Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniera Departamento Ingeniera en Minas

1 LABORATORIOMUESTREO Y ANALISIS GRANULOMETRICODE PARTICULAS

Asignatura: Procesos Mineralrgicos Profesor: Gil OlivaresAyudante: Luis VlchezIntegrante: Claudio Pozo BarrenaFecha de Ejecucin: 23/5/2012Fecha de Entrega: 06/7/2012

RESUMEN

El laboratorio realizado en el Departamento de Ingeniera en Minas Usach, especficamente en el Laboratorio de Procesos Mineralurgicos de la Ex-Enami.

El desarrollo de este laboratorio fue utilizar una muestra proveniente de Chuquicamata para hacer un muestreo y un anlisis de partculas, utilizando la metodologa especificada en etapas consecutivas del proceso de anlisis granulomtrico.

La muestra fue homogeneizada utilizando la tcnica del roleo, a travs de un pao roleador, para posteriormente mediante el mtodo de muestreo de cono y cuarteo, obtener un espcimen granulomtricamente representativo, cuya masa fue de 197.4 gramos.

El anlisis granulomtrico se realiz usando una serie de tamices (Taylor desde el nmero 10 al 48 y finalizando con un 65), ayudado de la maquina Rc-tap que finalmente es la que mediante movimientos vibratorios y de golpeteo produce el desplazamiento de las partculas a travs de las mallas.

Luego de este proceso, se masaron cada una de las partes de la muestra que quedaron atrapadas en las mallas, de donde se determin, luego de realizado un anlisis de gabinete (proceso de clculos), que el 80% de las partculas de la muestra tiene un tamao de 708 m, mientras que el d80 corresponde a 1017,60 m.

El muestro realizado se considera bueno cumpliendo con los objetivos planteados, teniendo un error de 0.41% de prdida de material durante el proceso de anlisis granulomtrico, que es inferior al rango de 2% con lo cual se rechaza el experimento.

Sin embargo si se requiere mayor exactitud y precisin, se deben considerar los factores de instrumentos; como el nylon ocupado, el que produce esttica afectando la muestra; el uso de tamices, fuentes (donde se transportaba la muestra) y los tamices se encontraban contaminados con otro material, se recomienda lavar los instrumentos con anticipacin; y finalmente el error al tarar la balanza por uso de varios elementos de transporte de la balanza, cambiar a slo un elemento. De sta manera los errores seran de cualquier manera mnimos teniendo los mejores resultados obtenibles posibles.

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INDICE

CONTENIDOSPgina

RESUMEN2INTRODUCCION4OBJETIVOS5MARCO TEORICO6ETAPAS DEL LABORATORIO7RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS12CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES25BIBLIOGRAFIA26ANEXO MEMORIA DE CALCULO27

INTRODUCCION

El presente laboratorio de procesos mineralrgicos nos permite conocer y entender cmo se desarrollan los procedimientos en planta y as obtener el producto que se desea, controlando cada punto de la etapa de elaboracin.

La optimizacin de los recursos provenientes de la mina, nos lleva a controlar las etapas desarrolladas en el tratamiento del material, entre mina y planta, estudiando previamente los parmetros establecidos en detalle, atendiendo cualquier aspecto del mineral y de su tratamiento, fundamentalmente la granulometra despachada a planta.

Por los motivos anteriores, en el laboratorio realizado se desarrollado y se aplicaron los conceptos de Muestreo y Anlisis Granulomtrico, considerando parmetros como el tamao de la muestra, homogeneizado (Uso del pao roleador) y mtodos de muestreo, utilizando para este laboratorio el mtodo de Cono y Cuarteo.

En el presente informe se analizan en detalle los conceptos mencionados en el prrafo anterior de acuerdo al procedimiento de laboratorio, as como tambin el desarrollo de clculos establecidos en la Gua, Muestreo y Anlisis Granulomtrico de Partculas.

OBJETIVOS

Objetivo general

Realizar muestreo y anlisis granulomtrico de una muestra en el laboratorio.

Objetivos Especficos

Ejecutar las etapas del proceso de anlisis granulomtrico.

Ejecutar la homogeneizacin de una muestra mediante la tcnica de roleo, utilizando un pao roleador.

Comprender los mtodos de muestreo y utilizar cuarteo para subdividir la muestra.

Realizar el anlisis granulomtrico de la muestra utilizando una serie de mallas Tyler y una mquina Rc-Tap.

Calcular F80

Identificar los potenciales errores dentro del anlisis.

Realizar y explicar los grficos obtenidos de acuerdo con los resultados.

MARCO TEORICO

Para entender el laboratorio desarrollado, es necesario manejar los siguientes conceptos:

Anlisis granulomtrico: Es la medida ordenada de tamao, en una distribucin que permite relacionar a la granulometra, con resultados metalrgicos de etapas posteriores o la evaluacin de equipos reductores.

Homogeneizado: Operacin que permite uniformar los elementos que corresponden a la muestra. Se ejecuta con un Pao Roleador. En muestras de gran masa el roleo se ejecuta con ms de una persona, las cuales se posicionan en cada punta del pao, y las levantan cuidadosamente (sin perder material), de forma cclica, as el material se ir sobreponiendo en capas. Y con muestras ms pequeas slo una persona realizan el procedimiento, como en el caso del laboratorio desarrollado.

Pao Roleador: Pao que vara de tamao dependiendo del tamao de la muestra.

Mtodos de muestreo: Solo describiremos el mtodo utilizado en el laboratorio:

Mtodo de Cono y Cuarteo: Mtodo simple, que no requiere implementacin especial, se utiliza cuando el material tiene como mnimo tamao 1 pulgada. Se construye con una esptula o pala, un cono con el material, se aplana hasta conseguir una torta circular. Se divide en 4 partes congruentes, se descartan 2 opuestas y se retiran. Luego con las 2 partes que se mantienen, se realiza el mismo procedimiento antes mencionado.

F80 : Abertura media por la cual pasa el 80% del materia tamizado.

Tamizado: El anlisis o prueba de tamices (harneros circulares) se lleva a cabo cerniendo los agregados a travs de una serie de tamices o cedazos enumerados. Estos tamices estn en nmeros ascendentes, en el caso del laboratorio desarrollado, #14, #20, #28, #35, #48 y #65. El nmero de los tamices nos indica las aperturas del tamiz por pulgada lineal.

ETAPAS DEL LABORATORIO

Materiales empleados en el Laboratorio:

Material usado como muestra, proveniente de Codelco Norte, Divisin Chuquicamata

Pao roleador de plstico (nylon)

Esptula

Balanza digital

Cortadores de Chutes o Rifles, mtodo de reduccin de muestras la que consiste en reducir en forma homognea sobre un cortador de chutes que divide la muestra en dos partes aproximadamente iguales, el uso repetido y alternado entre la bandeja que sale de la muestra y la que se divide permite obtener muestras aleatorias y representativas a la forma de fracciones . , 1/8, 1/2n de la muestra original.

Rc-Tap

Serie de tamices

Brochas, bandeja y elementos para masarProcedimiento:

- Muestreo

Para comenzar la experiencia la muestra molida es proveniente de Calama, Chuquicamata. Se masaron 197,4 gramos de sta.

1.- La muestra fue manipulada al pao roleador, en este caso un pao de nylon; y se homogeneiz durante unos minutos tomando los costados de ste ltimo y levantndolos para mover la muestra y de esta manera obtener una buena mezcla.

Fig. 1 - Homogenizacin de la muestra mediante pao roleador

2.- El proceso de rolear y reducir la muestra se realizo mediante el cortador de chutes hasta masar 197,4 gramos Fig. 2 Masado de la muestra a tamizar

3.- En forma inmediata se vaca la muestra en la serie de tamices

Fig. 3 Vaciado de la Muestra a tamizar en la serie de Tamices Taylor

4.- Sellado de la serie de Tamices y posteriormente se ubica en la tamizadora RC-TAP para iniciar el proceso de tamizado, en donde la maquina gira y vibra a los tamices para que el material sea distribuido de la manera ms representativa, esta se deja actuar durante 5 min.

Fig. 4 Ubicacin de la serie de tamices en la maquina RC-TAP

La primera malla se asume 14, por lo tanto el tamao mximo a encontrar en la muestra corresponde a 1180 mm. La ltima malla utilizada es la nmero 70, que no corresponde a la serie de Tyler, por lo tanto se deber realizar interpolacin a la serie ya mencionada para realizar el anlisis.

5. La etapa siguiente es separar cada tamiz individualmente y se masaron cada una de las partes de la muestra que permaneci en cada una de las mallas y as se obtener la distribucin de los tamaos.

Fig. 5 Distribucin de Tamaos en Peso de las Mallas #14, #20 y #28

Fig. 6 Distribucin de Tamaos en Peso de las Mallas #35, #48 y #65

Fig. 7 Fondo (-#65)

RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

Anlisis Granulomtrico

La muestra ocupada en la experiencia es de un tamao inferior a 1180 micrones, por este motivo se empez con el tamiz numero 14 el cual posee esta abertura.

La serie de mallas Tyler empleadas se muestran en la siguiente tabla:

Nmero de TamizAbertura en Micrones

141180

20850

28600

35425

48300

65212

-65-

Tabla 1 - Abertura en micrones de las mallas utilizadas

Como se muestra en la tabla anterior, se ocup un tamiz nmero 65, del cual se desconoce su abertura, por este motivo, se dedujo de la siguiente forma:

Nmero de TamizAbertura en Micrones

141180

20850

28600

35425

48300

65212

Tabla 2 - Puntos utilizados para el grfico

Grfico 1 - Nmero de tamiz vs abertura en micrones

Se determin la abertura del Nmero de tamiz 80 a travs de interpolacin, el cual fue determinado por un complemento en Excel para el valor del tamiz desconocido

Y= 134 um

Una vez conocido el valor de la abertura faltante, se procede a realizar los clculos requeridos para esta experiencia.

A continuacin se presenta una tabla, en la cual se realiz un anlisis granulomtrico con una masa inicial, antes de tamizar, de 197.4 g

MallaAbertura malla (um)Abertura media (um)Masa (g)Masa corregida (g)

141180119026.7026.83

2085084128.5028.63

2860059520.0020.13

3542542022.4022.53

4830029716.7016.83

6521221013.6013.73

Fondo68.7068.70

Suma196.60197.40

Tabla 3 - Anlisis granulomtrico de la masa tamizada

Masa inicial (g)197,40

Masa final (g)196,60

Error (g)0,80

Error (%)0,41

Tabla 4 - Error de tamizado

Despus de tamizar se encontr un error entre la masa inicial y final de 0.8 (g). Lo cual corresponde a un 0.41 %, el cual es inferior a un 2%. Por este motivo, se considera que el tamizado fue el adecuado y se procede a corregir la masa.

Luego se determinaron los porcentajes retenidos parcial, acumulado y pasante. Estos se muestran en la siguiente tabla:

MallaAberturaMalla(m)AberturaMedia(m)Masa(g)Masa corregida(g)% Retenido parcial ( Fi )% RetenidoAcumulado( Fo )% RetenidoPasante( Fu )

141180119026.7026.8313.5913.59100.00

2085084128.5028.6314.5128.1085.49

2860059520.0020.1310.2038.3075.30

3542542022.4022.5311.4249.7163.88

4830029716.7016.838.5358.2455.35

6521221013.6013.736.9665.2048.40

Fondo68.7068.7034.80100,0013.59

196.60197.30

Tabla 5 - Anlisis de masas en el proceso de tamizado

Posteriormente para un mejor anlisis, realizamos los ajustes de Shumanh y Rosin Rammler:

Ajuste de Schumann

Fu=Fraccin acumulada bajo el tamao XK=tamao terico por donde pasa el 100% del materialM=constante de distribucin

Peso inicial: 197.4 gr

MallaABERTURA(um)Peso (gr)Peso Corregido (gr)Fi %Fo %Fu %

141,18026.726.8313.5913.5986.41

2085028.528.6314.5128.1071.90

286002020.1310.2038.3061.70

3542522.422.5311.4249.7150.29

4830016.716.838.5358.2441.76

6521213.613.736.9665.2034.80

-65-21268.768.7034.80100.000.00

TOTAL196.6197.40100.00

Tabla 6 Anlisis de masas

Para el ajuste no se considera el fondoSean:X = log (tamao m)Y = log (Fu%)

XYXYX2

3.071.9375.959.44

2.931.8575.448.58

2.781.7904.977.72

2.631.7014.476.91

2.481.6214.016.14

2.331.5423.595.41

suma total16.2110.4528.4344.19

La ecuacin de la recta es: Y = mx + bDonde:

, con n = 6

Reemplazando, se tiene:m =0.529475181b =0.310654322Y=0.529475181170876X+0.310654322243057

Determinacin de los parmetros tamao terico por donde pasa el 100% del material y constante de distribucin

Luego, para encontrar K, se reemplaza Y por log (100)

2= 0.529475181170876X+0.310654322243057X= 3.190604088Por lo tanto:K= 10XK= 1,550.97 [m]

Para Calcular el d80 se reemplaza Y por log (80)1.903 = 0.529475181170876X+0.310654322243057X= 3.01

d80=10Xd80=1,017.59 [m]

Finalmente, la Formula de Schumann queda:

Recta AjustadaXFu(%)Y (Ajustado)Y (Sin Ajustar)

3.0786.521.9371.937

2.9372.731.8621.857

2.7860.481.7821.790

2.6350.391.7021.701

2.4841.901.6221.621

2.3334.871.5421.542

MallaABERTURA(m)Peso (gr)Peso Corregido (gr)Fi % (Aj)Fo % (Aj)Fu % (Aj)

141,18026.726.8313.4813.4886.52

2085028.528.6313.8027.2772.73

286002020.1312.2539.5260.48

3542522.422.5310.0949.6150.39

4830016.716.838.4958.1041.90

6521213.613.737.0465.1334.87

-6521268.768.7034.87100.000.00

TOTAL196.6197.4100

Ajuste de Rosin - Rammler

Fo=Fraccin acumulada bajo el tamao XXo=tamao caracterstico.M=constante de distribucin

Peso inicial: 197.4 gr

MallaABERTURA(m)Peso (gr)Peso Corregido (gr)Fi %Fo %Fu %

141,18026.726.8313.5913.5986.41

2085028.528.6314.5128.1071.90

2860020.020.1310.2038.3061.70

3542522.422.5311.4249.7150.29

4830016.716.838.5358.2441.76

6521213.613.736.9665.2034.80

-65-21268.768.7034.80100.000.00

TOTAL196.6197.40100.00

Para el ajuste no se considera el fondoPrimer AjusteSean:X = log (tamao m)Y = log (ln (100/Fo))

XYXYX2

3.0720.3000.9229.436

2.9290.1040.3048.581

2.778-0.018-0.0497.718

2.628-0.155-0.4096.908

2.477-0.267-0.6616.136

2.326-0.369-0.8575.412

suma total16.211-0.405-0.75144.192

La ecuacin de la recta es: Y = mx + b

Donde:

Con n = 6

Reemplazando, se tiene:m =0.876815941b =-2.436665755Y=0.876815941028895X-2.43666575492915Determinacin de los parmetros tamao caracterstico por donde pasa el 100% del material y constante de distribucin

Luego, para encontrar Xo, se tieneXo=10(-b/m)Xo= 601.16 [m]

Para Calcular el d80 se tiene lo siguiented80=Xo (ln (5))(1/m)d80=1,034.44 [m]

Finalmente, la Formula de Rosin - Rammler queda:

Recta AjustadaXFo(%)Y (Ajustado)Y (Sin Ajustar)

3.0716.420.260.30

2.9325.800.130.10

2.7836.850.00-0.02

2.6347.82-0.13-0.16

2.4858.06-0.26-0.27

2.3366.97-0.40-0.37

MallaABERTURA(m)Peso Corregido (gr)Fi % (Aj)Fo % (Aj)Fu % (Aj)

141,18026.8316.4216.4283.58

2085028.639.3725.8074.20

2860020.1311.0536.8563.15

3542522.5310.9747.8252.18

4830016.8310.2558.0641.94

6521213.738.9066.9733.03

-65-21268.7033.03100.000.00

TOTAL197.40100.00

Segundo AjusteSean:X = ln (tamao m)Y = ln (ln (100/Fo))

XYXYX2

7.070.694.8950.03

6.750.241.6145.50

6.40-0.04-0.2640.92

6.05-0.36-2.1736.63

5.70-0.62-3.5132.53

5.36-0.85-4.5528.69

suma total37.33-0.93-3.99234.30

La ecuacin de la recta es: Y = mx + b

Donde:

, con n = 6

Reemplazando, se tiene:m =0.876815941b =-5.610630244Y=0.876815941028933X-5.61063024390919

Determinacin de los parmetros tamao caracterstico por donde pasa el 100% del material y constante de distribucin

Luego, para encontrar Xo, se tiene

Xo=e (-b/m)Xo=601.16 [m]

Para Calcular el d80 se tiene lo siguiented80= Xo (ln (5)) (1/m)d80= 1,034.44 [m]

Finalmente, la Formula de Rosin - Rammler queda:

Recta Ajustada

XFo (%)Y (Ajustado)Y (Sin Ajustar)

7.0716.420.260.69

6.7525.800.130.24

6.4036.850.00-0.04

6.0547.82-0.13-0.36

5.7058.06-0.26-0.62

5.3666.97-0.40-0.85

MallaABERTURA(m)Peso Corregido (gr)Fi % (Aj)Fo % (Aj)Fu % (Aj)

141,18026.8316.4216.4283.58

2085028.639.3725.8074.20

2860020.1311.0536.8563.15

3542522.5310.9747.8252.18

4830016.8310.2558.0641.94

6521213.738.9066.9733.03

-65-21268.7033.03100.000.00

TOTAL197.40100.00

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo a lo presentado como objetivos en lo que respecta al laboratorio realizado y a los resultados analizados posteriormente en el informe antes exhibido, se puede concluir que el objetivo principal se cumpli, ya que el muestreo y anlisis granulomtrico de una muestra fue logrado con xito en el laboratorio.

Cabe destacar que los pasos desarrollados en el homogeneizado y posterior muestreo, no fueron ideales; lo que se confirma al obtener un error en masa faltante de 0,8 (g), es decir, un 0,41%; valores que se deben principalmente al cambio de posicin de la masa, debido a la prdida de material durante el roleo en la etapa de cuarteo y durante el tamizado (cuando fue pesado el material que permaneca en cada malla). Gracias a que el error es menor, se infiere que el tamizado fue adecuado. No hay que olvidar los errores instrumentales, que fueron representados por la balanza y que se deben a razones ligadas tanto al tratado de material como tarado de balanza.

Posteriormente en el anlisis granulomtrico hecho en gabinete, se puede desprender que de acuerdo a la fraccin retenida parcial de material respecta de la abertura media de sta; mientras la segunda sea ms pequea, menos material pasa por la malla. Lo que se puede observar directamente en las tablas.

Analizando todos los factores influyentes en los resultados, se puede inferir que los objetivos fueron logrados con xito, ya que los resultados se encontraban dentro de los parmetros permitidos. Sin embargo si se requiere mayor exactitud y precisin, se deben considerar los factores de instrumentos; como el nylon ocupado, el que produce esttica afectando la muestra; el uso de tamices, fuentes (donde se transportaba la muestra) y los tamices se encontraban contaminados con otro material, se recomienda lavar los instrumentos con anticipacin; y finalmente el error al tarar la balanza por uso de varios elementos de transporte de la balanza, cambiar a slo un elemento. De sta manera los errores seran de cualquier manera mnimos teniendo los mejores resultados obtenibles posibles.

BIBLIOGRAFIA

Para la realizacin del presente informe se recurri a las siguientes fuentes informativas, de manera de abalar de manera fehaciente nuestra experiencia.

Apuntes de clases Procesos Mineralrgicos, Profesor Gil Olivares.

Gua Anlisis Granulomtrico, Profesor Luis Vlchez.

ANEXO MEMORIA DE CALCULO

Error

Error (%)

Abertura Media

Peso Corregido i

% Retenido Parcial i

% Retenido Acumulado i

% Retenido Pasante i