UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. FACULTAD DE INGENIERIA. DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN MINAS. LABORATORIO CONCENTRACION DE MINERALES.
EXPERIENCIA 1 Y 2 DE LABORATORIO: SEPARACION MAGNETICA. Concentración Concentra ción manual, concentració concentración n con equipo Dings, concentra c oncentración ción con equipo Frantz y concentración con tubo Davis.
Asignatura: Laboratorio de concentración de minerales Profesor: Ayudante: Víctor Valdés Integrantes : -Juan Pablo Lavín Castro -Marcelo Huinca Baeza -Álvaro Henríquez Ibáñez -Manuel Villavicencio Oyarce -Daniel Toledo Machuca
Fecha de entrega: 13 de octubre de 2016
Resumen Ejecutivo. En el siguiente informe se presentan las experiencias realizadas los días 0 8 de Septiembre y 29 de Septiembre de 2016, donde se realizaron los procesos de concentración manual, concentración por equipo dings, concentración por equipo Frantz y por tubo Davis. Se comienza por un muestreo a las arenas del rio Lampa, en donde se recogen en total 5 kg de muestra representativa de un sector del rio. Luego L uego para cada experiencia se realiza previamente el tamizado de la arena para obtener la cantidad cantidad requerida por cada laboratorio con con una granulometría entre mallas #48 y #65 para más comodidad al realizar los análisis. En la primera experiencia se realiza un análisis modal de la muestra total para obtener un estimado de la cantidad de minerales presentes, en donde se obtiene que existe un 23,26% del volumen del análisis es de magnetita (mineral de interés para nosotros en esta experiencia). Luego se realiza un concentrado manual, en donde se pasa un iman pequeño para obtener los minerales mas susceptibles al campo magnetico, siendo muy efectivo con un 80,9% de magnetita del total del concentrado 1, equivalente a una ley de 64,9% de Fe . Despues se uso el relave del proceso anterior y se dividió la muestra en 3, en donde se uso el equipo Dings para cada muestra, muestra, con angulos de 50°, 60° y 70° en el eje Y (uno para cada muestra), y se obtuvieron los siguientes resultados: Concentrado 1 2 3 Relave
Ángulo 70 60 50 -
Ley de Fe 42,8 40,1 45,7 13,94
%P Magnetita % %P P Feldespato %P Cuarzo %P Micas 59,1 25,5 12,1 3,3 55,4 16,2 21,5 6,9 63,2 18,5 16,2 4,4 19,3 41,4 28,4 11
En la segunda experiencia se realizaron dos concentraciones, utilizando el equipo Frantz. Concentrado 1 2 3
Ángulo 20 30 35
Ley de Fe 55.42 56.59 69.57
%P Magnetita % %P P Feldespato %P Cuarzo %P Micas 59,1 25,5 12,1 3,3 55,4 16,2 21,5 6,9 63,2 18,5 16,2 4,4
En Equipo Frantz es mas optimo optimo utilizar un Angulo mayor, sin embargo esto puede caudsar caudsar que se capte menor cantidad de material.
Tabla de contenido Introducción. ....................................................................................................................................... 1 Objetivos. ............................................................................................................................................ 2 Objetivo general .............................................................................................................................. 2 Objetivos específicos ....................................................................................................................... 2 Alcances ........................................................................................................................................... 2 Marco teórico. ..................................................................................................................................... 3 Procedimientos. .................................................................................................................................. 5 Primera experiencia: Concentración manual y equipo Dings ......................................................... 5 Segunda experiencia: equipo Frantz y Tubo Davis .......................................................................... 6 Resultados y análisis. ........................................................................................................................... 8 Concentración manual y equipo Dings ........................................................................................... 8 Concentración manual, equipo Frantz y Tubo Davis ..................................................................... 10 Concentración mediante equipo Frantz ........................................................................................ 10 Análisis de resultados ........................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Alimentación ................................................................................................................................. 12 Concentrado manual ..................................................................................................................... 13 Relave manual ............................................................................................................................... 13 Concentrado Frantz 1 .................................................................................................................... 13 Relave Frantz 1 .............................................................................................................................. 14 Concentrado Frantz 2 .................................................................................................................... 14 Relave Frantz 2 .............................................................................................................................. 14 Concentrado Frantz 3 .................................................................................................................... 15 Relave Frantz 3 .............................................................................................................................. 15 Conclusiones y recomendaciones. .................................................................................................... 16 Bibliografía. .......................................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Anexos. ................................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Introducción. La concentración de minerales tiene como objetivo enriquecer las especies mineralógicas económicamente útiles de un mineral, eliminando componentes como estéril o ganga, utilizando propiedades físicas características de los minerales. En esta ocasión, se estudia la concentración magnética en la cual se pueden utilizar distintos equipos para lograr el objetivo de separar los minerales paramagnéticos y ferromagnéticos de los minerales diamagnéticos, utilizando en ellos electroimanes, aprovechando la susceptibilidad magnética de algunos minerales como la magnetita (ferromagnética), para concentrar. Se han desarrollado dos procesos para realizar esta concentración; la separación de baja intensidad, que puede realizarse en húmedo, para las especies con alta fuerza de magnetización y la separación de alta intensidad realizada en seco y en equipos no rotativos. Para cada una, existirán distintos parámetros a controlar para promover la acción de distintos tipos de fuerzas sobre las partículas.
Las arenas, están compuestas por distintos minerales con distintas composiciones, las cuales se pueden utilizar para realizar un análisis de la composición general del tipo de arena y aplicando lo anterior, estudiar si existen minerales con susceptibilidad magnética. En esta oportunidad, se estudiará una muestra obtenida del estero lampa, muestreada de forma que se obtenga una granulometría óptima para realizar un análisis modal, bajo 48 mallas y sobre 65, la cual contiene diferentes minerales como; cuarzo, feldespatos, micas y magnetita. Por lo que a través de distintos análisis (modales) y pruebas de concentración, se podrá determinar la composición inicial de la muestra, como también la composición luego de algunos procesos de concentración y así determinar si existen minerales con susceptibilidad magnética y en qué cantidad para los distintos procesos, pudiendo determinar cuál funciona mejor y qué parámetros son los óptimos para utilizar, de modo que se obtenga una mejor concentración.
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Objetivos.
Objetivo general
Determinar la ley mineralógica de las especies presentes en una muestra de arena de río, a través de un análisis semi-cuantitativo.
Objetivos específicos
Caracterizar la arena del estero lampa Realizar concentración magnética utilizando los equipos disponibles en el laboratorio (Dings, Frantz y Tubo Davis) Determinar los parámetros óptimos para la concentración magnética en los distintos equipos Obtener las leyes de concentrado en cada uno de los procesos utilizados Determinar la recuperación de magnetita Cuantificar los errores asociados a cada proceso.
Alcances
Se trabajó con una muestra únicamente entre las mallas 48 y 65, de modo de tener todos los granos de tamaños similares, además para que sean reconocibles a través de una lupa y que tengan una liberación aceptable. Asumiendo una liberación completa, se considera que no existen granos asociados, de modo de simplificar los cálculos de la composición de la ar ena. Sólo se consideran en el análisis cuarzo, feldespatos, micas y magnetita, por lo que si existiesen otros minerales, se omiten debido a su bajo aporte. Las leyes fueron determinadas a partir del conteo de granos (análisis modal), lo cual puede diferir con la ley real, ya que no todos los granos tienen el mismo volumen realmente, lo cual si se asume para efectos de cálculos. Pudo existir una pérdida de masa durante el filtrado en la experiencia de concentración con el tubo de Davis. Pudo existir pérdida de masa en la experiencia del equipo de Dings, ya que el imán retenía una parte del concentrado, el cual era difícil de recuperar.
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Marco teórico. Homogenizado: Por medio de diferentes técnicas, se puede obtener una muestra de tamaño
laboratorio, para realizar un análisis granulométrico. Sin embargo, un requisito previo y obligado es que el material este homogeneizado. Para realizar la homogeneización de muestra en laboratorio se acostumbra usar el llamado “Paño Roleador”, el que varía en tamaño dependiendo del tamaño de la muestra. Para ir levantando las
puntas del paño de modo cíclico de modo que la masa a rolar se vaya sobreponiendo en capas sobre sí misma y formando, en el centro del paño, una especie de cono homogéneo en sus estratos. Método de cono y cuarteo: Este método es uno de lo más ocupados en el laboratorio cuando no
se cuenta con dispositivos mecánicos para el fraccionamiento de muestras. Es un método simple y no requiere equipo especial, es aplicable a materiales particulados, cuyo tamaño menor, ronda una pulgada. Consiste en construir, con una pala, un cono con el material de la muestra, luego se aplana (como un cono truncado), hasta conseguir una torta circular, sin descuidar la simetría del producto. Esta torta de divide en cuatro partes iguales, de las cuales se descartan dos y se retiran cuidadosamente. Posteriormente con los dos cuartos que se eligen se vuelve a repetir el procedimiento, y así sucesivamente hasta conseguir el tamaño de la muestra deseado.
Ilustración 1. Proceso de Cono y Cuarteo
Tamizaje: Corresponde a una operación de clasificación de partículas según tamaños de muestra,
en la cual se coloca una serie de tamices uno encima del otro. En el tamizaje, se recoge en cada tamiz los granos de tamaño superior al tamaño de la malla de este tamiz, pero de t amaño inferior al tamaño de la malla del tamiz inmediatamente superior.
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Ilustración 2. Serie y tamaños de tamices.
Ley : La ley de una especie mineralógica pura es la proporción que tiene un determinado elemento
respecto del total de elementos que contiene la especie. Esta proporción se obtiene a partir de los “pesos atómicos” de cada elemento.
Cuando la ley de los minerales es muy baja, es preferible expresarlas en unidades diferentes a los porcentajes. Por ejemplo, la ley de minerales preciosos como oro y plata se expresa en (gramos / tonelada). Grado de Liberación: Es una expresión cuantitativa de la magnitud en que la molienda es capaz de obtener partículas minerales “libres”; s u determinación solo es posible mediante la utilización de
estudios microscópicos, y dado que es un parámetro de importancia decisiva tal determinación debe basarse en una metodología técnica y científicamente bien fundamentada. También se puede describir como el porcentaje de un mineral específico que existe en la forma de partículas libres, es decir, partículas que contienen sólo ese mineral. Las partículas están compuestas a su vez por los minerales de valor y de ganga que se conocen como partículas no liberadas o asociadas
Ilustración 3. Estimacion visual de grado de liberacion
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Procedimientos. Previamente a la realización de las experiencias, se realizo un muestreo de las arenas del rio Lampa, en donde se seleccionaron 5 puntos cada 3 metros para abarcar un area representativa de un sector del rio, se eliminaban los primeros 50 cm de arena superficial que contenían residuos organicos y demás, para luego tomar una muestra de 1 kg para cada punto de la malla. Luego de esto, se homogeneizó todas las muestras para obtener una muestra representativa del rio y trabajar con ella. Ademas, previa a cada experiencia se tamiza la cantidad de material necesario para utilizar solo lo obtenido entre la malla #48 y #65, a modo de tener una muestra homogénea y fácil de reconocer con lupa, y con un grado de liberación aceptable para las actividades que se detallan mas adelante.
Primera experiencia: Concentración manual y equipo Dings En la primera experiencia se utilizó una muestra de 50g tamizada previamente entre mallas #65 y #48, se le realiza un análisis modal y luego se trabaja de forma manual con un imán, recuperando los minerales ferro magnéticos, obteniendo una recuperación inicial que llamaremos concentrado 1. Luego con el relave 1 del método manual, se lleva a separación magnética utilizando el equipo Dings y se realiza el análisis correspondiente, según el siguiente esquema de trabajo:
Ilustración 4. Metodologia de experiencia equipo DINGS.
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Segunda experiencia: equipo Frantz y Tubo Davis En una segunda experiencia se realizaron dos procesos con distintos equipos, el equipo Frantz y el tubo Davis. Inicialmente se utilizó una muestra tamizada entre las mallas #65 y #48, se homogeniza y se divide la muestra, a través del método de roleo y cuarteo, en 3 muestras iguales de 6,5g aproximadamente cada una. Se realizan 3 ensayos con el equipo Frantz, variando el eje “Y” en 20°, 30 y 35° grados respecto de la horizontal, dejando el eje “X” constante y con una intensidad de 1 ampere. Luego de realizado cada concentracion, se realiza un analisis modal a cada concentrado y para comparar, se realiza tambien al relave final (mezcla de concentrados de las tres muestras). Se observa el procedimiento realizado según el siguiente esquema:
Ilustración 5. Metodologia de Experiencia equipo FRANTZ.
Para el segundo proceso se utilizó 100g de muestra tamizada previamente, para ser utilizada en el tubo Davis. Se realiza la concentración inicialmente con una intensidad de 0,5 ampere, la muestra se mezcla con agua y se hace pasar por el tubo Davis, obteniendo un concentrado 1, y un r elave 1. Luego se realiza el mismo proceso utilizando el relave 1 como muestra inicial y con una intensidad de 2 ampere obteniendo un relave 2 y concentrado 2. Así mismo se repite el proceso con el relave 2, utilizando finalmente una intensidad de 2,5 ampere obteniendo un concentrado 3 y un relave final. Cada 6
concentrado y el relave final obtenido se llevan a realizar un filtrado para retirar la máxima cantidad de agua de la muestra, y luego se deja secar en horno a 105°C por 24 horas. Finalmente luego del secado se realiza un análisis modal a cada concentrado y al relave para obtener una ley aproximada. Se puede observar el procedimiento en el siguiente esquema:
Ilustración 6. Metodologia de Experiencia equipo Tubo DAVIS.
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Resultados y análisis. Concentración manual y equipo Dings Para la concentración manual inicial, se realizó un análisis modal para el concentrado proveniente del imán, los resultados son los siguientes Especie Promedio Magnetita 38 Feldespatos 6 Cuarzo 3 Micas 0 Total 47
%V 80,9 12,8 6,4 0 100
Densidad Masa (g) 5,4 436,596 2,6 33,191 2,65 16,915 2,85 0 486,702
% Peso 89,7 6,8 3,5 0 100
Ley teórica Ley Fe (%) 72,3 64,9
La Ley de hierro en la concentración manual es 64.9%, lo cual es un resultado esperado debido a que la gran mayoría de este concentrado es magnetita que se adhiere al imán. El relave de esta concentración manual es el material con el que se realizará la separación magnética mediante el separador Dings, se realiza un análisis modal para determinar la concentración de hierro presente en el relave: Especie Magnetita
Promedio 20
%V 23,3
Densidad Masa (g) 5,4 125,581
% Peso 38,3
Feldespatos
39
45,3
2,6
117,907
35,9
Cuarzo
21
24,4
2,65
64,709
19,7
Micas Total
6
7
2,85
19,884
6,1
86
100
328,081
100
Ley teórica ley Fe (%) 72,36 27,7
De la tabla se desprende que la muestra tiene un contenido similar de magnetita y cuarzo expresada en porcentaje de volumen, siendo la más alta la proporción de feldespato con un 45.3%. Visualmente se aprecia en el color rosáceo de la muestra. Si bien los feldespatos son mayor en volumen, la mayor ley de la alimentación corresponde a la magnetita con un 38,3%, debido a que la densidad de la magnetita es de 5,4 en comparación con la de feldespatos que es de 2.65. Esta densidad es la causante de que la concentración de magnetita sea la mayor de la muestra. Con la ley teórica de hierro presente en la magnetita se puede estimar la concentración de hierro presente en la muestra de alimentación, que es de 27,7% de Fe. En base a la concentración de hierro en la corteza terrestre se infiere que en arenas como la del estero Lampa se puede encontrar una mayor ley de minerales de mena de hierro, como el caso de la magnetita. La muestra de alimentación se divide en tres muestras de similar masa, con el fin de realizar la experiencia con 3 ángulos distintos en el Separador Dings. Las masas para cada muestra son las siguientes:
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Muestra
Masa inicia (g)
Masa final (g)
Perdida (g)
Error (%)
1 2 3
136,78 134,94 133,26
135,74 130,82 130,27
1,04 4,12 2,99
0,8 3,1 2,2
Se masan las muestras después de su paso por el separador, dando como resultado que en la muestra 1se perdieron 1.04 gramos de muestra, en la muestra 2 se perdieron 4.12 gramos y en la muestra 3 2.99 gramos. La mayor pérdida es de la muestra 2, pero el error asociado a esta pérdida es bastante bajo, alcanzando un 3,1%. Debido a la densidad de la magnetita se asume que esta pérdida se debe a que algunos granos de esta especie mineral quedaron adheridos al separador magnético, las cuales al ser retirados seguían adheridos al separador. Además en procesamiento de la muestra 2 se perdió una cantidad que cayó fuera del contenedor de concentrado. El resultado de la concentración de Fe para las tres muestras se presenta en la siguiente tabla resumen (El Respectivo análisis modal para cada muestra se encuentran en el anexo): Concentrado 1 2 3 Relave
Ángulo 70 60 50 -
Ley de Fe 42,8 40,1 45,7 13,94
%P Magnetita %P Feldespato %P Cuarzo %P Micas 59,1 25,5 12,1 3,3 55,4 16,2 21,5 6,9 63,2 18,5 16,2 4,4 19,3 41,4 28,4 11
En la tabla se muestran las distintas concentraciones de las especies presentes en la muestra después del proceso de separación magnética, es decir, después del proceso de concentración. Todos los concentrados presentan una ley mineralógica de magnetita sobre el 55%, lo cual es lo que se busca en el proceso de concentración. Como la muestra inicial se dividió en tres, las cuales fueron sometidas al mismo proceso bajo las mismas condiciones, solo con la variación del Angulo del separador. El concentrado 1 presenta una ley de magnetita de 59,1% con un ángulo de 70°, el concentrado 2 una ley de magnetita de 55.4% con un ángulo de 60° y el concentrado 3 una ley de magnetita de 63.2% y un ángulo de 50°. Se infiere que el ángulo óptimo para la operación del equipo Dings es de 50°, ya que con este ángulo se obtiene la mayor ley de magnetita para la muestra de arena del estero Lampa. Esto se debe a que a mayor ángulo del separador, se permite más paso de relave al recipiente del concentrado, lo cual altera concentración de las especies presentes en la muestra y por tanto altera el análisis modal. Se calcula adicionalmente la ley de fe de la magnetita, con el fin de observar la ley de hierro en la muestra, la cual también se indica en la tabla anterior. El concentrado 1 tiene una ley de Fe de 42.8%, el concentrado 2 un 40.1% y el concentrado 3 una ley de 45.7%, lo que indica que la mayor ley de Fe corresponde al concentrado 3, es decir, que el ángulo optimo es 50°. Se desprende del análisis modal que el relave tiene una alta Ley de feldespatos y cuarzo versus la baja ley mineralógica de la magnetita, lo que es un signo de que el proceso de separación magnética fue realizado de forma correcta. 9
Concentración manual, equipo Frantz y Tubo Davis Previa a la concentración manual se realizó un análisis modal semi-cuantitativo de la muestra a utilizar, obteniéndose lo siguiente Análisis modal previo Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita
20
23,26
Cuarzo
21
24,42
Feldespato
39
45,35
Micas
6
6,98
Suma
86
100,00
Concentración magnética manual Antes de utilizar el equipo Frantz se realizó una concentración magnética manual a la cual se le aplicó también un análisis modal, obteniendo lo siguiente: Concentrado manual Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 38 80,85 Cuarzo 3 6,38 Feldespato 6 12,77 Micas 0 0,00 Suma 47 100,00 Además también se realizó un análisis modal del relave obtenido luego de esta concentración: Relave manual Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 11 17,19 Cuarzo 21 32,81 Feldespato 27 42,19 Micas 5 7,81 Suma 64 100,00
Concentración mediante equipo Frantz Posterior a la concentración manual, del relave obtenido se sacaron 3 muestras, las cuales fueron concentradas mediante el equipo Frantz. La primera, con una masa de 6,4 g arrojó los siguientes análisis modales:
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Concentrado 1. Ángulo de 20° Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 23 37,70 Cuarzo 7 11,48 Feldespato 28 45,90 Micas 3 4,92 Suma 61 100,00 Y su relave correspondiente: Relave 1, Ángulo de 20° Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 14 17,07 Cuarzo 28 34,15 Feldespato 31 37,80 Micas 9 10,98 Suma 82 100,00 La segunda muestra, de 6,6 g arrojó el los siguientes análisis modales: Concentrado 2. Ángulo de 35° Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 15 38,46 Cuarzo 10 25,64 Feldespato 14 35,90 Micas 0 0,00 Suma 39 100,00 Y su relave correspondiente: Relave 2. Ángulo de 35° Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 8 8,33 Cuarzo 30 31,25 Feldespato 44 45,83 Micas 14 14,58 Suma 96 100,00
11
La muestra 3, con una masa de 6,4 gramos, arrojó los siguientes análisis modales Concentrado 3. Ángulo de 30° Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 20 52,63 Cuarzo 9 23,68 Feldespato 9 23,68 Micas 0 0,00 Suma 38 100,00 Y su relave correspondiente: Relave 3. Ángulo de 30° Especie mineral Número de granos Porcentaje en volumen (%) Magnetita 8 7,34 Cuarzo 36 33,03 Feldespato 50 45,87 Micas 15 13,76 Suma 109 100,00
Calculo de Leyes y Recuperacion A partir del conteo de granos para cada concentrado y relave, en conformidad con los objetivos del laboratorio se calcularon las leyes de magnetita de cada uno de éstos.
Alimentación Especie Número mineral de granos Magnetita 20 Cuarzo 21 Feldespato 39 Micas 6 Suma 86
Porcentaje en volumen (%) 23,26 24,42 45,35 6,98 100,00
Densidad Peso Porcentaje en Ley de (g/cm^3) relativo peso (%) Magnetita (%) 5,40 125,58 38,28 32,28 2,65 64,71 19,72 2,60 117,91 35,94 2,85 19,88 6,06 328,08 100,00
Como se puede apreciar por la tabla, en el material de alimentación se tiene una proporción relativamente similar de magnetita y cuarzo, con 23,26% y 24,42% respectivamente, mientras que la mayoría del volumen es atribuible al feldespato, con un 45,35%, lo que así mismo explica el tono “anaranjado” de la arena fresca. Por otro lado, existe un 6,98% de micas. El ya nombrado 23,26%
de magnetita se traduce finalmente en una ley mineralógica de magnetita de 38,28% y una ley de alimentación de Fe de un 27,70%.
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Concentrado manual Especie Número Porcentaje en mineral de granos volumen (%) Magnetita 38 80,85 Cuarzo 3 6,38 Feldespato 6 12,77 Micas 0 0,00 Suma 47 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje en Ley de relativo peso (%) Magnetita (%) 436,60 89,70 89,70 16,91 3,48 33,19 6,82 0,00 0,00 486,70 100,00
Luego del concentrado manual vemos que los resultados son acorde a lo esperado, con un 89,70% de ley mineralógica de magnetita otorgando una ley de Fe de 64,91%. Cabe destacar que en este concentrado no se obtuvieron micas.
Relave manual Especie Número Porcentaje en Densidad Peso Porcentaje en Ley de mineral de granos volumen (%) (g/cm^3) relativo peso (%) Magnetita (%) Magnetita 11 17,19 5,40 92,81 29,77 29,77 Cuarzo 21 32,81 2,65 86,95 27,89 Feldespato 27 42,19 2,60 109,69 35,18 Micas 5 7,81 2,85 22,27 7,16 Suma 64 100,00 311,72 100,00 Para el relave manual, si bien se esperaba un porcentaje menor de magnetita en el total, aun así éste es bajo, siendo la ley de Fe menor que la de la alimentación, lo que es congruente con lo esperado. Nuevamente la mayor concentración pertenece al feldespato, co ngruentemente con lo obtenido del análisis de la alimentación.
Concentrado Frantz 1 Especie Número Porcentaje en mineral de granos volumen (%) Magnetita 23 37,70 Cuarzo 7 11,48 Feldespato 28 45,90 Micas 3 4,92 Suma 61 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje Ley de relativo en peso (%) Magnetita (%) 203,61 55,42 55,42 30,41 8,28 119,34 32,49 14,02 3,82 367,38 100,00
La concentración de la primera muestra, mediante equipo Frantz otor gó una ley de magnetita de 55,42%, siendo ésta sustancialmente menor a la obtenida mediante concentración manual. Además se observa gran cantidad porcentual de feldespato y pequeñas cantidades de cuarzo y micas, siendo éstos 2 últimos, aproximadamente un 12,1% del total. Recordar que este concentrado se llevó a cabo en un ángulo de inclinación de 20°. 13
Relave Frantz 1 Especie Número Porcentaje en mineral de granos volumen (%) Magnetita 14 17,07 Cuarzo 28 34,15 Feldespato 31 37,80 Micas 9 10,98 Suma 82 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje Ley de relativo en peso (%) Magnetita (%) 92,20 29,53 29,53 90,49 28,98 98,29 31,48 31,28 10,02 312,26 100,00
Se puede observar en este relave que si bien la ley de magnetita sigue siendo relativamente alta, se mantiene similar al del relave, por lo que no hay sorpresas en este aspecto. Así mismo se mantiene el feldespato como mineral principal, en una concentración del 31,48% en peso.
Concentrado Frantz 2 Especie Número Porcentaje en mineral de granos volumen (%) Magnetita 15 38,46 Cuarzo 10 25,64 Feldespato 14 35,90 Micas 0 0,00 Suma 39 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje Ley de relativo en peso (%) Magnetita (%) 207,69 67,95 93,33 0,00 368,97
56,29 18,42 25,30 0,00 100,00
56,29
La ley de magnetita obtenida en el segundo concentrado, de 56,29% se asemeja bastante a la ley de magnetita del primer concentrado por Frantz, de 55,42. En cuanto al cuarzo, hubo un aumento de un 8,28% a un 18,42% y en cuanto al feldespato, una disminución desde un 32,48% a un 25,30%. En este concentrado no se encontraron micas. Recordar que este concentrado se obtuvo con una inclinación de 35°
Relave Frantz 2 Especie Número mineral de granos Magnetita 8 Cuarzo 30 Feldespato 44 Micas 14 Suma 96
Porcentaje en volumen (%) 8,33 31,25 45,83 14,58 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje Ley de relativo en peso (%) Magnetita (%) 45,00 15,60 15,60 82,81 28,70 119,17 41,30 41,56 14,40 288,54 100,00
En este caso, la ley de magnetita disminuyó significativamente de un 29,53% a un 15,60%, lo que indica posiblemente una concentración mejor lograda, dejando así, menor cantidad porcentual de 14
granos de magnetita en el relave, y por ende, logrando una mejor recuperación. El cuarzo se mantuvo en números similares mientras que el feldespato aumentó en aproximadamente 10 puntos porcentuales. Las micas se mantuvieron cercanas al valor obtenido anteriormente, quedándose en un 14,40%.
Concentrado Frantz 3 Especie Número Porcentaje en mineral de granos volumen (%) Magnetita 20 52,63 Cuarzo 9 23,68 Feldespato 9 23,68 Micas 0 0,00 Suma 38 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje Ley de relativo en peso (%) Magnetita (%) 284,21 62,76 61,58 0,00 408,55
69,57 15,36 15,07 0,00 100,00
69,57
El tercer concentrado es el que presenta mayor ley de magnetita, con un 69,57%, mientras que tanto el cuarzo con el feldespato presentan valores bajos en torno al 15%. En este concentrado no se encontraron micas. Recordar que el tercer concentrado se realizó a 30°.
Relave Frantz 3 Especie Número mineral de granos Magnetita 8 Cuarzo 36 Feldespato 50 Micas 15 Suma 109
Porcentaje en volumen (%) 7,34 33,03 45,87 13,76 100,00
Densidad (g/cm^3) 5,40 2,65 2,60 2,85 -
Peso Porcentaje Ley de relativo en peso (%) Magnetita (%) 39,63 13,88 13,88 87,52 30,64 119,27 41,75 39,22 13,73 285,64 100,00
El relave de la tercera concentración es el que presenta la menor ley de magnetita, con un 13,88%, considerándose esta última, entonces, como la concentración con mejor recuperación. Nuevamente el mineral predominante es el feldespato, con un 41,75%, seguido del cuarzo, con un 30,64, y por último un 13,73% de micas.
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Conclusiones y recomendaciones. Se determinó la ley mineralogía de la muestra inicial para todas las especies presentes mediante un análisis semi-cuantitativo. Se le realizo una concentración manual de 3 pasos, dando como resultado una ley de magnetita de 89,7% para el concentrado y 38,3% para el relave. Estos resultados son los esperados para este proceso, ya que la ley de magnetita alta en el concentrado se podía corroborar visualmente, ya que la muestra paso de ser rosácea a negra, lo que evidencia una alta concentración de magnetita, la cual se adhería al imán. Se recomienda que el imán no toque la muestra al momento de realizar la concentración manual, ya que el objetivo de esta es que al imán se peguen las especies con mayor susceptibilidad magnética, lo que no se lograría si el imán se adhiere a la muestra, el objetivo es que la fuerza magnética sea capaz de levantar estar partículas, y así obtener el concentrado deseado. También se determinó las leyes mineralogías para el cuarzo, feldespatos y micas, los cuales se observan disminuidos en los concentrados y con una alta concentración en el relave. Para la concentración manual se tiene un 6,8% de ley mineralógica de feldespato y un 3,5% de cuarzo para el concentrado versus el 35,9% de ley mineralógica de feldespatos y 19,7% del cuarzo para el relave. El análisis modal comprueba que hay mayor concentración de feldespatos y cuarzo en comparación con el hierro en el relave en relación con el concentrado. Visualmente se corrobora ya que después de la separación magnética el relave se observa de color rosáceo claro, ya que se remueve parte de la magnetita que aporta gris al color de la muestra. Se presentan errores en la masa de las muestras después de realizar el proceso de separación magnética, son errores pequeños del orden del 2-3%, lo que hace que la muestra sea representativa y los ensayos válidos. Estos errores se deben a que algunas partículas de magnetita se quedaron adheridas al separador, produciendo una variación entre la masa inicial y final. Se recomienda que al final de cada ensayo se realice una limpieza del equipo, con el fin de quitar las partículas adheridas al equipo y disminuir el error asociado a esto, así como también un trabajo prolijo y evitar perdidas de material. Se realizó el proceso de separación magnética bajo las mismas condiciones para las tres muestras, solo variando el ángulo del separador magnético, con el fin de encontrar el ángulo óptimo de trabajo para el equipo Dings. El ángulo óptimo resultante del proceso es 50°, con una ley mineralogica de magnetita de 63.2%, la cual es la mayor entre las leyes mineralógicas en los distintos ensayos. Se infiere que este ángulo es el correcto debido a que si el ángulo del separador es mayor, parte del relave cae en la zona de concentrado, alterando el concentrado, y por tanto, el análisis modal. También se realizó el cálculo de la ley de hierro presente en la magnetita de las muestras, siendo mayor la ley de Fe de la muestra 3, con un 45,7%. Se comprueba que en las arenas presentes en la corteza terrestre se puede encontrar una mayor ley de minerales de mena de hierro, como es el caso de la magnetita. Se observa que cerca del 75% del volumen de la muestra corresponde a especies minerales no metálicas, como micas, feldespatos y cuarzo, los cuales son de gran importancia en la minería, ya que hasta el momento no son explotados en grandes cantidades y son potenciales fuentes laborales, ya que en la minería no metálica los costos de producción son bajísimos considerando que estos minerales presentes en las arenas están en la superficie. En estas especies no metálicas esta la oportunidad de contribuir con el desarrollo del país y de disminuir la dependencia de la minería chilena del cobre. 16
Bibliografia. UDEC (2014); “Procesos de separación magnética” - Cristian Gonzalez. Facultad de Ingenieria. Pagina web: http://ingenieria.udea.edu.co/cim2005/mineralurgia/separacion.pdf
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