E.A.P. Ingeniería de minas

PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES Determinaciones usuales en

minerales

Integramtes:

Inga Aguilar, Wilmer

Pocco Perez, Yulisa

Ramirez Bustamante, Julissa

Rivas Castillo, Ronald

Código:

13160120

13160225

13160049

13160127

1 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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1. RESUMEN

El principal objetivo de esta práctica es reconocer algunos conceptos básicos del

denominado chancado primario en la chancadora manual y el molino de discos; peso

específico, determinación de humedad, con ello, se buscara el desenvolvimiento con

agilidad en la práctica permitiendo determinaciones usuales en minerales.

A lo largo de la práctica se llevó a cabo la selección granulométrica de las partículas con

una malla con abertura menor a 100µ, se desarrolla la determinación del pH de la solución

de forma cualitativa con el uso del papel tornasol, neutralización de la solución mediante la

adición sucesiva “cal”.

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2. INTRODUCCION

Cada mineral tiene características por las cuales la podemos identificar tales como el hábito,

color, dureza, forma del mineral, etc. En el presente laboratorio, determinaremos

propiedades físicas más profundas de los minerales, como la humedad, pH natural y el peso

específico.

La humedad es la expresión numérica de la cantidad de agua existente en un material

húmedo. Se obtiene al calentar un mineral unos grados más que el punto de ebullición del

agua.

El pH de un mineral es la concentración de iones hidrogeno en su composición. Esta

propiedad física de un mineral es muy importante para cuando este mineral vaya al proceso

de lixiviación 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 específico es el peso del mineral con relación al volumen que ocupa.

Para hallar este peso específico se usó la probeta.

A continuación, se presentara el desarrollo del laboratorio, los resultados obtenidos, la

discusión del porqué de estos resultados, el desarrollo del cuestionario y las respectivas

conclusiones.

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3. FUNDAMENTOS TEORICOS

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

Su expresión de cálculo es:

siendo,

, el peso específico;

, el peso de la sustancia;

, el volumen de la sustancia;

, la densidad de la sustancia;

, la masa de la sustancia;

, la aceleración de la gravedad.

3.2. Humedad: Se denomina humedad al agua que impregna un cuerpo o al vapor presente en la atmósfera. El agua está 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 extraído. Una forma de conocer el contenido de humedad es pesar la muestra cuando se acaba de extraer, m1, y después 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 recién extraída.

m2= Masa de la muestra después de estar en el horno.

b) Humedad de los materiales de construcción

Es importante conocer la humedad que contienen los materiales de construcción por dos razones:

cuanto más 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.

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3.3. pH: Es una medida de acidez o

alcalinidad de una disolución. El pH indica la

concentración de iones hidronio [H3O]+

presentes en determinadas disoluciones.

La sigla significa ‘potencial hidrógeno’,

‘potencial de hidrógeno’ o ‘potencial de

hidrogeniones’. Este término fue acuñado por

el químico danésS. P. L. Sørensen (1868-

1939), quien lo definió en 1909 como el

opuesto del logaritmo en base 10 (o el

logaritmo del inverso) de la actividad de

los iones hidrógeno. Esto es:

Desde entonces, el término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta

para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de

utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración

molar del ion hidrógeno.

Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1 × 10−7 M (0,0000001) es simplemente un pH

de 7, ya que pH = –log[10−7] = 7

En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14. Son ácidas las

disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor,

porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las de pH superiores a 7. Si el disolvente

es agua, el pH = 7 indica neutralidad de la disolución.

En productos de aseo y limpieza se suele usar la expresión "pH neutro". En este caso la

neutralidad hace referencia a un nivel de pH 5,5. Debido a las características de la piel

humana, cuyo pH es 5,5; se indica neutralidad de pH en este tipo de productos que están

destinados a entrar en contacto con la piel para destacar su no agresividad. Si se aplicaran

productos de pH 7 a la piel se produciría una variación del pH cutáneo con posibles

consecuencias negativas.

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4. IMPORTANCIA Y CAMPO DE APLICACIÓN

Al momento de la compra una forma rápida y práctica para determinar la identidad del mineral es tomar en cuenta el peso específico.

Cuando se lleva a cabo el transporte rápido y óptimo de los materiales es bueno medir la humedad del mineral. Además se busca con esto disminuir las partículas que podrían ocasionar la contaminación.

5. EQUIPOS Y MATERIALES USADOS

Bandejas

Espátulas, brochas

Balanza de brazo y juego de pesas

Vasos de 250 y 400 cc

Concentrado húmedo

Cápsulas de porcelana

Mortero de porcelana

Baguetas, pizetas, embudos

Cal

Frascos de 4 litros

Mineral molido seco

Fiolas de 50 y 100 cc

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6. CALCULOS Y RESULTADOS

Determinación del pH natural:

Para tal actividad primero molemos el mineral con el mortero a una granulometría 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 volverá 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 pequeña cantidad de cal para ambos vaso y medimos el pH, esta operación 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)

Determinación de peso específico:

Primeramente pesamos la probeta vacía 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 más con 20 gr de mineral molido. El peso total resultante fue de 246 gr.

Resultados:

A (peso de la probeta): 130 gr

B (peso del mineral seco junto al recipiente): 140 gr

C (peso del conjunto y agua hasta 100 ml en la probeta): 233.35 gr

Peso específico 𝑩−𝑨

𝑽−(𝑪−𝑩)

Donde:

V: volumen de la probeta.

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𝒑𝒆 =𝟏𝟒𝟎 − 𝟏𝟑𝟎

𝟏𝟎𝟎 − (𝟐𝟑𝟑. 𝟑𝟓 − 𝟏𝟒𝟎)

𝒑𝒆 = 𝟏. 𝟓𝟎𝟑𝟖

A (peso de la probeta): 130 gr

B (peso del mineral seco junto al recipiente): 160 gr

C (peso del conjunto y agua hasta 100 ml en la probeta): 246 gr

Peso específico 𝑩−𝑨

𝑽−(𝑪−𝑩)

Donde:

V: volumen de la probeta.

𝒑𝒆 =𝟏𝟔𝟎 − 𝟏𝟑𝟎

𝟏𝟎𝟎 − (𝟐𝟒𝟔 − 𝟏𝟔𝟎)

𝒑𝒆 = 𝟐. 𝟏𝟒𝟐𝟗

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

contaminación.

El pH varía de acuerdo a la cantidad de óxido de Calcio “Cal”.

Es recomendable que cuando se proceda al chancado manual tomar pequeñas

porciones para asegurar la eficiencia y disminuir la perdida de energía por re-

trituración.

Es importante que se tomen varias muestras para garantizar la representatividad.

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8. CUESTIONARIO

8.1. Si la determinación de humedad se efectuara por triplicado y existiera diferencias en

los resultados ¿Qué factores son causales de estas discrepancias?

Para lograr una buena determinación 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

evaporación.

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 específica para un mejor secado.

Las muestras tienen que estar bien molturadas (molidas).

Deba haber una correcta medida del peso de la muestra antes y después de la secadora

también de los recipientes.

Se debe procurar que al efectuar esta práctica se debe estar y poner la muestra en un lugar

lo más seco posible ya que está alteraría su determinación 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

agregaría grasa o humedad en la muestra.

Es importante que la muestra tenga varias muestras pequeñas del mismo peso para que al

final después del proceso se pueda ver la diferencia de pesos después del secado para ver

la variación de humedad.

8.2. Qué 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 trióxido de azufre. La velocidad de esta reacción en condiciones normales es baja. En agua se disuelve formando una disolución ácida. Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días.

El dióxido de azufre es un intermedio importante en la producción del ácido sulfúrico. Se forma en la combustión 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 trióxido de azufre (SO3) que puede ser transformado directamente en el ácido sulfúrico. Antiguamente se empleaba platino como catalizador de esta reacción, compuesto que ha sido sustituido en los sistemas más modernos por pentóxido de vanadio (V2O5) Para su síntesis en el laboratorio es a menudo más conveniente añadir ácido 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

más denso, evaporando el agua el mineral se va haciendo más pegajoso. Cuando el material es

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pegajoso no permite un buen funcionamiento para las labores de fundición, en el momento del

chancado y molienda, debido a que el material va a tender a pegarse a la máquina.

Si el ensayo se efectúa en un laboratorio de Cerro de Pasco

El 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 realizaría en Lima, debido a que en lima hay mayor concentración de agua en el

aire.

8.3. ¿Por qué es importante le determinación 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 métricas secas (se debe eliminar la

humedad que pueda contener).

Disponer que los concentrados que requieran mezclarse, contengan una humedad

controlada, que permita su manipuleo y evite la emisión de polvos fugitivos, para poder

evitar una contaminación.

8.4. ¿Cuáles 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 relación expresada en porcentaje

entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas

5.5. Graficar la curva pH – consumo de cal para su experimento, y calcular la ecuación

empírica 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

concluyó que cuanto más cal se echa el pH aumenta (pierde su acidez).

10 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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8.6. ¿Por qué es importante la determinación correcta del peso específico de un mineral?

Se denomina peso específico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen

equivalente de agua a 4ºC (condiciones de máxima 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 estimación del valor del peso específico es en muchas ocasiones es determinante en la

clasificación de un mineral a estudiar.

Si un mineral tiene un peso específico igual a dos, eso significa que un volumen cualquiera de dicho

mineral pesa dos veces más que un volumen igual al agua. La utilidad del peso específico de los

minerales es clara si tomamos una muestra del mineral en la mano es muy difícil 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 específico podemos comprar

rápidamente si son ligeros o pesados, ya que no nos podemos comprometernos a dar ningún valor.

8.7. ¿Qué aplicaciones prácticas tiene el conocer el peso específico de un mineral?

Se aplica en una muestra de mineral se cataloga rápidamente en una forma intuitiva

sopesándolo si el mineral es ligero a pesado.

También se puede conocer o aproximarse los minerales que contiene dicho mineral

(teniendo en cuenta también otras propiedades)

Se puede conocer también 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 Química. Madrid/alhambra S.A. (699/M85)

http://www.geologia.uchile.cl/images/stories/protocolos%20web_cc18711.pdf

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10. ANEXOS

Fig. 1

Se comienza a moler el

mineral, hasta una

granulometría

adecuada.

Fig. 2

Terminado de moler se

extrae en bandejas.

12 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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Fig. 3

Posteriormente

tamizamos el

mineral con una

malla 50.

Fig. 4

Aquí se observa el

mineral tamizado

Fig. 5

Lo que no paso por el

tamiz se vuelve a

moler.

13 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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Fig. 6

Es importante limpiar la

malla para no disminuir la

eficiencia del tamizado

Fig. 7

Aquí observamos un

molino de discos, que se

utilizó en laboratorio

Fig. 8

Luego de obtener el mineral a la

granulometría deseada, se

comienza a pesar el mineral

conforme lo indicado.

14 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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Fig. 9

Pesamos la probeta para la

determinación del peso

específico del material.

Fig. 10

Luego echamos el

mineral pesado

anteriormente (10 gr y

30 gr).

15 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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Fig. 11

Luego echamos agua

hasta el enrase de la

probeta (100 ml)

Fig. 12

Aquí observamos el agua

llenado hasta el enrase de la

probeta

Fig. 13

Ahora medimos 100 ml de

agua en 2 vasos para le

determinación del pH del

mineral.

16 PREPARACIÓN MECÁNICA Y CONCENTRACIÓN DE MINERALES

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Fig. 14

Luego echamos el mineral

tamizado, en cada vaso en uno 30

gr y en el otro 10 gr.

Fig. 15

Posteriormente

medimos el pH con

el teststreifen.

Fig. 16

Los resultados se dan atreves de

colores, como se ve en la imagen,

determinando así el pH del

mineral.