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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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:

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.

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.