MÉTODOS DE MUESTREO Y TÉCNICAS DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Integrantes:Sebastián CastilloKarina MendozaGuillermo RojasEduardo SánchezGrupo:5Sección:1027Docente:Carlos Alberto Terrazas A.AsignaturaPreparación mecánica de minerales

ÍNDICE

Introducción 1Muestreo al azar 2Muestreo sistemático 2Preparación de muestras en laboratorio 5Secuencia de homogenización 7Rifleado/partidor de Jones 9Chancado 11Tamizado de muestras 12Pesaje de material 14Análisis granulométrico 15Gráfico de los análisis 17Conclusión 18Glosario 19

INTRODUCCIÓN

El siguiente informe, contiene las secuencias de muestreo de minerales usados en la industria minera. La preparación de muestras para la evaluación de las especies de minerales es de vital importancia para el desarrollo de la industria metalúrgica, estos diagnósticos permiten determinar los criterios de evaluación de la calidad de material que se extrae y que se pretende analizar para la posterior extracción de las especies de valor.

En las siguientes páginas se presentará y se ilustrará los métodos de muestreo más usados para determinar estos valores de gran importancia para el negocio minero.

Antes de analizar las muestras, estas se deben preparar, unas de las más confiables y que revisaremos en este informe son:

Muestreo al azar.Muestreo sistemático.Cono y cuarteoCortador de rifle.

Estas técnicas nos permitirán homogenizar las muestras de forma más precisa antes de analizarlas por medio de granulometría.

A continuación, se ilustrará y explicaran estas técnicas con mayor detalle. Cada una de las técnicas de muestreo nombradas más arriba, como también las que se realizaron en laboratorio, se realizaron con el uso de diversas herramientas para estos fines. Al final del documento se incluirá un glosario de términos que ayudará a entender mejor la materia y algunas operaciones realizadas en nuestros análisis.

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La preparación y tomas de muestras fueron guiadas por el profesor Carlos Alberto Terrazas, el grupo conformado por: Sebastián Castillo, Karina Mendoza, Guillermo Rojos y Eduardo Sánchez, responsables de las tomas de muestras y registros de todos los sucesos y valores de los análisis en laboratorio.

Para el análisis de terreno se realizaron los siguientes procesos:

Preparación de muestras- Muestreo al azar.- Muestreo sistemático.Roleo, Cono y cuarteoCortador de rifle.Chancado/ConminuciónPeso de muestras alimentación y productoTamizajeAnálisis granulométrico

PALEO FRACCIONADO Y ALTERNADO

Muestreo al Azar

Para la preparación de muestras, se escogió un sitio al azar en el patio de la universidad, en donde el cual se tomaron muestras superficiales del terreno. Estas muestras consistieron en aproximadamente 20 kilos de material, que corresponden a una mezcla entre gravilla, arena y material orgánico (tierra de hojas/compost).

Muestreo Sistemático

Posterior a la toma de muestras al azar, se realizó lo homogenización de las muestras recogidas. Este tipo de muestreo es llamado muestreo sistemático, y consiste en distribuir el material obtenido de forma homogénea con la finalidad de que el material contenido quede disperso de forma pareja a través de todo el contenido, para ello se cuartea, esto básicamente consiste en mezclar la muestra lo mejor distribuido posible, este proceso se realizó con el uso de una pala y espátula aplicando y removiendo el material desde el centro en forma espiral, distribuida y compactada en forma de una torta circular, tal como se

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logra apreciar en la fig.1, la distribución del material es muy importante para el correcto análisis granulométrico de las piezas mineralógicas, una mala homogenización podría entregar errores en los análisis.

Una vez homogenizada la muestra, esta se dividió en 4 partes iguales, en forma de cruz, de manera que las 4 partes sean en lo posible iguales, unas con las otras, en la fig.1a, se puede observar la división de la muestra homogenizada, con el fin de obtener 2 incrementos, estas muestras tendrán un peso cercano a los 5 kilos cada una, y serán seleccionadas al azar, las porciones que se seleccionan deben ser las 2 porciones opuestas a una a la otra. Las dos restantes se reservan y se conocen como rechazo.

Las 2 porciones de muestras seleccionadas de 5 kilos (en total 10 kilos), se vuelve a cuartear y

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Fig.1: Muestra homogenizada

Fig.1a: Muestra homogenizada y dividida en 4 partes.Se señala en rojo, las piezas seleccionadas.

homogenizar nuevamente, usando el mismo procedimiento anterior, fig.2 esta vez obteniendo 4 piezas de 2.5 kilos aproximadamente cada una, estas se eligieron al azar de la misma manera que el paso anterior, esta muestra homogenizada es la que finalmente se llevará a análisis y posterior roleo en laboratorio.

En la fig.3 se puede observar la selección de incrementos que se tomaron para los análisis (a la izquierda de la imagen).

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Fig.2: Muestra homogenizada y divida en 4 partes iguales.

Fig.3: Muestras seleccionadas para el análisis de laboratorio.

Concluida la preparación de muestras de material, estas son recogidas y llevadas a laboratorio para la preparación de estas para su análisis granulométrico.

PREPARACIÓN DE MUESTRAS EN LABORATORIO

En laboratorio las muestras se deberán preparar para dividirlas en una muestra para alimentación y producto.

Para ello, las muestras recogidas previamente, se deberán disponer sobre un paño de roleo, (fig 4) la finalidad del roleo es distribuir de forma homogénea nuevamente las muestras brutas obtenidas en la primera etapa de la preparación.

El procedimiento para la homogenización con el paño de roleo es la siguiente:

en la fig.5 se disponen 4 puntos indicados con números del 1 a 4 en cada esquina del paño (1,2 3,4), estos números serán la secuencia en la que se deberá distribuir con el paño del roleo el material según la flecha que se indique.

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Fig.4: Material sobre el paño de roleo

Como se observa en la unir de extremo a extremo, cada punto del paño con su extremo en oposición, siguiendo el esquema de la fig.5.

SECUENCIA DE HOMOGENIZACIÓN

1º se debe tomar la esquina 1 del paño del roleo y unirlo a la esquina 2 con la precaución de no perder muestras por los bordes del paño.

2º una vez que se haya logrado unir la esquina 1 con la esquina 2, el paño debe regresar a su forma original, y esta vez unir la esquina 2, con la esquina 1, también se debe tener la precaución de no perder el material con este procedimiento, una vez hecho esto, el paño debe volver nuevamente a su forma inicial.

3º si se ha hecho correctamente el procedimiento anterior, se deben unir las esquinas 3 y 4, siguiendo la misma atención de los pasos anteriores sin perder material por los bordes.

4º el paño ya vuelto en su posición actual luego de culminar con el paso anterior, este debe unirse desde la esquina 4 al 3, teniendo los mismos cuidados de los pasos anteriores. Logrado la secuencia completa, esta debe repetirse desde el principio al menos unas 15 veces, para asegurar una perfecta homogenización de las muestras.

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Fig.5: secuencia de roleo. Extremo a extremo.

Una vez que se haya homogenizado la muestra para el análisis, esta se deberá cuartear, el procedimiento es muy similar al inicial cuando se prepararon las muestras para el laboratorio.

Se procedió como se aprecia en la fig.7 a distribuir parcialmente la muestra con una espátula, removiendo gentilmente la muestra en forma de espiral, esta etapa es conocida como cono y cuarteo.

Una vez realizada la homogenización de muestras con el paño de roleo, la muestra se debe dividir en 4 secciones de similar tamaño, estas porciones las identificaremos como alimentación y producto, el procedimiento a seleccionar es al azar, y se deben

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Fig.6: en las imágenes se aprecia un miembro del equipo realizando la homogenización en el laboratorio usando el paño de roleo.

Fig.7: cuarteo de muestras,

separar de la misma manera que los pasos anteriores, es decir sus 2 cuartos opuestos. En la fig.8 se aprecia la separación de muestras para tal caso.

Una vez que se han identificado las muestras para alimentación y

producto. Estas se reservan y se procederán pasarlas por el rifle.

RIFLEADO/PARTIDOR DE JONES

La principal función del rifle o también conocido como partidor de Jones es separar 1 porción madre, en 2 muestras más pequeñas, teóricamente de similares proporciones, volumen, y peso. En la fig.9 se puede distinguir en un esquema simple la finalidad de un rifle y el uso correcto de su distribución.

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Fig.8: separación de muestras para alimentación en laboratorio.

Para este análisis, la

realizar 4 veces. En la fig.10 se aprecia el uso del rifle en el laboratorio, de este proceso se obtendrán dos muestras. Una muestra para el análisis granulométrico y otro como testigo.

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Fig.9: la finalidad del rifle es separar en 2 porciones semejantes, tanto en peso y volumen.

Fig.10: Rifle recibiendo material de análisis.

La muestra que se destinó como producto, previamente al rifleado se debió chancar, el chancador fig.11 básicamente muele y tritura las muestras a tamaños más pequeños.

CHANCADO

La muestra obtenida del chanchador dio como resultado un producto fino, el total de estos finos, también se deben riflear en donde se obtendrán 2 muestras al igual que en las muestras de alimentación. 1 muestra se destinará al análisis granulométrico y el otro se reservará como testigo.

En resumen, unas vez que se haya completado el proceso de rifleado, tanto de producto como alimentación, el siguiente procedimiento será el tamizado y posteriormente el pesaje de estos para su análisis granulométrico.

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Fig.11: Conminución del producto previo al rifleado del producto

TAMIZADO DE MUESTRAS

El tamiz de manera muy resumida es una serie de contenedores con una abertura en su base tipo colador, con diferentes medidas.

En la fig.12. se ilustra los tamices de la serie Sieve que se ocuparon para nuestro análisis.

Las muestras obtenidas, las chancadas del producto y la alimentación se sometieron a

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Fig.12: tamiz serie Sieve.

tamizaje, con el fin de analizar la granulometría de estos. La operación se realiza integrando todo el material seleccionado al tamiz superior.

Para distribuir las muestras a través de los contenedores se utiliza una herramienta llamada Ro-Tap (fig.13). el Ro-Tap es una máquina que distribuye el material a través de los tamices utilizando la gravedad y la vibración. Existen diversas variables en las funciones de uso para un Ro-Tap. Nuestros requerimientos para el Ro-Tap fue una asignación de tiempo de funcionamiento para cada operación, estas consistieron en 2 operaciones de Ro-Tap de un 1 minuto cada uno, con un total de 2 minutos por Muestra. (Alimentación y producto)

PESAJE DE MATERIAL

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Fig.13: la distribución a través de los tamices se logra usando un Ro-tap

Reducidas las muestras según la abertura del tamiz, cada una de ellas se pesa, para este fin se utilizó una balanza electrónica. (fig.14) los datos obtenidos de la balanza se incluirán finalmente a una tabla de granulometría. Previo al peso de las muestras el plato colector de muestras debe ser tareado, este plato colector es el que usará para todas las siguientes muestras de cada abertura del tamiz.

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Fig.14: balanza digital destinada al peso de material recolectado por cada tamiz

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

A continuación se presenta la tabla granulométrica para cada muestreo realizado.

Tabla granulométrica alimentación

ALIMENTACION

Abertura de malla serie Sieve Peso % Parcial% Ac. Ret

% Ac. Pas.

nº Intervalo de tamaño en µm

Abertura nominal, µm Gramos f(x) G(x) F(x)

1 2 3 4 5 66 +3350 3350 112,00 18,301 18,301 81,699

12 +3350 +1700 1700 90,00 14,706 33,007 66,99320 +1700 +850 850 73,00 11,928 44,935 55,06535 +850 +500 500 52,00 8,497 53,431 46,569

100 +500 +150 150 190,00 31,046 84,477 15,523200 +150 +75 75 70,00 11,438 95,915 4,085

-75 25,00 4,085 100,000 0,000

W= 612 g

Tabla granulométrica producto

PRODUCTO

Abertura de malla serie Sieve Peso % Parcial% Ac. Ret

% Ac. Pas.

nº Intervalo de tamaño en µm

Abertura nominal, µm Gramos f(x) G(x) F(x)

1 2 3 4 5 66 +3350 3350 165,50 19,733 19,733 80,267

12 +3350 +1700 1700 205,50 24,502 44,235 55,76520 +1700 +850 850 155,00 18,481 62,716 37,28435 +850 +500 500 88,50 10,552 73,268 26,732

100 +500 +150 150 96,00 11,446 84,714 15,286200 +150 +75 75 101,50 12,102 96,817 3,183

-75 26,70 3,183 100,000 0,000

W= 838,7 g

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Para el cálculo del P80 se utilizó la siguiente formula.

Ordenando los datos, se obtienen los siguientes valores:

P80Alimentación

X0 66,993

Y0 1700

X1 81,699

Y1 3350

X 80P80 3159,37

P80Producto

X0 55,765

Y0 1700

X1 80,267

Y1 3350

X 80P80 3332,02

En resumen, para Rr 80, se obtiene el siguiente resultado:

Rr 80: 0.95

GRÁFICOS DE LOS ANÁLISIS

15

3350 1700 850 500 150 75 -750

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

81.699

66.993

55.065

46.569

15.523

4.0850

Análisis - Alimentación

Abertura nominal µm

% A

ct. P

asan

te

3350 1700 850 500 150 75 -750

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

80.267

55.765

37.284

26.732

15.286

3.183 0

Análisis - Producto

Abertura nominal µm

% A

ct. P

asan

te

CONCLUSIÓN

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Los experimentos realizados en laboratorio nos permitieron descubrir la gran importancia de los sistemas estudiados en este ensayo. Así como el uso adecuado de las herramientas para cada etapa de los procesos que permitieron homogenizar y cuantificar adecuadamente las muestras para poder lograr resultados óptimos en los análisis que se buscaron.

El análisis granulométrico nos permitió comprender las grandes diferencias que podemos encontrar en los diferentes tipos de muestreos que se realizaron tanto para alimentación y producto, los valores que se encontraron para los finos (productos) demuestran una línea de tendencia constante, a diferencia de la alimentación que se logra apreciar un gran quiebre en un algún punto de la abertura de los tamices, esto da constancia de la importancia que se obtiene al homogenizar y más aún al conminuir el material en estudio mediante el uso de chancadores.

Los métodos de muestreo aprendidos en este ensayo de laboratorio serán de vital importancia al momento de enfrentarnos con los desafíos laborales que encontraremos una vez terminada nuestras carreras, todo conocimiento adquirido siempre tendrá una significante relevancia fundamental en nuestro campo laboral.

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GLOSARIO:

Análisis Granulométrico.

Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo.

Chancador:Maquina especializada en el uso de fuerzas mecánicas y de compresión para el fraccionamiento y reducción de tamaño de rocas provenientes de la mina.

Cono y cuarteo:

Consiste en mezclar el material para posteriormente apilarlo a la forma de un cono. Este se aplasta y se divide con una pala o espátula en forma de cruz (4 partes iguales). Se retiran 2 cuartos opuestos y los otros 2 restantes, que forman la nueva muestra, se vuelven a mezclar y el proceso se repite varias veces hasta obtener el tamaño apropiado de muestra.

Cuarteo:

Operación que consiste en llegar a obtener una porción de muestra pequeña, representativa del total de la muestra inicial, pudiendo realizarse esta operación en forma manual o en partidores mecánicos.

Granulometría:Es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado, tal como se determina por análisis de tamices. Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.

Incremento: corresponde a un grupo de partículas extraído del lote en una sola operación.

Muestreo:Es la acción de recoger muestras representativas de la calidad o condiciones medias de un todo o la técnica empleada en esta selección o la selección de una pequeña parte estadísticamente determinada para inferir el valor de una o varias características del conjunto.

Muestreo al azar:Una muestra al azar es seleccionada de tal manera que cada muestra posible del

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mismo tamaño tiene igual probabilidad de ser seleccionada de la población. Para obtener una muestra al azar, el de muestreo puede no conducir a una muestra al azar, es obvio que la tarea de numerar cada elemento de la población es imposible. Por lo tanto, ciertas modificaciones del muestreo al azar son necesarias.

Muestreo sistemático:Una muestra sistemática es obtenida cuando los elementos son seleccionados en una manera ordenada. La manera de la selección depende del número de elementos incluidos en la población y el tamaño de la muestra. El número de elementos en la población es, primero, dividido por el número deseado en la muestra. El cociente indicará si cada décimo, cada onceavo, o cada centésimo elemento en la población van a ser seleccionado. El primer elemento de la muestra es seleccionado al azar. Por lo tanto, una muestra sistemática puede dar la misma precisión de estimación acerca de la población, que una muestra al azar cuando los elementos en la población están ordenados al azar. Esa muestra puede ser tomada en una correa transportadora con tiempos e intervalos fijos.

Pala JIS: Es un pala metálica que se utiliza para tomar incrementos de muestras.

Rechazo: Por cada muestra tratada, se dejara un rechazo, de modo de respaldo en caso de consultas..

Rifles/Partidor de Jones:

Consiste en un recipiente en forma de V que tiene en sus costados una serie de canales o chutes que descargan alternativamente en 2 bandejas ubicadas en ambos lados del cortador. El material es vaciado en la parte superior y al pasar por el equipo se divide en 2 fracciones de aproximadamente igual tamaño.

Roleo: homogenización de la mescla.

Tamiz consiste en una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es

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requisito que exista vibración para permitir que el material más fino traspase el tamiz. De un tamiz o malla se obtienen dos fracciones, los gruesos y los finos.

Tamizado

Operación básica que tiene por objeto separar las distintas fracciones de una mezcla pulverulenta o granulado en función de su tamaño. La separación de materiales sólidos por su tamaño es importante para la producción de diferentes productos. Además de lo anterior, se utiliza para el análisis granulométrico de los productos de los molinos para observar la eficiencia de éstos y para control de molienda de diversos productos o materias primas.

Tamizador Ro-Tap:

Los tamizadores RO-TAP están diseñados y construidos para la reproducción exacta de un movimiento circular en el tamizado manual además de un golpe superior en sentido vertical. Capacidad para 6 (seis) tamices de 200mm. De diámetro* de 50mm. De altura más una tapa y un fondo o 12 tamices de 200mm. De diámetro de media altura (25mm.) más tapa y fondo. Posee time digital de hasta 99 minutos con parada automática.

Tarear:

Es un argot, que proviene del inglés Tare, que significa tara, en los sistemas de pesaje esto se refiere a el peso del contenedor ó empaque sin incluir el peso del producto (neto), las balanzas digitales cuentan con una función que permite llevar a cero (0) el peso del contenedor en donde se medirán las muestras. Sin embargo el peso tara se puede determinar mediante la siguiente ecuación.

PESO TARA = PESO BRUTO - PESO NETO

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