca sobre una copela, el aplastamiento
ayuda a que haya mayor rea de absorcin del plomo por parte de la copela.
15) Se coloca por segunda vez en un horno precalentado a una temperatura de
1000C durante una hora ms.
16) Se retira la copela del horno, se observa un pequeo botn que contiene Oro y
Plata (Dore), mientras que la copela tomo un color oscuro por haber absorbido
el plomo del botn.
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Se observa el botn de oro y plata. Adems la copela con un color gris al absorber
el plomo
IV. RESULTADOS:
a) Ensayo de muestreo de minerales:
Tabla con los valores del lote:
Tamao de Particula Fina Gruesa
Peso (g) 200g 100g
Porcentaje (%) 66.7% 33.3%
Tabla con los valores del muestreo:
Muestreo al azar Muestreo por cono y cuarteo
Muestreo mecnico
Tamao Partcula
Fina Gruesa Fina Gruesa Fina Gruesa
Peso(g) 82.3 63.6 112.2 43.4 97.5 44.9
Porcentaje (%)
56.5 43.5 72.1 27.9 68.5 31.5
Error (%) 10.2 10.2 5.4 5.4 1.8 1.8
Donde:
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b) Ensayo de anlisis qumico de minerales: va hmeda:
Calculo para la ley del cobre:
Datos:
Ley de la solucin grupo 1: 360 ppm
Peso Inicial Calcopirita grupo 1: 153.2 mg
Ley de la solucin grupo 2: 371 ppm
Peso Inicial Calcopirita grupo 2: 125.5 mg
Grupo1:
Grupo2:
Tabla de la ley de la solucin por va hmeda:
Muestra Grupo PPM Peso (mg) Porcentaje (%)
Calcopirita 1 360 36.0 23.50
Calcopirita 2 371 37.1 29.56
Reaccin Balanceada de la Calcopirita con el HNO3: Debido a esta reaccin se libera el oxido nitroso.
9 CuFeS2 + 52 HNO3 = 9 CuSO4 + 3 Fe2 (SO4)3 + 3 Fe (NO3) + 49 NO + 26 H2O
c) Ensayo de anlisis qumico de minerales: va seca: En este ensayo no se hallaron valores cuantitativos, solo se mostro el mtodo de Fusin-Copelacin.
9 DISCUSIN DE RESULTADOS:
a) Ensayo de muestreo de minerales:
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Se comprob la precisin de cada ensayo
En el mtodo de muestreo aleatorio los resultados podan salir con una gran exactitud
cercanos a los ideales, pero se demostr que estos podan variar enormemente de un
ensayo a otro, por lo que no es recomendable realizarlo.
En el mtodo de muestreo por cono y cuarteo, se observo una mejor precisin que en
el ensayo de muestreo aleatorio, pero al tener involucrada la decisin de la persona
aun exista un margen de error humano. El problema de esto es que la precisin del
muestreo depende directamente de la experiencia de la persona que lo realiza.
En el mtodo de cuarteador de rifles, se mostro la mejor precisin de todas, esto se
debi a que se elimino en gran parte el error humano mediante un muestreo
sistemtico y mecnico.
b) Ensayo de anlisis qumico por va hmeda: cida Convencional:
El calor y la presin ayudan a acelerar las reacciones qumicas, como en el caso de la
calcopirita y los cidos clorhdrico y ntrico.
El sulfuro de cobre al entrar en contacto con el cido ntrico libera oxido nitroso, este
al mezclarse con el acido clorhdrico libera gases de Cloro, los cuales tambin son
txicos. Se debe tener un ambiente controlado para el manejo de estas sustancias ya
que son perjudiciales para la salud y el ambiente.
Se observo un color verdoso en la muestra el cual indicaba un mayor contenido de
hierro. En caso se observara un color mas azulado se indicaba que la muestra tena un
mayor contenido de cobre.
c) Ensayo de anlisis qumico por va seca: Fusin Copelacin :
Se observo que cada material cumpli su fin durante el proceso de Fusin- Copelacin.
Al final se elimino toda la escoria, el plomo y se tuvo como resultado un botn de oro y
plata.
Se necesito una temperatura de 1000C durante una hora para disolver los xidos
metlicos formados a partir de los fundentes.
Se usan crisoles y copelas desechables, ya que su uso a tan altas temperaturas
modifican la estructura del material. En el caso de la copela, se elimina porque aparte
esta absorbe todo el plomo del botn del plomo, oro y plata, saturndose haciendo su
reso imposible.
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Se vio la facilidad con la que se enfran los metales, ya que las sustancias se enfriaron
rpidamente al ser retiradas del horno.
10 RESOLUCIN DEL CUESTIONARIO:
1. Calcule el error de anlisis cometido para una mena de cobre a la forma de Calcosita
(Cu2S), que contiene una ley de 2.1% en Cu, que se chanca a un tamao inferior a 2 y
para el cual el tamao practico de liberacin es de alrededor de 100 pm. Considere un
peso de muestra de 0.08 Ton. (cortas) y que las densidades del mineral de inters y de
la ganga son 2.9 ton/m3 y 1.9 ton/m3.
Solucin:
Datos:
Desarrollo:
Ley:
Calculamos la ley:
Hallamos el contenido de Calcosina en 80Kg:
-
Fraccin de Calcosina:
Factor de liberacin (b): Por tabla = 0.02
Usando la frmula:
Si tenemos:
Finalmente:
Respuesta: En la muestra habr un error de muestreo del 1.23%.
2. Disee un procedimiento de muestreo para una mena de -2 que tiene las siguientes
caractersticas:
Una ley de Enargita (Cu3AsS4) de 9.2%, un tamao de liberacin (practico o de corte)
de 90 pm y el que tiene una densidad de 2.8 gr/cc y est asociado a una ganga con una
densidad de 1.8 gr/cc.
Se debe realizar una reduccin de tamao a 0.5; 2.5mm y 80 pm, tomando muestras
representativas en cada etapa. Cul es el mnimo peso de muestra que debe tomarse
en cada etapa de tal forma de tener un error acumulado total igual a 2.5%? Considere
despreciable el error cometido en el anlisis qumico.
Solucin:
Datos:
Del ejercicio anterior se tiene:
Remplazando:
Paso 1 Paso 2 Paso 3
Tamao de partcula
(d)
12.7 mm 2.5 mm 80 * 10 ^-9 mm
Relacin tamao final 4 20.32 635 * 10^-6
-
(d/d,,)
Valor de b (tabla) 0.4 0.2 0.02
Usando las frmulas:
Considerando:
Tenemos:
11 CONCLUSIONES:
a) El muestreo es una etapa muy importante durante un estudio geolgico, por lo que es
necesario tener el equipo ms eficiente y preciso para la toma de muestras. Ya que
una toma rpida como lo es el muestreo aleatorio puede terminar haciendo perder
dinero y tiempo al no ser resultados precisos. Por lo que cualquier estudio geolgico
debe hacer las inversiones necesarias en equipos adecuados que eliminen gran parte
del error humano, tengan una gran precisin y ahorren tiempo para la toma de datos.
b) El anlisis por va hmeda nos demuestra la importancia de los cidos para los clculos
de leyes y la separacin de la mena de la ganga. Esto se debe a su gran capacidad
corrosiva que permite disolver cualquier metal. El gran problema existente es que
estos gases son muy txicos y corrosivos, por lo que es necesario ambientes
controlados y equipos especializados que nos permitan realizar estos procesos sin
perjudicar al ambiente.
c) El anlisis por va seca nos muestra como el uso de fundentes facilita la actividad de
concentracin en minerales valiosos como lo son el oro y la plata. Tambin nos
-
muestra la importancia del equipo para la concentracin de un metal, tomemos como
ejemplo la copela la cual facilita la extraccin del plomo debido a sus propiedades de
porosidad y absorcin.
d) Los ensayos de anlisis qumicos nos demuestran la importancia de las reacciones
qumicas y del estudio de la qumica en si para la concentracin y extraccin de
metales. Ya que un correcto uso de estos facilita una mayor recuperacin de los
metales a menores costos y con un menor dao ambiental. Lo cual en grandes rasgos
es muy importante para la minera y la industria.
12 BIBLIOGRAFA:
Manual de Laboratorio 1 y 2, Tcnicas de Muestro y Anlisis qumico, PUCP, Lima,
2013.