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PREPARACIÓN MECÁNICA DE MINERALES
El tamaño de las partículas, en la minería, se puede considerar como uno de los
factores principales en casi todos los procesos unitarios. En la conminución es
relevante que el tamaño de producto sea el correcto, para que la superficie del
mineral de interés quede expuesta. Para el cálculo, el diámetro de las partículas se
relaciona con alguna figura geométrica de tamaño aproximado. Es así que existen
varias métodos para determinar este diámetro, todas ellas provenientes de sistemas
tres dimensiones. La forma de la partícula también es un factor importante a
determinar, llamado “factor de Esfericidad” este afectará en el momento en que
nuestro material enfrente un clasificador (con estándar d80), el resultado varía
desde 0 hasta 1, según la proporción. Para conseguir los datos anteriores es
necesario tener muestras representativas de la mena estudiada. De estas muestras,
también se puede determinar por ejemplo la dureza, densidad, áreas.
En la práctica los resultados de los análisis entregan valores muy diferentes, esto
debido a la heterogeneidad del yacimiento, por lo cual es muy fácil caer en errores.
Existen dos tipos de errores: el primero por heterogeneidad de composición y el
segundo por heterogeneidad de distribución. La importancia del muestreo radica en
su desarrollo técnico en cada una de las etapas que lo constituyen e influyente en la
toma de decisiones económicas y hasta incluso socioeconómicas. Entonces muestreo
se define como el estudio estadístico de partes representativas de un yacimiento
para la inferencia de datos que determinaran las siguientes operaciones unitarias en
una empresa minera. Para el estudio podemos tratar con las muestras o el total de
la población, obteniendo datos con diferentes valores pero todos ellos deben tener
un rango medio y exactitud, teniendo una pequeña diferencia. Todo muestreo debe
tener una estructura a seguir, los cuales pueden ser: Muestreo a criterio, Simple al
azar, Sistemático, Estratificado, Selección intencional, No centrado. Estas muestras al
analizarlas deben tener una exactitud y una media de los errores igual a cero o lo
mas cerca posible. La precisión también requiere que tienda a cero y que el error
sistemático de varias muestras sea igual a la media de los errores sistemáticos de las
muestras. De esto la dispersión de los datos debe ser en lo posible cero o igual a una
dispersión tolerada.
Textura: propiedades físicas del macizo rocoso.
Estructura: formación interna de las muestras.
Todas estas características no siempre son representativas del yacimiento por
consiguiente se caracteriza como heterogéneo. La morfología del yacimiento
determina las propiedades aproximadas que este puede tener y es un factor
determinante en las estrategias de muestreo a seguir.
Tipos de yacimientos: Pórfidos diseminados, Pórfido stock Word Pórfido por
cementación, Por asociación de minerales, Vetas estratigráficas, Mantos y
Unidimensionales. Al no existir yacimientos homogéneos se debe recolectar el
máximo de muestras posibles para disminuir el error fundamental, esta recolección
debe ser sistemática con respecto al tamaño máximo de la partícula y el espacio
entre. La población muestreada será el factor principal que afectara el tamaño de las
muestras, existen 3 métodos estadísticos a elegir: Geoestadístico, Pierre Gy y por
Hipergeometría. Los análisis pueden ser químicos, Mineralógicos, Metalúrgicos y
Mecánicos. Se debe tener mucho cuidado en seguir los pasos necesarios para una
buena recolección de muestras (posición global, implementos, antecedentes, varios).
Cada error cometido en cada uno de los pasos del recolector y los errores en las
siguientes operaciones de muestreo se suma al error final. Otro error se encuentra
en la relación peso-diámetro, que tiene efecto sobre la relación de la densidad del
mineral sobre la muestra. También existe un error por contaminantes, tales como:
los polvos, abrasión y corrosión. Errores por pérdida de partículas; por el viento,
remanentes en equipos y mala manipulación en laboratorios.
El tipo de muestra más el método de muestra nos da el sistema de muestreo.
Existen 8 tipos de muestras: Channel sampling, Chip sampling, Chip-channel
sampling, Grab sampling, Bulk sampling, Rock-hand sampling, Rock Chip y Drill
sampling. Los métodos aleatorios dan las mismas probabilidades a todas las
partículas de ser elegidas, pero en la práctica no. El método que más se ocupa es el
sistemático en función del tiempo, masa, tamaño o incremento, tratando que el
intervalo sea el menor posible. En segundo caso cuando la población no es uniforme
se utiliza el muestreo estratificado al azar.
Muestreo del subsuelo: se extrae una muestra desde el punto más bajo (mina) hasta
el más alto (superficie), este se ocupa por lo general en exploración y open pit.
A.- superficie: Para realizar estos sondeos hay varios métodos cada uno con sus
ventajas y desventajas: Drifter, DTH o DHD y rotary drill . Cada unos de ellos con
sistema clásico de percusión.
B.-interior mina: Channel sampling (exploración), chip-channel sampling (muestreo
general) y muestreo de lodos (muestreo rápido y eficiente)
Muestreo en la superficie.- Se realiza para exploración, estos pueden ser:
Geoquímico, zanjas, trincheras y catas.
A.-Geoquímico: teniendo conocimiento de la formación de yacimientos se pueden
adquirir muestras para la búsqueda de parámetros, y poder inferir un posible
yacimiento.
B.- trincheras, zanjas y calicatas: estos tres se diferencian principalmente por su
profundidad. Se basan en la contaminación del suelo y se realizan según el nivel de
conocimiento que se desee obtener.
Para cada nivel de conocimiento de yacimiento es necesario un método diferente.
Reducción de la muestra. A.-traspaleo y rifle: para esto se utiliza una pala cuadrada
para homogenizar el lote y palas JIS, para sacar incrementos, Cuarteador rifle para
dividir la muestra, bandejas, bolsas, tarjetas y limpiadores. Se deben limpiar todas las
superficies que tendrán contacto con las muestras, se marcan 2 sectores (1 para baja
ley), se saca la pasadura y se recoge el detritus al rifle, el material de la bandeja es
homogenizado, luego se divide la torta en seis y con la pala JIS se retiran muestras de
cada sector y se empaquetan con sus respectivas anotaciones.
B.- de toda la muestra: se pone un plástico donde se van a sacar las muestras, se
hace una torta y se divide en 4 luego se sacan muestras de los lados opuestos.
C.- Tubo de muestreo: se recopilan muestras del cono de detritus con un tubo de
PVC, de 8 partes en ángulos de 20º. D.- cortador o captador de muestras: Estas
muestras son del detritus proyectado por una perforadora, mediante un cortador
dispuesto alrededor del pozo, los primeros incrementos se realizan en el 50% de la
perforación deseada, y el otro resto antes de la pasadura.
E.-muestreo automático en perforadora: Las muestras la realiza la perforadora, con
recuperación del detrito extraído por aire y seleccionado por ciclones en bolsas
tubulares y en determinados intervalos.
Muestreo en labores subterráneas: Las muestras se pueden obtener mediante el
corte de un bloque del la roca caja, esta puede ser continua o discontinua, juntando
los trozos de cado uno de los sectores representativos. Otro método más rápido es
el de recuperación de lodos, que se guarda en bolsas alargadas y da buena
caracterización de la continuidad de la perforación.
Según el ordenamientos de los minerales en el yacimiento.A.-muestreo en vetas anchas: se debe dividir la potencia de la veta para una mejor
caracterización de la distribución, sino la galería no abarca todo el ancho y se deben
abrir estocadas.
B.- muestreo de vetas en bandas: se debe realizar más extensamente en los
minerales expuestos en el techo, que están en ángulo recto con el frente.
C.-muestro de minerales dispersos: Es la forma mas difícil de todas puestos que no se
puede tener una muestra representativa para un estudio por tener una ganga con ley
casi nula y concentraciones de otra parte con muy alta ley, este método lo realiza
personal con experiencia en este tipo.
D.- muestreo de minerales irregulares: Este método solo se debe realizar por
personal altamente calificado, para que las muestras pueden tener una
representatividad.
Ranurado continuo: se obtienen muestras, proporcionales, tipo testigo mediante
canales en el manteo mineralizado, ayudado por herramientas de todo tipo.
Ranurado discontinuo: se obtienen muestras de puntos determinados en una canal o
malla, tratando de que estas sean lo más representativa. Se realiza con mayor
frecuencia este método por razones de tiempo y costo, en sectores donde existe una
certeza de los antecedentes y también es realizado por personal con experiencia
Para una mejor localización de las muestras se hace necesario que las canales se
extiendan lo máximo posible por toda la banda en ángulos uniformes, teniendo en
cuenta las proporciones con respecto al macizo. Si esta no puede abarcar todo el
ancho, está la opción de realizar varias canales perpendiculares a la banda. Para
vetas de secciones grandes las canales se dividen en partes iguales, así se puede
obtener información de las diferentes parte de la veta. Si existe mucha diferencia
entre las bandas en función de su ley o dureza se toman muestras por separado, a la
vez, esto entregará más información sobre la génesis del yacimiento. El cálculo de
espaciamientos entre canales para muestreo se determina según la potencia de las
bandas mineralizadas. Las muestras también pueden ser extraídas de los suelos, pero
solo si es necesario, puesto que la contaminación por lo general es alta. La reducción
de muestras debe ser siempre en proporción al peso de las muestras, realizado con
un método establecido.
En el muestreo de lodos en interior de mina por lo general se ocupa la misma
maquinaria que para el avance. Las muestras se toman recuperando el lodo de las
perforaciones realizas, con un balde y en un intervalo determinado.
Por otro lado el muestreo geoquímico intenta encontrar diferencias con respecto a
minerales asociados a algún tipo específico de elemento o roca, basándose en las
teorías de mineralogénesis.
La geoquímica de suelos ha determinado teorías que ayudan en la búsqueda, esto
basado en los diferentes estratos formados por eventos fisicoquímico–geológicos,
características de cada uno de ellos y su influencia con el medio. Las muestras
obtenidas en pequeños arroyos son fundamentales y más representativos que los de
mayores volúmenes. Los muestreos regionales están determinados por criterios tales
como: económicos, cercanía y clima. Las muestras para esto se recolectan por lo
general a baja profundidad y se tamizan entre 150-200 micras. Se hacen
estimaciones estadísticas para encontrar anomalías y se crea una malla local
acotada, con todas las notas de caracterización de las muestras. Existen 2 métodos
químicos principales: colorimétrico (determina una proporción entre el color y la ley)
y el espectográfico. Estos métodos en al práctica son muy efectivos por ser métodos
simples de determinar.
También hay otros métodos para el muestreo como el de trincheras, zanjas someras.
La diferencia entre ellas radica en las dimensiones y forma.
Operaciones mecánicas:
Las operaciones de exploración y explotación necesariamente necesitan muestras
para el análisis de la información y toma de decisiones.
Estas operaciones se pueden agrupar en tres: geológicas, mineras y metalúrgicas. Las
operaciones mineras abarcan desde el arranque del mineral pasando por elegir el
mejor método, carguío y transporte. La metalurgia abarca la separación del mineral
de la ganga. En estas dos es necesaria la preparación de los minerales para los
procesos unitarios siguientes. De todos los costos el mayor se encuentra en la
reducción del mineral extraído en Chancadoras y molinos. Por otro lado la lixiviación
consiste en extraer el mineral de la ganga mediante un fluido y reacciones químicas.
Las operaciones de concentración permiten la separación del mineral mediante
métodos físicos.
Mena: yacimiento económicamente explotable, el cual esta definido por el precio del
elemento en transado.
La ley: esta determinada principalmente por al características geológicas del
yacimiento, por un factor financiero, factores contables y el precio del producto.
Mineral: por definición teoría; todo solido inorgánico de estructura interna y
composición química definida. Pero generalizado todo mineral con valor económico
transable.
Ganga: mineral sin valor económico que esta asociado a otro mineral de interés.
Ley de corte: ley del yacimiento necesario para obtener rentabilidad cero.
La importancia de la preparación mecánica de minerales, radica en dejar el mineral
en las mejores condiciones físicas y químicas, para el procesamiento.
El mayor grado de liberación del mineral es proporcional al consumo de energía, lo
cual está estrechamente relacionado con costos. Esto convierte al procesamiento de
minerales en el centro de análisis en proyectos mineros para tomar la decisión de
explotar o no un yacimiento. El procesamiento abarcas áreas como la separación de
mineral de la ganga y los procesos de concentración, en otros casos entrega el
producto final (minerales no metálicos), convirtiéndose en un área crítica en todos
los ámbitos, donde las decisiones son elegir el mejor tamaño final, ni más ni menos
(sub/sobre liberación), pero esta en la práctica siempre quedan partículas mescladas
con ganga (middling), las cuales solo se puede liberar moliendo superfino. Entonces
los procesos se realizan a grados de liberación y concentración óptimos
económicamente. En los casos de menas con baja ley se realizan moliendas a bajo
grado para dejar middling y volver a procesar por separado.
Para la evaluación de concentración de trabaja con la ecuaciones de Recuperación
metalúrgica, basa en ley de conservación de masas y sus respectivas leyes de
mineral.