Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería en Minas Concentración de Minerales

Laboratorio N°1:

“Análisis cuantitativo de arena del río Lampa”

Profesor: Sergio Acevedo

Ayudante: Ignacia Vega

Integrantes: Diego Avendaño Pérez

Fernando Pérez Villarroel

Fernando Pinto Salinas

Jerko San Martín Sánchez

Fecha Entrega: 26 de Noviembre de 2015

Resumen Ejecutivo

En minería es de vital importancia tener la mayor cantidad de información disponible sobre la

composición mineralurgia del terreno en que se desea iniciar un proyecto de explotación, para ello,

se usan distintos tipos de muestreo en la zona para determinar su composición y una estimación

desde el punto de vista económico, que pueden tener los minerales presentes en el terreno.

Para lograr obtener la información necesaria, se utilizan varios análisis estadísticos para encontrar

un modelo matemático que se ajuste de mejor manera a los datos de la muestra y desarrollar un

análisis cuantitativo de los minerales presentes, una etapa primordial para esto, es determinar la

desviación estándar y el promedio de los volúmenes de minerales con importancia económica

para el proyecto a desarrollar, en este caso los minerales son cuarzo, feldespato, mica (biotita) y

magnetita.

En base a los datos obtenidos se dilucido que la muestra es válida para desarrollar un proyecto de

extracción, ya que el 67,34% de la muestra total posee términos necesarios para validar los datos

obtenidos y con ello sustentar la hipótesis inicial, como datos de importancia para la planificación

en base al uso que se le dará, al mineral que dispone el lugar de origen de la muestra (Rio Lampa),

se determinó la ley mineral de la muestra y de la mena de los minerales de mayor importancia bajo

análisis, los principales resultados se presentan a continuación:

Mineral Desviación

Estándar

Volumen

Promedio

[cm3]

Ley

Mineralógica

Ley mena

en

muestra

Cuarzo 2,22 70,25 36,93 16,24

Feldespato 1,71 37,75 23,31 5,47

Mica 1,71 16,25 16,47 2,02

Magnetita 1,91 16,50 72,38 14,67

Volumen

Total [cm3] 140,75

Tabla resumen resultados destacados.

Como recomendación principal se puede mencionar que para desarrollar un análisis más completo

de la muestra, se deben considerar mayor cantidad de muestreos en el lugar bajo análisis y

además al momento de determinar las variables principales para los minerales de interés, se debe

tomar en consideración la totalidad de los minerales encontrados en el muestreo y su posible rédito

económico, lo cual proporciona una mayor versatilidad al proyecto propuesto.

1

Índice

Introducción ......................................................................................................................................... 2

Objetivos .............................................................................................................................................. 3

Objetivo general .............................................................................................................................. 3

Objetivos específicos ...................................................................................................................... 3

Alcances .............................................................................................................................................. 4

Marco Teórico...................................................................................................................................... 5

Conceptos ....................................................................................................................................... 5

Formulas .......................................................................................................................................... 6

Desarrollo de la Experiencia ............................................................................................................... 7

Materiales y Equipos: ...................................................................................................................... 7

Procedimiento.................................................................................................................................. 7

Resultados y análisis de resultados: ................................................................................................... 8

Tarea: ................................................................................................................................................ 10

Conclusiones y Recomendaciones ................................................................................................... 16

Bibliografía ......................................................................................................................................... 18

Anexo ................................................................................................................................................ 19

Memoria de Cálculo ...................................................................................................................... 19

2

Introducción

La elaboración de productos cuya materia prima es un recurso mineral, es un proceso que se ha

llevado a cabo durante miles de años, lo que ha cambiado desde entonces es la manera en que

estos recursos son extraídos y procesados para su uso apropiado.

Las arenas del río Lampa por ejemplo, son compuestas por distintas especies minerales, metálicas

y no metálicas, de las cuales muchas se hallan completamente liberadas por sobre la malla #48 de

los tamices, lo que se traduce como un recurso que no requiere de ningún proceso de

conminución, o quizás alguno en su grado mínimo, para poder ser concentrado y moldeado según

las necesidades de los consumidores.

El análisis de una muestra de la arena el rio Lampa, busca establecer cuantitativamente las leyes

mineralógicas de las distintas especies minerales presentes en la muestra, considerando las

especies metálicas, como la magnetita, o las no metálicas, como el cuarzo, los feldespatos, o las

micas.

El estudio consiste en identificar los granos liberados de las 4 especies minerales ya mencionadas,

trabajando bajo el supuesto de que esta es una muestra representativa y correctamente tomada,

podrían extrapolarse los resultados de este ensayo, y proceder a elaborar un análisis sobre la

posible factibilidad de la explotación de estos recursos.

Finalmente el estudio pretende establecer, entre otros, lo que puede ser el primer paso para la

evaluación de un posible yacimiento de alguno de estos elementos, si las leyes así lo permiten.

3

Objetivos

Objetivo general

Evaluar cuantitativamente los minerales presentes en una muestra obtenida en el río

Lampa

Objetivos específicos

Utilizar parámetros probabilísticos para el análisis.

Determinar ley de cada especie mineralógica.

Estimar los errores presente en el procedimiento.

Realizar un trabajo de investigación sobre la minería no metálica en Chile.

4

Alcances

Se trabaja con una muestra proporcionada por el profesor al momento del desarrollo del

laboratorio.

Se asume una muestra homogénea y en un principio representativa para su debido análisis.

Para el conteo de granos de mineral en la muestra, se omitieron los granos mixtos o con texturas

que impedían una adecuada identificación.

Para cálculos asociados se utiliza el programa Microsoft Excel, para evitar pedida de generalidad

de los resultados.

La representación de resultados está aproximada con dos dígitos decimales.

Se asume como densidades de minerales encontrados en la muestra las siguientes:

Cuarzo 2,65 [ 𝑔

𝑐𝑚3].

Feldespato potásico 2,63 [ 𝑔

𝑐𝑚3].

Mica (biotita) 3,20 [ 𝑔

𝑐𝑚3].

Magnetita 5,20 [ 𝑔

𝑐𝑚3].

Se desprecia la presencia de minerales adyacentes a la muestra, tal como es la calcopirita.

Se asume una liberación equivalente al 100% bajo malla #48.

Se considera que la muestra de mineral observada bajo lupa, posee una unidad de medida

correspondiente a un volumen de la muestra.

5

Marco Teórico

Con el fin de establecer un marco teórico que sustente el estudio de la muestra, a continuación se

definen conceptos y se presentan las relaciones matemáticas que son necesarias manejar para

una correcta lectura y comprensión del informe.

Conceptos

Muestra: Representa una porción del total del material en estudio, se busca que esta sea

representativa del conjunto por métodos de homogeneización y reducción de volumen.

Para el desarrollo de la experiencia fue utilizada una porción del material que, tras ser

tamizado, se almacenó sobre la malla #48 y bajo la malla #35.

Roleo: Corresponde al principal método de homogeneización del material, cuyo objetivo es

asegurar la representatividad de una fracción reducida de la muestra total, de lo contrario

no podrían validarse los resultados obtenidos de la experiencia para el resto de la muestra.

Consiste en mezclar la muestra total sobre un paño de aproximadamente un metro

cuadrado, al menos durante 5 minutos.

Tamizado: El proceso de tamizado consiste en dividir la muestra según su granulometría,

agitando el material en el RO-TAP. Posterior al tamizado de la muestra sigue a

continuación la determinación de la masa del material según su granulometría,

determinando su fracción en peso.

Ilustración 1. Ro-Tap.

6

Reducción de volumen: La reducción del volumen de la muestra suele realizarse por medio

del proceso de cono y cuarteo, sin embargo para esta oportunidad se ha seleccionado, no

azarosamente, el material que será estudiado. Finalmente la muestra de estudio se reduce

a una determinada cantidad de granos dentro de un área de 2𝑐𝑚2.

Formulas

Ley mineralógica: Corresponde al porcentaje del Elemento de Interés (E.I.) en un mineral.

𝐿𝑒𝑦 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑎 = (𝑛° 𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝐸. 𝐼.∗ 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑡ó𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝐸. 𝐼

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 ∗ 100) (1)

Ley total: Corresponde a la suma de las leyes porcentuales de un cierto elemento de

interés, contenido en distintas especies minerales.

𝐿𝑒𝑦 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑(𝑙𝑒𝑦 𝑑𝑒 𝐸𝐼 𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙𝑖

𝑖

) (2)

Grado de liberación: Relación porcentual que se establece para determinar la fracción del

material que se encuentra como un grano liberado, es decir, libre de fragmentos de roca u

otros minerales asociados.

Media Aritmética: Corresponde al valor característicos de una serie de datos, qe parte del

principio de la esperanza matemática o valor esperado. Matemáticamente la determinación

de la media aritmética, se obtiene según la siguiente relación:

�̅� =∑ 𝑥𝑖

𝑛𝑖

𝑛 (3)

Desviación estándar: Referido al grado de dispersión de los datos en el muestreo, se

relaciona directamente con cuanto tienden los datos del promedio.

Matemáticamente la determinación de la distribución estándar, se obtiene según la

siguiente relación.

𝜎 = √1

𝑛 − 1∑(𝑥𝑖 − �̅�)2

𝑛

𝑖=1

(4)

Donde

n = Total de datos.

Xi = i-ésima dato registrado.

�̅� = Promedio de la i valor.

7

Desarrollo de la Experiencia

Materiales y Equipos:

1) Muestra de arena previamente homogeneizada.

2) Bandejas de aluminio.

3) Balanza Digital.

4) Brochas.

5) Cronómetro.

6) Poruña.

7) 1 serie de mallas: #10, #14, #20, #28, #35, #48 y #65.

8) Ro-Tap.

9) Mesa de trabajo.

10) Papel milimetrado.

11) Lupa.

Procedimiento

1) La recolección de la muestra en estudio, se realiza en el rio Lampa, ubicado en la zona

rural norponiente de Santiago.

2) En la zona de recolección se realiza el método de roleo, con el fin de homogeneizar la

muestra seleccionada.

3) Se extrajo una cantidad cercana a los 15 kg, entre tres puntos elegidos según parámetros

básicos de necesidad de trabajo (ausencia de materia vegetal u orgánica).

4) De la muestra total se extrajo 1,3kg a los cuales se le aplica el método de cono y cuarteo

con posterior tamizado de esta.

5) Se realiza un proceso de análisis granulométrico para el posterior análisis. Se aparta la

muestra bajo malla #48

6) Con el material ya separado se procede a dispersar una pequeña cantidad de este sobre

una hoja milimetrada. En una sección de 4𝑐𝑚2 se realiza el conteo de granos de cuarzo,

feldespato, mica y magnetita, con la ayuda de una lupa para facilitar esta tarea.

7) Para obtener un conteo sea representativo, este se lleva a cabo en cuatro cuadrantes de

1𝑐𝑚2. Cada integrante realiza la medición de forma individual para posteriormente

comparar resultados, para desarrollar un análisis estadístico que represente la totalidad de

la muestra en estudio.

8

Resultados1 y análisis de resultados:

A continuación se presentan los datos tabulados, correspondiente a los minerales totales

observados en el laboratorio:

Mineral

Volumen

sujeto 1

[cm3 ]

Volumen

sujeto 2

[cm3 ]

Volumen

sujeto 3

[cm3 ]

Volumen

sujeto 4

[cm3 ]

Desviación

Estándar

Volumen

Promedio

[cm3 ]

Cuarzo 71 73 68 69 2,22 70,25

Feldespato 37 40 36 38 1,71 37,75

Mica 18 16 17 14 1,71 16,25

Magnetita 14 18 18 16 1,91 16,50

Volumen

Total [cm3] 140,75

Tabla 1. Tabulación de minerales observados en muestra. Fuente: Propia.

En base a los datos obtenidos, se determina una desviación estándar respectiva a cada mineral

observado, la cual demuestra que fluctúa en un rango de [1,71 − 2,22], de esta manera, se puede

ver que en el caso del mineral de cuarzo, este parámetro no afecta de manera decisiva al volumen

del mineral observado, puesto que de una muestra de 70,25 [𝑐𝑚3] existe una desviación de 2,22

[𝑐𝑚3], lo cual es un valor muy pequeño para el tamaño de la muestra, ratificando que el promedio

es un representativo de la muestra. En el caso del mineral feldespato se observa una desviación

de 1,71 [𝑐𝑚3], el cual no es un valor elevado, por ende, el promedio de 37,75 [𝑐𝑚3] es

representativo para la muestra.

Por el contrario, en el caso de los minerales de mica y magnetita, la desviación estándar medida

corresponde a 1,71 [𝑐𝑚3] y 1,91 [𝑐𝑚3] respectivamente. Este es un valor considerable ya que el

tamaño de volumen de muestra promedio para ambos minerales es respectivamente 16,25 [𝑐𝑚3] y

16,50 [𝑐𝑚3], por lo tanto, el valor promedio no representa fielmente a las muestras observadas.

1Revise la sección de anexos para detalles de cálculos realizados.

9

La siguiente tabla muestra la incidencia de los minerales en relación a la muestra total y sus

respectivas leyes:

Mineral % de

Volumen

Masa de

Mineral [gr]

Razón

en Masa

% en

Masa

Cuarzo 49,91 186,16 0,44 43,98

Feldespato 26,82 99,28 0,23 23,46

Mica 11,55 52,00 0,12 12,29

Magnetita 11,72 85,80 0,20 20,27

Masa

Total [gr] 423,25

Tabla 2. Ley de minerales. Fuente: Propia.

En base a las leyes obtenidas tanto del mineral de cuarzo como feldespato, datos validados por su

desviación estándar, que en su conjunto suman 67,44%, se puede decir que la muestra es

representativa y válida de estos minerales para la población.

En el caso de las leyes obtenidas de los minerales de mica y magnetita que en su conjunto suman

32,56% de las leyes de la muestra, datos que en un análisis muy estricto no tienen un valor

promedio representativo, aun así no se pierde la validez a la muestra total, debido a que

representa un porcentaje muy bajo, en comparación al porcentaje de muestra validada.

Mineral Fórmula Ley Mineralógica

[%]

Ley en muestra

[%]

Cuarzo SiO2 36,93 16,24

Feldespato KAlSi2O8 23,31 5,47

Mica AlSi3O10KFe3(OH)2 16,47 2,02

Magnetita Fe3O4 72,38 14,67

Tabla 3. Ley en muestra. Fuente: Propia.

La última columna de la tabla anterior (Tabla 3) hace referencia a la ley contenida por la muestra

analizada, correspondiente a las respectivas menas con importancia económica para el mercado,

para el cuarzo se considera como mena principal el sílice, la cual se presenta en un 16,24%; se

considera como mena de interés para el feldespato potásico el sílice presente en un 5,47%, así

mismo, para el caso de las micas biotitas se considera como mena de interés el sílice presente en

su composición en un 2,02% y por ultimo para la magnetita se considera como mena de interés el

hierro, presente en un 14,67% de su composición, esta información es de vital importancia al

momento de tomar la decisión de cuál será el uso y tipo proyecto a desarrollar con los minerales

reconocidos en base al procedimiento de muestreo aplicado.

10

Trabajo de investigación:

Minería no metálica:

Los productos mineros no metálicos se denominan más apropiadamente "minerales industriales",

ya que son un insumo para la industria. En ella se elaboran diversos productos, de los cuales e

distinguen los químicos y aquellos que son utilizados directamente en los procesos industriales. Es

por ello que estos recursos son de gran importancia en el desarrollo industrial. Es por ello que

países industrializados tienen un mayor desarrollo de la minería no metálica en comparación con la

minería metálica. Este último punto es de gran relevancia al momento de querer crear una visión

futura del desarrollo de nuestro país.

Los principales recursos no metálicos con producción en nuestro país son: apatita, arcilla, azufre,

baritina, bentonita, boro, caolín, carbonato de calcio, carbonato de litio, cloruro de sodio (sal de

roca), cuarzo, diatomita, dolomita, feldespato, lapislázuli, mármol, óxido de hierro, puzolana,

nitratos, sulfato de sodio, talco, wollastonita, yeso y yodo.

Los recursos minerales metálicos constituyen el pilar de la gran minería en Chile, donde los

metales predominantes en las faenas mineras extractivas corresponden a cobre, molibdeno, oro,

plata, hierro, plomo, zinc y manganeso, siendo Chile uno de los principales productores de cobre

del mundo.

No obstante Chile también se destaca por sus recursos en rocas y minerales industriales (RMI) que

son relevantes para las actividades de los sectores químico-industrial, construcción, minero-

metalúrgico, manufacturero, agroindustrial y en la preservación del medioambiente. Entre los

recursos de RMI del país se destacan nitratos, yodo, sal común, sales de litio y potasio, boratos,

áridos, arcillas, calizas, yeso, cuarzo, baritina, caolín, feldespato, talco, diatomita, bentonita,

dolomita, guano, apatita, zeolitas y perlita.

Debido a la gran diversidad de productos no metálicos se tienden a clasificar en cuatro grupos en

virtud de su importancia e importancia económica.

Grupo I

Son productos estratégicos económicamente a nivel mundial. Corresponde a depósitos y

salmueras ubicadas al norte de Chile. Con extensas reservas y una ubicación favorable para su

explotación.

La lista de productos del grupo, en orden de importancia, es:

Salitre: (Nitrato de Potasio, Nitrato de Sodio y Salitre Potásico).

Yodo: (Yodo y sus sales derivadas Yoduros y Yodatos).

Sales: de litio (Carbonato y Cloruro).

Boratos: (Ulexita y sus derivados ácido Bórico, Bórax refinado).

Cloruro de sodio.

Sales potásicas: (Cloruro y Sulfato).

11

Grupo II

Se caracterizan por su bajo valor unitario y altos volúmenes de producción, esta preferentemente

enfocada a la industria consumidora, es decir, de autoabastecimiento, como por ejemplo empresas

de cemento o cerámica. Corresponde a un pequeño mercado, pero que cada vez toma mayor

importancia.

Se incluyen en este grupo según su orden de importancia:

Carbonato de calcio: (Caliza para cemento y cal).

Yeso: (Para objetos de yeso y cemento).

Puzolana: (Para cemento).

Arcillas: (Arcillas comunes y plásticas).

Óxido de hierro: (Para cemento y pigmentos).

Pirofilita: (Para cerámicas).

Cemento: (Se incluye como producto industrial).

Cal: (Se incluye como producto industrial).

Grupo III

Productos muy diversos de recursos relativamente abundantes en el país, se explotan en

volúmenes de producción de mediana y baja escala. Tienen una amplia gama de aplicaciones

industriales en el país y existe una oferta diversificada, en cuanto a productos y calidades se

refiere. Se destinan preferentemente al mercado nacional.

La nómina de productos de este grupo, en orden de importancia, es:

Fosfatos: (Superfosfatos, Fosfatos de amonio, Roca fosfórica, Guano).

Arcillas caoliníferas: (Caolín, Arcillas Refractarias).

Recursos silíceos: (Sílice, Cuarzo, Arenas Silíceas).

Sulfato de sodio.

Diatomita.

Azufre: (Crudo, Sublimado).

Carbonato de calcio: (Creta, C.C. Granulado y Precipitado).

Talco.

Feldespato.

Rocas: (Mármol, Granito).

Bentonita: (Cálcica y Sódica).

Abrasivos: (Piedra pómez, Granate).

Wollastonita.

Perlita.

Baritina.

Sulfato de aluminio.

Cimita.

12

Grupo IV

Productos que, por estar basados en recursos de menores perspectivas geológicas, según el

conocimiento geológico actual, no registran producción significativa nacional. En consecuencia, el

abastecimiento nacional es de origen importado.

Los productos de mayor interés, son los siguientes

Carbonato de sodio.

Magnesio: (Dolomita, Magnesia, Magnesita).

Asbesto.

Óxido de aluminio: (Alúmina, Bauxita).

Cromita.

Grafito natural.

Andalusita.

Fluorita.

Mica.

Recordamos una vez más que esta clasificación está realizada en base a la importancia de estos

productos en el mercado.

Para realizar este informe se dará mayor énfasis a los minerales denominados silicatos y su

importancia como recurso en rocas y minerales industriales.

Silicatos

Los silicatos son sales de ácido silícico. Forman parte de los compuestos más frecuentes y

fundamentales de la litosfera. Son parte importante de numerosas rocas y minerales (integran el

95% de la corteza terrestre), y se hallan exclusivamente en forma de silicio y oxígeno (sílice), o en

combinación con otros elementos.

Minerales que se incluyen dentro de los silicatos:

Feldespato, mica, cuarzo, anfibola, piroxeno y zeolita. Los silicatos más importantes son los de

sodio y potasio (vidrios solubles), de magnesio (como el talco), de calcio (que integran el vidrio y el

cristal), y de aluminio (como el caolín o la arcilla).

Cuarzo

Tras el feldespato es el mineral más común de la corteza terrestre estando presente en una gran

cantidad de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Destaca por su dureza y resistencia a la

meteorización en la superficie terrestre.

13

Es muy importante en la elaboración del "Cristal de Cuarzo", de grandes placas para la radiotecnia

y en la fabricación del vidrio. El cuarzo macrocristalino se emplea en numerosos aparatos de

óptica.

Debido a sus propiedades piro y piezoeléctricas es fundamental en la industria electrónica de

precisión (una aplicación de las más conocidas es el reloj de cuarzo). Las variedades coloreadas,

amatista, citrino, etc., se usan en joyería. El cuarzo microcristalino se usa como piedra de adorno

(semipreciosa) y el sílex, debido a su dureza, fue empleado por el hombre prehistórico para fabricar

utensilios y armas.

Feldespato

Es el mineral más abundante en la corteza terrestre, corresponde aproximadamente al 60% de

esta. Tanto el feldespato potásico como sódico son explotados ampliamente, siendo los principales

productores Italia, USA, Tailandia y Turquía.

Sus principales usos son; la elaboración de vidrios, cerámicas y de cargas (en pinturas).

Magnetita

Es un mineral de hierro constituido por oxido ferroso-diférrico, posee un alto poder magnético que

lo caracteriza e identifica, el cual crea un reordenamiento magnético, siendo este un imán natural.

Sus usos y aplicaciones recaen como mena de mineral hierro, por su alta resistencia a la

temperatura se emplea en los tubos de calderas o para tratamientos químicos en calderas

industrias. También se le emplea en la construcción aplicando este mineral al hormigón dando

como resultado un aumento en densidad.

Biotita

Corresponde a un silicato de hierro y magnesio de color negro, del cual se pueden extraer capas

delgadas más conocidas como micas.

Dentro de usos y aplicaciones destaca como con aislante térmico y eléctrico, debido a las

características internas que posee. La mica se utiliza en aplicaciones de alta responsabilidad como

aislamiento de máquinas de alta tensión y gran potencia, turbogeneradores, motores eléctricos, y

algunos tipos de condensadores.

14

(Estrategia).- La Comisión de Chilena del Cobre (Cochilco), elaboró un informe sobre las

exportaciones chilenas de minería no metálica entre los años 2003 y 2008, a partir del cual se

puede determinar que los principales destinos son Bolivia, Paraguay y Uruguay.

En el período mencionado, las exportaciones de minerales no metálicos crecieron tres veces,

considerando que en 2003 se llegó a los US$559,5 millones, y en 2008 a los US$1.741 millones.

El análisis incluye tres grupos, entre los que se encuentran los nitratos (grupo I), el yeso y cemento

(grupo II) y los minerales filtrantes que componen el grupo III.

El grupo I donde se encuentra el salitre, el potasio, sales yodadas, el litio, entre otros, desde 2003

a 2008 ha experimentado un crecimiento de 214%, pasando de US$550,1 millones a US$1.730

millones.

En el caso del yeso y el cemento, se ha generado una caída en los envíos al extranjero de un

16,1%, ya que en el año 2003 se exportaban US$831 mil, mientras que el año 2008 las

exportaciones totalizaron US$697 mil. Los principales destinos son Costa Rica, en el caso del

yeso, y el único país que compra cemento a Chile es Perú.

Por último, en el grupo III, donde se encuentran las rocas ornamentales, cuarzo, cal, arcillas,

azufre, entre otros minerales, también se produjo un aumento en las facturaciones para ventas en

el extranjero, ya que en 2003 se anotaron US$8,6 millones, mientras que el 2008, se llegó a los

US$10,8 millones, lo que arroja un incremento de 26,7%

Ilustración 2. Producción de feldespato V Región de Chile. Fuente: SERNAGEOMIN.

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Pro

du

cció

n (

t)

Año

Producción de Feldespato

15

Ilustración 3. Producción de cuarzo II, IV VII Región de Chile. Fuente: SERNAGEOMIN.

Si bien Chile cuenta con numerosas reservas de minerales no metálicos, en especial cuarzo y

feldespatos, llama la atención que cada año aumenta la importación de estos productos, sin duda

este es un tema que da mucho para hablar y analizar.

A continuación se presenta una tabla con los diferentes productos de la minería no metálica que

Chile importa y su fluctuación a lo largo de los años.

0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Pro

du

cció

n (

t)

Año

Producción Cuarzo

AÑO 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

PRODUCTOS DE LA MINERIA NO METALICA (Toneladas Metricas Netas )

Cloruro de Potasio 74.732 63.079 83.033 65.194 66.958 73.203 1.931 288 11.509 21.044

Otros Fertilizantes 33.488 22.349 40.571 39.764 28.344 35.706 24.468 17.313 27.654 29.598

Sulfato de Potasio 12.472 7.309 11.603 3.107 360 430 1.592 2.773 4.241 3.832

Superfosfatos 209.475 163.558 224.163 213.395 215.012 223.626 186.882 187.116 169.421 164.105

Cementos 45.619 56.406 73.481 60.371 106.363 117.232 162.320 240.948 219.931 363.536

Cal 12.296 13.171 28.484 31.201 66.753 92.431 113.326 147.131 158.931 216.549

Anhídrido Silícico 2.633 3.181 3.022 2.931 3.066 3.739 2.639 3.474 4.915 4.350

Ox.e Hidróxido de Hierro 982 1.007 766 753 957 980 1.377 1.498 1.561 1.971

Carbonato de Calcio Precipitado 7.250 7.918 10.825 11.207 12.591 15.261 22.506 31.187 36.646 37.644

Fosfatos de Amonio 154.841 136.968 136.109 135.100 132.008 152.622 158.197 155.300 191.749 169.409

Alúmina 4.024 5.516 7.545 6.156 7.019 8.164 2.549 2.570 18.201 8.340

Carbonato de Sodio 119.904 169.825 156.684 154.465 166.589 176.372 164.186 174.454 194.227 199.795

Bórax Refinado 400 749 434 142 127 148 164 107 162 263

Acido Bórico 198 271 150 77 118 59 45 13 13 59

Azufre Refinado 349 3.813 8.323 8.341 5.677 6.597 198 227 292 245

Hidróxido de Litio 45 44 59 24 36 25 35 22 34 32

Ilustración 4. Tabla productos no metálicos importados. Fuente: COCHILCO

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Conclusiones y Recomendaciones

Los minerales presentes en la muestra adquirida desde el río Lampa, fueron los siguientes: cuarzo,

feldespato, mica, magnetita entre los más importantes a destacar; los cuales han sido analizados

cuantitativamente, a través de una media aritmética, la cual representa la cantidad de granos

promedio, contenido en cada mineral de interés presente en la muestra. También se utiliza la

desviación estándar, la cual indica la validez del parámetro descrito anteriormente, como medida

representativa para la población.

En base a los datos obtenidos, se concluye, que tanto los minerales de cuarzo y feldespato,

medidos en la muestra, son representativos para la población presente en el río Lampa; sin

embargo, tanto los minerales de mica como de magnetita, a diferencia de los mencionados,

poseen una menor validez según los parámetros medidos, lo cual dificulta concluir una verídica

valides y representatividad de la muestra para la población.

De este modo, al medir las leyes de estos minerales en la muestra, se obtiene que los minerales

con mayor presencia, posean la suficiente validez, como para sustentar la hipótesis de ser una

muestra que represente la población.

Además se deduce a través de las leyes de los minerales de interés presentes, que la población

es rica en minerales de cuarzo y feldespato (menas de sílice), lo que ayuda a determinar,

preliminarmente, las características de la planta de concentración y procesamiento; así también, el

destino de los productos que se obtengan en la explotación y procesamiento de estos minerales.

Sin dejar de mencionar la potencialidad económica de los minerales de mica y magnetita (mena de

hierro) que poseen una ley no despreciable en este sentido.

A través del trabajo de investigación, se observa que lamentablemente Chile tiene la tendencia a

productos de minerales que perfectamente puede elaborar en su territorio.

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Recomendaciones:

Utilizar una muestra lo más representativa posible de la población.

Se debe estandarizar el método de observación de minerales, determinando las características

físicas de los mismos para su reconocimiento, y la validez de los minerales contables presente en

la muestra (márgenes de cada cuadrante).

La muestra utilizada es asumida liberada al 100% en malla #48, sin embargo, para disminuir los

posibles errores en el análisis de la muestra, es mejor realizar un análisis estricto sobre el grado de

liberación de los minerales para realizar un análisis acorde a la muestra obtenida.

Cuando la muestra tiene minerales que pongan en duda la validez del muestreo, se debe repetir

esta acción, hasta obtener una muestra acorde a los estándares propuestos.

Tanto la media aritmética, como la desviación estándar, son parámetros válidos para evaluar

cuantitativamente la muestra, también se deberían de utilizar modelos probabilísticos de

distribución, lo cual obliga a realizar diversos ensayos.

Trabajar con muestra de la cual se tenga información de procedencia y modo de muestreo, para

tener en consideración el error asociado a dichos procesos y considerarlos al momento del

desarrollo de la experiencia, al determinar los parámetros requeridos.

En base a lo anterior se necesita el equipo adecuado para la obtención de la muestra y también

para su correspondiente almacenamiento y movilización.

Para obtener una visión global y aún más representativa de la muestra, se debe considerar la

totalidad de los minerales observados, no solo los minerales de interés para desarrollar el análisis

acorde a la muestra.

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Bibliografía

(Museo geológico) (21 de noviembre de 2015) Obtenido de

http://www.sernageomin.cl/Museo_Geologico/minerales/minerales_08.htm

Aumento en las exportaciones de Chile (22 de Noviembre de 2015) Obtenido de

http://www.mch.cl/2009/12/15/exportaciones-de-mineria-no-metalica-se-han-triplicado-

en-cinco-anos/

Estadísticas completas de exportaciones (23 de Noviembre de 2015) Obtenido de

http://www.sernageomin.cl/sminera-estadisticasprod.php

Anuario de importaciones y exportaciones (23 de Noviembre de 2015) Obtenido de

www.cochilco.cl/descargas/estadisticas/anuarios/

Mineral de Cuarzo (24 de Noviembre de 2015) Obtenido de

http://www.regmurcia.com/servlet/s.Sl?sit=c,365,m,108&r=ReP-26901-

DETALLE_REPORTAJESABUELO

Mineral de Feldespato (24 de Noviembre de 2015) Obtenido de

http://www.regmurcia.com/servlet/s.Sl?sit=c,365,m,108&r=ReP-26864-

DETALLE_REPORTAJESABUELO

Mineral de Biotita (24 de Noviembre de 2015) Obtenido de

https://www.regmurcia.com/servlet/s.Sl?sit=c,365,m,108&r=ReP-26750-

DETALLE_REPORTAJESABUELO

Mineral de Magnetita (24 de Noviembre de 2015) Obtenido de

http://www.regmurcia.com/servlet/s.Sl?sit=c,365,m,108&r=ReP-8141-

DETALLE_REPORTAJESABUELO

19

Anexo

Memoria de Cálculo

Los cálculos que a continuación se muestran, corresponden al mineral “cuarzo”:

Para el cálculo de la media aritmética del volumen observado de cuarzo en la muestra según la

fórmula (3) y se obtiene de la siguiente forma:

𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑎𝑟𝑧𝑜: 71 + 73 + 68 + 69

4= 70,25 [𝑐𝑚3]

Luego se obtiene la desviación estándar de los datos observados, según la fórmula (4):

𝐷𝑒𝑠𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟: √(71 − 70,25)2

3+

(73 − 70,25)2

3+

(68 − 70,25)2

3+

(69 − 70,25)2

3= 2,22

Al sumar las medias aritméticas de todos los minerales presentes en la muestra, se obtiene un

volumen total:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙: 70,25 + 37,25 + 16,25 + 16,50 = 140,75 [𝑐𝑚3]

Al repetir el procedimiento con los demás minerales se obtiene la siguiente tabla:

Mineral

Volumen

sujeto 1

[cm3 ]

Volumen

sujeto 2

[cm3 ]

Volumen

sujeto 3

[cm3 ]

Volumen

sujeto 4

[cm3 ]

Desviación

Estándar

Volumen

Promedio

[cm3 ]

Cuarzo 71 73 68 69 2,22 70,25

Feldespato 37 40 36 38 1,71 37,75

Mica 18 16 17 14 1,71 16,25

Magnetita 14 18 18 16 1,91 16,50

Volumen

Total [cm3] 140,75

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Con los datos obtenidos, es posible calcular el % de volumen presente de cada mineral en la

muestra, en este caso, para el mineral de cuarzo, según como sigue:

% 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑟𝑧𝑜: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑟𝑧𝑜

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙∗ 100 =

70,25

140,75∗ 100 = 50%

Se calcula la masa presente de la muestra de mineral de cuarzo, utilizando su volumen y densidad,

que en este caso es de 2,65 [𝑔𝑟 𝑐𝑚3⁄ ], según como sigue:

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑟𝑧𝑜: 2,65 [𝑔𝑟

𝑐𝑚3] ∗ 70,25[𝑐𝑚3] = 186,16 [𝑔𝑟]

Al sumar las masas de todos los minerales presentes en la muestra, se obtiene una masa total:

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙: 186,16 + 99,28 + 68,25 + 49,67 = 403,36 [𝑔𝑟]

Finalmente, se determina el porcentaje en masa del mineral de cuarzo presente en la muestra

según sigue:

% 𝑒𝑛 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑎𝑟𝑧𝑜:𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑟𝑧𝑜

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙∗ 100 =

186,16

403,36∗ 100 = 46,15%

Al repetir el procedimiento con los demás minerales se obtiene la siguiente tabla:

Mineral % de

Volumen

Masa de

Mineral [gr]

Razón

en Masa

% en

Masa

Cuarzo 49,91 186,16 0,44 43,98

Feldespato 26,82 99,28 0,23 23,46

Mica 11,55 52,00 0,12 12,29

Magnetita 11,72 85,80 0,20 20,27

Masa

Total [gr] 423,25

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Para determinar la ley mineralógica de sílice presente en el mineral de cuarzo, se utilizan las

fórmulas (1) y (2), según sigue:

𝐿𝑒𝑦 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙𝑜𝑔𝑖𝑐𝑎: 28,09 ∗ 1

28,09 ∗ 1 + 15,99 ∗ 2∗ 100 = 36,93% 𝑠í𝑙𝑖𝑐𝑒

𝐿𝑒𝑦 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎: 36,93 ∗ 0,44 = 16,24% 𝑠í𝑙𝑖𝑐𝑒

Al repetir el procedimiento con los demás minerales se obtiene la siguiente tabla:

Mineral Fórmula Ley Mineralógica

[%]

Ley en muestra

[%]

Cuarzo SiO2 36,93 16,24

Feldespato KAlSi2O8 23,31 5,47

Mica AlSi3O10KFe3(OH)2 16,47 2,02

Magnetita Fe3O4 72,38 14,67