E.A.P. Ingeniera de minas PREPARACINMECNICA Y CONCENTRACIN DE MINERALES Determinaciones usuales enminerales

1. RESUMEN

El principal objetivo de esta prctica es reconocer algunos conceptos bsicos del denominado chancado primario en la chancadora manual y el molino de discos; peso especfico, determinacin de humedad, con ello, se buscara el desenvolvimiento con agilidad en la prctica permitiendo determinaciones usuales en minerales.

1 PREPARACIN MECNICA Y CONCENTRACIN DE MINERALESA lo largo de la prctica se llev a cabo la seleccin granulomtrica de las partculas con una malla con abertura menor a 100, se desarrolla la determinacin del pH de la solucin de forma cualitativa con el uso del papel tornasol, neutralizacin de la solucin mediante la adicin sucesiva cal.

E.A.P. Ingeniera de minas

2. INTRODUCCION

Cada mineral tiene caractersticas por las cuales la podemos identificar tales como el hbito, color, dureza, forma del mineral, etc. En el presente laboratorio, determinaremos propiedades fsicas ms profundas de los minerales, como la humedad, pH natural y el peso especfico.

La humedad es la expresin numrica de la cantidad de agua existente en un material hmedo. Se obtiene al calentar un mineral unos grados ms que el punto de ebullicin del agua.

El pH de un mineral es la concentracin de iones hidrogeno en su composicin. Esta propiedad fsica de un mineral es muy importante para cuando este mineral vaya al proceso de lixiviacin en el caso sea un oxido, porque en ese sistema se regala el pH para que el metal pueda flotar. Determinaremos el pH con el teststreifen.

Finalmente, el peso especfico es el peso del mineral con relacin al volumen que ocupa. Para hallar este peso especfico se us la probeta.

A continuacin, se presentara el desarrollo del laboratorio, los resultados obtenidos, la discusin del porqu de estos resultados, el desarrollo del cuestionario y las respectivas conclusiones.

3. FUNDAMENTOS TEORICOS

3.1. Peso especfico: Se le llama peso especfico a la relacin entre el peso de una sustancia y su volumen.

Su expresin de clculo es:

siendo,

, el peso especfico;, el peso de la sustancia;, el volumen de la sustancia;, la densidad de la sustancia;, la masa de la sustancia;, la aceleracin de la gravedad.

3.2. Humedad: Se denomina humedad al agua que impregna un cuerpo o al vapor presente en la atmsfera. El agua est presente en todos los cuerpos vivos, ya sean animales o vegetales, y esa presencia es de gran importancia para la vida.

a) Humedad del suelo:El contenido de humedad en los suelos es la cantidad de agua que el suelo contiene en el momento de ser extrado. Una forma de conocer el contenido de humedad es pesar la muestra cuando se acaba de extraer, m1, y despus de haberla mantenido durante 24 horas en un horno a una temperatura de 110 C se vuelve a pesar, m2, y se halla el porcentaje de humedad con:

Porcentaje de Humedad =

m1 = Masa de la muestra recin extrada.m2= Masa de la muestra despus de estar en el horno.

b) Humedad de los materiales de construccinEs importante conocer la humedad que contienen los materiales de construccin por dos razones: cuanto ms contenido de humedad tienen, menor resistencia ofrecen al paso del calor. cuando el contenido de humedad es grande y se produce una helada, el agua se congela desmenuzando la pieza.El contenido de humedad de una pieza situada en ciertos ambientes, puede conocerse con un proceso semejante al descrito para conocer la humedad del suelo.

3.3. pH: Es una medida de acidez o alcalinidad de una disolucin. El pH indica la concentracin de iones hidronio [H3O]+ presentes en determinadas disoluciones.

La sigla significa potencial hidrgeno,potencial de hidrgeno o potencial de hidrogeniones. Este trmino fue acuado por el qumico dansS. P. L. Srensen (1868-1939), quien lo defini en 1909 como el opuesto del logaritmo en base 10 (o el logaritmo del inverso) de la actividad delos iones hidrgeno. Esto es:

Desde entonces, el trmino "pH" se ha utilizado universalmente por lo prctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrgeno, se le puede aproximar empleando la concentracin molar del ion hidrgeno.

Por ejemplo, una concentracin de [H3O+] = 1 107 M (0,0000001) es simplemente un pHde 7, ya que pH = log[107] = 7

En disolucin acuosa, la escala de pH vara, tpicamente, de 0 a 14. Son cidas las disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la concentracin es mayor, porque hay ms iones en la disolucin) y alcalinas las de pH superiores a 7. Si el disolvente es agua, el pH = 7 indica neutralidad de la disolucin.

En productos de aseo y limpieza se suele usar la expresin "pH neutro". En este caso la neutralidad hace referencia a un nivel de pH 5,5. Debido a las caractersticas de la piel humana, cuyo pH es 5,5; se indica neutralidad de pH en este tipo de productos que estn destinados a entrar en contacto con la piel para destacar su no agresividad. Si se aplicaran productos de pH 7 a la piel se producira una variacin del pH cutneo con posibles consecuencias negativas.

4. IMPORTANCIA Y CAMPO DE APLICACIN

Al momento de la compra una forma rpida y prctica para determinar la identidad del mineral es tomar en cuenta el peso especfico.

Cuando se lleva a cabo el transporte rpido y ptimo de los materiales es bueno medir la humedad del mineral. Adems se busca con esto disminuir las partculas que podran ocasionar la contaminacin.

5. EQUIPOS Y MATERIALES USADOS

Bandejas Esptulas, brochas Balanza de brazo y juego de pesas Vasos de 250 y 400 cc Concentrado hmedo Cpsulas de porcelana Mortero de porcelana Baguetas, pizetas, embudos Cal Frascos de 4 litros Mineral molido seco Fiolas de 50 y 100 cc

6. CALCULOS Y RESULTADOS Determinacin del pH natural:Para tal actividad primero molemos el mineral con el mortero a una granulometra adecuada como podemos observar en la fig. 1, luego retiramos el mineral molido en un recipiente Fig.2 luego tamizamos el mineral con una malla numero 50 Fig. 3, el material que no pasa por el tamiz se volver a moler en el mortero Fig. 5, posteriormente realizamos cuatro pesadas,dos de 10 gr y dos de 30 gr de mineral molido fig. 8, luego en dos vasos medimos 100cc de agua Fig. 13.Seguidamente echamos a cada vaso 10 gr y 30 gr de mineral molido respectivamente fig.14. Ahora medimos el pH en cada vaso fig. 15. Finalmente agregamos una pequea cantidad de cal para ambos vaso y medimos el pH, esta operacin la repetimos 2 veces fig.16.

Resultados.

Vaso con 30 gr de mineral: pH (7.5 9)Agregando un poco de cal (CaO) el pH aumento a (9 10)

Vaso con 10 gr de mineral: pH (6 7)Agregando un poco de cal (CaO) el pH aumento a (8 9)

Determinacin de peso especfico:

Primeramente pesamos la probeta vaca y seca obteniendo 130 gr de peso fig. 9, luego agregamos 10 gr de mineral molido seco Fig. 10, posteriormente agregamos agua hasta el nivel de enrase (100 ml) Fig. 11, tener cuidado de que el mineral molido se pegue al fondo de la probeta, para evitar esto se debe agitar al inicio. Finalmente pesamos el conjunto obteniendo 233.35 gr.

Este procedimiento se repite una vez ms con 20 gr de mineral molido. El peso total resultante fue de 246 gr.

Resultados:

A (peso de la probeta): 130 grB (peso del mineral seco junto al recipiente): 140 grC (peso del conjunto y agua hasta 100 ml en la probeta): 233.35 grPeso especfico ()

Donde:

V: volumen de la probeta.

=

(. )

= . A (peso de la probeta): 130 grB (peso del mineral seco junto al recipiente): 160 grC (peso del conjunto y agua hasta 100 ml en la probeta): 246 grPeso especfico ()

Donde:

V: volumen de la probeta.

=

( )

= .

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La humedad altera directamente el manipuleo de los minerales.La escasez de humedad en un mineral dificulta su transporte y aumenta la contaminacin. El pH vara de acuerdo a la cantidad de xido de Calcio Cal.Es recomendable que cuando se proceda al chancado manual tomar pequeas porciones para asegurar la eficiencia y disminuir la perdida de energa por re- trituracin. Es importante que se tomen varias muestras para garantizar la representatividad.

8. CUESTIONARIO

8.1. Si la determinacin de humedad se efectuara por triplicado y existiera diferencias en los resultados Qu factores son causales de estas discrepancias?

Para lograr una buena determinacin de humedad se recomienda que la misma se haga tan pronto como se haya obtenido la muestra y de esta forma de eviten alteraciones debido a evaporacin. Que la muestra no se haya puesto en la temperatura ni tiempo correcto en la estufa. Que la muestra haya estado el tiempo determinado para un buen secado.La muestra tiene que estar en sendos morteros con muestras de 2 a 3 g para aumentar su superficie especfica para un mejor secado. Las muestras tienen que estar bien molturadas (molidas).Deba haber una correcta medida del peso de la muestra antes y despus de la secadora tambin de los recipientes. Se debe procurar que al efectuar esta prctica se debe estar y poner la muestra en un lugarlo ms seco posible ya que est alterara su determinacin de humedad. Se tiene que repetir el proceso hasta que la muestra adquiera un peso constante.El material nunca se debe tomar con las manos si no con guantes o pinzas ya que se agregara grasa o humedad en la muestra.Es importante que la muestra tenga varias muestras pequeas del mismo peso para que al final despus del proceso se pueda ver la diferencia de pesos despus del secado para ver la variacin de humedad.

8.2. Qu cuidados debe tenerse al determinar humedad en:

Minerales piritosos que contienen bastante azufre

El SO2 es de una sustancia reductora que con el tiempo y en contacto con el aire y la humedad se convierte en trixido de azufre. La velocidad de esta reaccin en condiciones normales es baja. En agua se disuelve formando una disolucin cida. Su vida media en la atmsfera es corta, de unos 2 a 4 das.

El dixido de azufre es un intermedio importante en la produccin del cido sulfrico. Se forma en la combustin de azufre elemental o sulfuros (p. ej. la pirita FeS2, la wurzita o la blenda (ambos ZnS), la galena PbS, etc.) Luego es oxidado en una segunda etapa al trixido de azufre (SO3) que puede ser transformado directamente en el cido sulfrico. Antiguamente se empleaba platino como catalizador de esta reaccin, compuesto que ha sido sustituido en los sistemas ms modernos por pentxido de vanadio (V2O5) Para su sntesis en el laboratorio es a menudo ms conveniente aadir cido sobre sulfito.

Si el mineral es demasiado pegajoso

Para que sea pegajoso el mineral primero debe estar como un material arcilloso o con mucha agua de tal manera que fluya, pero a medida que se va secando el mineral, el material va siendo ms denso, evaporando el agua el mineral se va haciendo ms pegajoso. Cuando el material es

pegajoso no permite un buen funcionamiento para las labores de fundicin, en el momento del chancado y molienda, debido a que el material va a tender a pegarse a la mquina.

Si el ensayo se efecta en un laboratorio de Cerro de PascoEl laboratorio donde se realice el experimento debe estar a ciertas condiciones de humedad debida que como esta mayor altura entonces en el ambiente va a haber menor humedad que si se realizara en Lima, debido a que en lima hay mayor concentracin de agua en el aire.

8.3. Por qu es importante le determinacin correcta de la humedad en la compra /venta de minerales?

Determina la calidad del producto. Para mantener un control permanente y optimizar los procesos.El peso del concentrado, el cual se mide en toneladas mtricas secas (se debe eliminar la humedad que pueda contener). Disponer que los concentrados que requieran mezclarse, contengan una humedadcontrolada, que permita su manipuleo y evite la emisin de polvos fugitivos, para poder evitar una contaminacin.

8.4. Cules son las etapas en que se cometen errores al determinar la humedad?

Por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relacin expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partculas slidas

5.5. Graficar la curva pH consumo de cal para su experimento, y calcular la ecuacin emprica que los relacione

Vaso con 30 gr de mineral: pH (7.5 9)

Agregando un poco de cal (CaO) el pH aumento a (9 10)

Vaso con 10 gr de mineral: pH (6 7)

Agregando un poco de cal (CaO) el pH aumento a (8 9)

No se pudo realizar la curva ya que la cal echada en la muestra no fue pesada pero se concluy que cuanto ms cal se echa el pH aumenta (pierde su acidez).

8.6. Por qu es importante la determinacin correcta del peso especfico de un mineral?

Se denomina peso especfico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen equivalente de agua a 4C (condiciones de mxima densidad del agua), siendo un valor adimensional. Por el contrario, la densidad relativa es un valor equivalente correspondiente a la masa por unidad de volumen y viene expresado en unidades tales como g/cm3.

La estimacin del valor del peso especfico es en muchas ocasiones es determinante en la clasificacin de un mineral a estudiar.

Si un mineral tiene un peso especfico igual a dos, eso significa que un volumen cualquiera de dicho mineral pesa dos veces ms que un volumen igual al agua. La utilidad del peso especfico de los minerales es clara si tomamos una muestra del mineral en la mano es muy difcil de calcular su densidad: solo podemos decir si es muy denso o es poco denso, pero no podemos darle un valor de densidad a menos que lo midamos. En cambio, con el peso especfico podemos comprar rpidamente si son ligeros o pesados, ya que no nos podemos comprometernos a dar ningn valor.

8.7. Qu aplicaciones prcticas tiene el conocer el peso especfico de un mineral?

Se aplica en una muestra de mineral se cataloga rpidamente en una forma intuitiva sopesndolo si el mineral es ligero a pesado. Tambin se puede conocer o aproximarse los minerales que contiene dicho mineral(teniendo en cuenta tambin otras propiedades) Se puede conocer tambin el volumen que ocupa.

9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/DGAAM/guias/guiaminera-xviii.pdf Tecnologia de procesamientos de minerales B.A. Wills (1995) http://www.mineriaonline.com.pe/adminmine/filepdf/427%20Informativo%201.pdf Moore, Jhon W. (1986) Metalurgia Qumica. Madrid/alhambra S.A. (699/M85) http://www.geologia.uchile.cl/images/stories/protocolos%20web_cc18711.pdf

10. ANEXOS

Fig. 2

Terminado de moler se extrae en bandejas.

Fig. 1

Se comienza a moler el mineral, hasta una granulometraadecuada.

Fig. 5

Lo que no paso por el tamiz se vuelve a moler.

Fig. 3

Posteriormente tamizamos el mineral con una malla 50.

Fig. 4

Aqu se observa el mineral tamizado

Fig. 7

Aqu observamos un molino de discos, que seutiliz en laboratorio

Fig. 6

Es importante limpiar la malla para no disminuir la eficiencia del tamizado

Fig. 8

Luego de obtener el mineral a la granulometra deseada, se comienza a pesar el mineral conforme lo indicado.

Fig. 9

Pesamos la probeta para la determinacin del peso especfico del material.

Fig. 10

Luego echamos el mineral pesado anteriormente (10 gr y30 gr).

Fig. 11

Luego echamos agua hasta el enrase de la probeta (100 ml)

Fig. 12

Aqu observamos el agua llenado hasta el enrase de laprobeta

Fig. 13

Ahora medimos 100 ml de agua en 2 vasos para le determinacin del pH del mineral.

Fig. 15

Posteriormente medimos el pH conel teststreifen.

Fig. 14

Luego echamos el mineral tamizado, en cada vaso en uno 30 gr y en el otro 10 gr.

Fig. 16

Los resultados se dan atreves de colores, como se ve en la imagen, determinando as el pH del mineral.