UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y METALURGICA E.A.P. INGENIERIA METALURGICA
TRATAMIENTO DE DEPOSITOS ALUVIALES
MONOGRAFIA PARA EL CURSO DE METALURGIA DEL ORO
VIII CICLO PRESENTADO POR
AGUAYO FLORECIN SABY HELLEN FERNADEZ RAMOS FLOR ELIZABETH LA FUENTE PALOMINO HAROLD DOCENTE
ING. CISNEROS TEJEIRA MAXIMO INGENIERO METALURGICO Registro C.I.P. N°: 46832 HUACHO – LIMA LIMA – PERU PERU
2016
DEDICATORIA
El presente trabajo monográfico está dedicado a Dios, a nuestros padres y hermanos los cuales permanecieron a nuestros lados dándonos su apoyo incondicional, para poder concretar este proyecto del mismo modo al ingeniero Cisneros Tejeira Máximo, por su afán de lograr unos buenos profesionales de cada uno de nosotros .
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AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a nuestra distinguida escuela de ingeniería ingeniería metalúrgica el cual nos abrió sus puertas y a cada uno de nuestros docentes y compañeros que siempre estuvieron apoyándonos.
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RESUMEN Los depósitos aluviales son materiales detrítico, transportado por un río y depositado, casi siempre temporalmente, en puntos a lo largo de su llanura de inundación. Están normalmente compuestos por arenas y gravas (terraza fluvial, rejuvenecimiento, depósitos coluviales, depósitos eluviales). Muchos yacimientos de minerales importantes, p. ej., oro, platino, diamantes, casiterita (SnO2), se encuentran localmente concentrados en depósitos aluviales (placeres aluviales). El dragado es una operación necesaria para la extracción de materiales situados bajo el agua ya sea en medio marino fluvial o lacustre, para ello se requiere una maquinaria específica , existen numerosos equipos de dragado que se diferencian principalmente en la forma de de realizar la excavación. Los cuarzos con incrustaciones de oro y otros minerales se erosionan a medida que se exponen a los elementos. El agua es el principal impulsor y concentrador de estos depósitos llamado "aluviales". El mineral de aluvial se recoge con dos métodos principales: "extracción de oro por batea" o excavando justo debajo de la superficie del lecho de los arroyos secos o a lo largo de una costa, y tamizando la grava húmeda obtenida de la parte inferior de una corriente que fluye. El oro, la plata y otros minerales metálicos se hunden en el fondo de las quebradas ya que son más pesados que otros minerales. La velocidad del agua en movimiento determina si el mineral se sedimenta rápidamente o se mantiene en suspensión en el flujo de arena y otros desechos durante un período más largo. Una gran cantidad de movimiento de oro ocurre durante las inundaciones cuando el caudal es más alto. Después de una inundación, los depósitos aluviales se encuentran a menudo aguas abajo con respecto a sus lugares habituales. El mineral tiende a depositarse en el interior de las curvas de flujo debido a que la velocidad del agua disminuye en estos puntos.
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INDICE I.
DEDICATORIA ...................................................................................................................... 1
II. AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................... 2 III.
RESUMEN .......................................................................................................................... 3
IV.
INTRODUCCION .............................................................................................................. 6
V. GENERALIDADES ................................................................................................................ 7 5.1.
METEORIZACION Y EROSION ................................................................................... 8
5.2.
PLACERES ...................................................................................................................... 9
5.2.1.
CLASIFICACIÓN DE PLACERES ....................................................................... 10
5.3.
DEPÓSITOS FLUVIALES O ALUVIALES: ............................................................... 11
VI.
DEPÓSITOS LACUSTRES: ............................................................................................. 15
VII.
PLACERES LITORALES O MARINOS: ........................................................................ 15
7.1.
DEPOSITOS ALUVIALES ........................................................................................... 15
7.2.
LA EXPLORACION Y LA MINERIA ALUVIAL ...................................................... 15
7.3.
EL PROCESAMIENTO O LAVADO DE LAS MUESTRAS ..................................... 24
VIII. DRAGADO O MINERIA HIDRAULICA........................................................................ 32 8.1.
MINERÍA CON DRAGAS. ........................................................................................... 35
8.2.
VENTAJAS E INCONVENIENTES ............................................................................ 36
8.3.
PRÁCTICA OPERATIVA DEL DRAGADO. .............................................................. 37
8.4.
TIPOS DE UNIDADES Y PRÁCTICA OPERATIVA CORRESPONDIENTE. ......... 37
8.5.
PLANTA DE TRATAMIENTO EN TODAS LAS DRAGAS: .................................... 41
IX.
RECUPERACION DE ORO DE PLACERES ................................................................. 42
9.1.
EXPLOTACIÓN DE PEQUEÑOS PLACERES ........................................................... 42
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9.2.
TRATAMIENTOS DE MENAS AURÍFERAS ............................................................ 48
X. CONCENTRACION GRAVIMETRICA DE ORO ALUVIAL ........................................... 51 XI.
CONCLUSIONES ............................................................................................................. 61
XII.
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................... 62
INDICE DE FIGURAS Figura 1: Meteorización y
Erosión. .................................................................................... 8
Figura 2: Proceso de meteorización, Erosión y Sedimentación. ........................................ 9 Figura 3: Criba o mecedora
usada en la explotación de oro a cielo abierto ..................... 43
Figura 4: Detalles del sluice. ............................................................................................ 44 Figura 5: Monitor gigante................................................................................................. Figura 6: Pala mecánica, explotación de placeres a
45
cielo abierto. ................................... 46
Figura 7: Dragalina,explotación de placeres a cielo abierto. ........................................... 46 Figura 8: Draga de garras, explotación de placeres a cielo abierto .................................. 47 Figura 9: Canales. ............................................................................................................. 52 Figura 10: Jig tipo Denver. a)
Pulsación y b) Succión ..................................................... 55
Figura 11: Mesa vibratoria. .............................................................................................. 56 Figura 12: Espirales
Concentradores. .............................................................................. 58
Figura 13: Corte transversal
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del cono Reitcher. ............................................................... 59
INTRODUCCION
Lomonosov fue uno de los primeros científicos que reconoció que los placeres resultan de la fracturación, meteorización y transporte de yacimientos primarios, y que se concentran a lo largo de los sistemas aluviales. Los depósitos de placeres se han formado en todo el tiempo geológico, pero la mayoría son del Cenozoico a Reciente. La mayoría de los placeres son pequeños y a menudo efímeros ya que se producen sobre la superficie terrestre, generalmente en o sobre el nivel de base para la erosión, de manera que muchos de ellos son erosionados y solo excepcionalmente son enterrados como para preservarse como paleoplaceres. La mayoría de los depósitos de placeres son de baja ley, pero su explotación es posible debido a que se encuentran en materiales sueltos, no requieren de molienda y pueden explotarse con plantas relativamente baratas. La explotación por dragado de gravas aluviales es una de las más baratas. Los procesos gravitacionales fueron los primeros en ser utilizados en la concentración de minerales, siendo el oro uno de los primeros metales en ser recuperados y trabajados por el hombre. Sin embargo, desde comienzos del siglo XX fueron apareciendo nuevos métodos tales como la flotación, separación magnética y lixiviación que fueron desplazando a la concentración por gravedad, limitando su campo de aplicación a aquellos en los que no tenían resultados satisfactorios dichos procesos. En los últimos años, los métodos de concentración por gravedad han sido objeto de innovaciones que se traducen en menores costos de operación, así como mejor recuperación y mayor capacidad. Igualmente se ha progresado en los métodos y equipos de trituración, molienda y clasificación y en los procesos de flotación, separación magnética y eléctrica. Cada método aplicado utiliza una propiedad de los minerales que permite separarlos eficientemente.
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GENERALIDADES
El oro es un metal maleable, de color amarillo, que tiene 19.3 como peso específico y un punto de fusión de 1063 °C, es anticorrosivo, insoluble en ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o nítrico y puede ser disuelto en agua regia. Su concentración en la litosfera superior es de 0.005 ppm. El contenido de oro en diferentes tipos de roca es el siguiente:
CONTENIDO ORO Roca
Ppm
Gabro, basalto
0.007
Diorita – andesita
0.005
Granitoriolita
0.003
Areniscas – conglomerados
0.030
Lutita
0.004
Caliza
0.003
El oro en el Perú se presenta en depósitos primarios tales como:
Vetas de cuarzo con pirita y oro en rocas intrusivas y/o metamórficas.
Mantos con cuarzo, arsenopirita, pirita y oro en esquistos.
Depósitos de Skarn con contenidos auríferos.
Vetas de oro – plata (metales base) en rocas volcánicas.
Diseminaciones y stockwork de oro – plata en rocas volcánicas.
Depósitos de tipo pórfido de oro – plata.
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Oro como subproducto en vetas polimetálicas y yacimientos del tipo pórfido de cobre – oro.
METEORIZACION Y EROSION Las diversas ocurrencias mineralizadas que contienen oro están sometidas a procesos de meteorización mecánica y química, mediante los cuales las menas se desintegran y descomponen. Los principales agentes de meteorización son las aguas cargadas con oxígeno, dióxido de carbono, sales y ácidos, los cambios de temperatura y los efectos biológicos, principalmente de la vegetación. El proceso erosivo comienza cuando el material meteorizado es removido de la roca madre, ya sea como material rocoso disuelto en aguas circulantes o como fragmentos desplazados por la acción de la gravedad, viento o hielo y depositados subsecuentemente en otros lugares. La mayor parte de los minerales de mena y los que forman la roca son inestables y al ser sometidos a condiciones de temperatura y presión superficiales, más bajas que aquellas a las cuales se formaron, tienden a descomponerse formando minerales estables bajo estas nuevas condiciones. Figura 1: Meteorización y Erosión.
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Por las circunstancias y procesos descritos, el material removido puede sufrir transporte o permanecer insitu. Sin embargo, existen algunos minerales que son más resistentes a cambiar que la mayoría, dependiendo de sus propiedades químicas y físicas (dureza, clivaje, asociaciones texturales, etc.). Estas variedades, química y físicamente estables dan lugar a minerales detríticos persistentes que pueden concentrarse en placeres bajo condiciones favorables.
Figura 2: Proceso de meteorización, Erosión y Sedimentación.
5.2. PLACERES Se define un placer como un depósito de arena, grava u otros materiales residuales o detríticos que contienen uno o más minerales de valor económico, los cuales se han acumulado por procesos de meteorización y concentración mecánica. Las características que presentan este tipo de depósitos son:
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Contienen por lo menos un elemento valioso, el cual es relativamente pesado y resistente a la erosión y abrasión.
El mineral valioso está libre de la roca a la que estuvo asociado (roca matriz).
El metal valioso se encuentra concentrado en contenidos económicos.
El oro se encuentra al estado “nativo”; varia en tamaño desde partículas finísimas,
difíciles de recuperar, hasta pepitas (Nuggets) de dimensiones considerables. Como ejemplos se tiene: La pepita “wellcome” hallada en Ballarat (Australia) en 1585 con 63 kg; en California se
encontraron pepitas de 2 a 9 kg; en el Perú se tiene referencia de una pepita de 45.5 kg (remitida a la corona en España) y en Brasil (Serra Pelada) se encontró una que peso 45 kg.
5.2.1. CLASIFICACIÓN DE PLACERES De acuerdo a los tipos de depósitos se pueden clasificar a los placeres en los siguientes tipos:
PLACERES RESIDUALES: Son depósitos formados por descomposición de la roca matriz in situ, generados por la acción mecánica de la meteorización. Se encuentran cerca de la pendiente regional.
PLACER ELUVIAL O DE PIEDEMONTE: Representan una transición entre el material de deslizamiento residual a gravas de playa (Aluviales). Se forman por la descomposición de las vetas y la inmediata concentración por deslizamiento al pie de la montaña. El oro se presenta en granos (pepitas) de tamaño y forma irregular. Acumulaciones de estos tipos se encuentran entre los ríos Mashco y Madre de Dios, cabecera de los ríos Inambari y Chaspa.
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PLACERES TRANSPORTADOS: Son depósitos que se encuentran en los lechos de las corrientes de los ríos o en valles, conformando los depósitos más importantes. También se denominan coluviales definiéndose como acumulaciones clásticas provenientes de la acción intermitente del agua de deshielo, viento y gravedad. En base al tipo de agente que ha intervenido en la formación de estos depósitos pueden subdividirse en depósitos, glaciares y eólicos.
5.3.DEPÓSITOS FLUVIALES O ALUVIALES: Se considera al conjunto litológico consolidado que contiene arena, grava, arcilla y limo, depositados y/o que están depositándose principalmente a lo largo de los ríos que drenan la región. Se subdividen en:
DEPÓSITOS COLUVIALES
Son materiales transportados por gravedad, la acción del hielo – deshielo y principalmente, por el agua. Su origen es local, producto de la alteración in situ de las rocas y posterior transporte como derrubios de ladera o depósitos de solifluxión. Frecuentemente están asociados a masas inestables. Su composición depende de la roca de la que proceden, estando formados por fragmentos angulares y heterométricos, generalmente de tamaño grueso, englobados en una matriz limo arcillosa. Su espesor suele ser escaso, aunque puede ser muy variable. La resistencia de estos materiales es baja, sobre toda en la zona de contacto con el sustrato rocos, y cuando se desarrollan altas presiones intersticiales como consecuencia de lluvias intensas. Los fragmentos de roca angulares a sub angulares de diversos tamaños caen sobre una ladera por gravedad formando suelo, nótese que este depósito posee poco espesor.
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DEPÓSITOS ALUVIALES
Son materiales transportados y depositados por el agua. Su tamaño varía desde la arcilla hasta las gravas gruesas, cantos y bloques. Las facies más gruesas presentan bordes redondeados. Se distribuyen en forma estratiforme, con cierta clasificación variando mucho su densidad. Están muy desarrollados en los climas templados, ocupando cauces y valles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas y paleo cauces. Son suelos muy aniso trópicos en su distribución, sus propiedades están estrechamente relacionadas con la granulometría. Su continuidad es irregular, pudiendo tener altos contenidos en materia orgánica en determinados medios. La permeabilidad depende de la granulometría y generalmente presentan un nivel freático alto. Los depósitos aluviales constituyen una fuente de recursos de materiales de construcción, sobre todo como áridos. Deposito aluvial con fragmentos de roca mayores a 1 metro, cuya forma es angular a subredondeada rellenando una quebrada. Nótese el color de la matriz (lodo) que engloba a los bloques de roca.
DEPÓSITOS LACUSTRES
En general son sedimentos de grano fino, predominando los limos y las arcillas. El contenido de materia orgánica puede ser muy alto, sobre todo en zonas pantanosas. Frecuentemente presentan estructuras laminadas en niveles muy finos. En condiciones de agua salada se forman precipitados de sales. Las principales propiedades están en relación a su alto contenido en materia orgánica, siendo en general suelos muy blandos. También se pueden encontrar arcillas asociadas a estos suelos.
DEPÓSITOS LITORALES
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Son materiales formados en la zona intermareal por la acción mixta de ambientes continentales y marinos, influyendo en este caso las corrientes fluviales, el oleaje y las mareas. Predominan las arenas finas y los limos, pudiendo contener abundante materia orgánica y carbonatos. Los sedimentos más finos, los fangos y la materia orgánica son característicos de las zonas de delta y estuario. En general, la consistencia de materiales es blanda a muy blanda y muy aniso trópica. Pueden presentar encostramientos, pero la característica principal es su alta comprensibilidad.
DEPÓSITOS GLACIARES
Son depósitos transportados y depositados por el hielo o por el agua de deshielo. Están formados por tillitas y morrenas. Su composición es muy heterométrica y la distribución es altamente errática. Los depósitos fluvio – glaciares contienen fracciones desde gravas gruesas a arcillas; están algo clasificadas y su granulometría decrece con la distancia frente al glaciar. Sin embargo los de origen lacustre – glaciar presentan fracciones más finas, predominando las arcillas y las estructuras laminadas, típicas de las arcillas varvadas. La heterogeneidad y anisotropía es la característica típica de estos depósitos, pues coexisten desde las arcillas hasta las gravas gruesas y grandes bloques. Al estar la permeabilidad directamente relacionada con la granulometría, estos suelos son muy sensibles a los incrementos de presión intersticial producidos por las lluvias torrenciales y por el deshielo. En estos depósitos son muy frecuentes los fenómenos de solifluxión y de inestabilidad de laderas. La columna tipo de un depósito glaciar es: Al fondo, depósitos glaciares en la base del valle glaciar en forma de “U”. (Cerro de
Pasco).
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DEPÓSITOS DE CLIMAS ÁRIDOS Y DESÉRTICOS
Los ambientes áridos tienen una serie de implicaciones medioambientales, como la desecación profunda, la acumulación de sales y la alta movilidad de los sedimentos con el viento, los cuales condicionan las propiedades de estos suelos, entre las que destacan: Muy bajo contenido de humedad, dando lugar a suelos no saturados, con succiones relativamente altas. Bajo contenido en materia orgánica, por lo que los suelos áridos resultan pobres para fines agrícolas. Desarrollo de una costra rica en sales; la pérdida de humedad por evaporación en la superficie produce cementaciones por precipitación de sales. Muchos suelos áridos tienen un origen eólico, resultando un suelo mal graduado, con una estructura muy suelta.
DEPÓSITOS EVAPORITICOS
Estos depósitos están formados por la precipitación química de sales, cloruros o sulfatos, típicos de medios árido o desérticos, lacustres, lagunares y litorales. Las características comunes a estos depósitos son las siguientes:
Producen reacciones químicas con los hormigones, que pueden ocasionar su deterioro y destrucción.
Son fácilmente solubles, sobre todo los cloruros.
Pueden sufrir cambios de volumen, al pasar las anhidritas a yesos.
En superficie forman costras.
Representan un riesgo de hundimiento cuando se producen fenómenos de disolución y carstificación.
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DEPÓSITOS LACUSTRES: Son aluviones depositados en acumulaciones extensas en forma de lagos.
PLACERES LITORALES O MARINOS: Se les define como depósitos situados en costas marinas, son concentraciones de minerales pesados que se forman por el embate de las olas donde el salto y la resaca arrastran las partículas menos pesadas, concentrando las más pesadas que provienen de las terrazas marinas costeras y de los ríos. Los minerales pesados consisten mayormente de: magnetita, cromita, ilmenita, monazita, zircón y ocasionalmente partículas de oro.
7.1.DEPOSITOS ALUVIALES Tipos: Dependen del material accesible, cuenca de drenaje y la capacidad de transporte de granos. Tabla 1: Depósitos aluviales
Sistema fluvial
Principal proceso
Cuenca de drenaje
Erosión
Zona de transporte
Erosión sedimentación
Tipo de depósito aluvial Llanura terraza
Otros tipos: Abanico aluvial (torrencial) cono de deyección. 7.2.LA EXPLORACION Y LA MINERIA ALUVIAL La mayoría de los grandes depósitos aluviales se quedan en Suramérica, África o Asia. Cuando uno opera en un área extranjera y remota, es esencial usar métodos fiables, labor local, y equipo probado.
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La fotogeología:en la fase inicial, ofrece la definición 2D (superficie) del área y su geología.
La sísmica: agrega una tercera dimensión para guiar el programa de pruebas y proporciona las intersecciones de terrazas aluviales con menos de 5% del error de profundidad.
Las muestras con el taladro o posos:en áreas estratégicamente seleccionadas, prueba la fiabilidad económica del depósito.
Un programa más sistemático de pruebas sigue esta evaluación inicial, si las layes son interesantes.
Esto acercamiento ahorra dinero, tiempo, y a menudo el proyecto.
COMO PROBAR UN DEPÓSITO ALUVIAL Uno de la tarea más difícil asociada con la minería aluvial es la evaluación del depósito.
Más proyectos aluviales ha fracasado debido a la valoración inexacta de las reservas que a cualquier otra razón. Dentro del reino de depósitos aluviales, aquellos conteniendo poco valiosos minerales con una unidad de alta valor (diamantes) son más difícil a probar que aquellos con un volumen más grande de los minerales de valor de unidad más bajo (estaño). Algunos artículos para considerar cuando se prueba un depósito aluvial:
1)
Se necesita una muestra del tamaño relativamente grande para la valoración
exacta. Los depósitos aluviales están compuestos de muchos tamaños de grava. Esto hace difícil de obtener una muestra representativa.
2)
Cuando se prueba los depósitos para los minerales de alta valor de unidad, como
oro, cualquier error en el contenido de mineral en la muestra se magnificará en el cálculo de reservas.
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3)
Los valores normalmente son erráticamente distribuidos dentro de la masa de
grava. Por consiguiente, pueden evaluarse algunos depósitos con una distribución de valor más uniforme adecuadamente con un número mínimo de muestras, mientras un depósito con una alta distribución errática de valores no puede probarse adecuadamente sin reparar en cuántas muestras se toma.
4)
La investigación de un depósito aluvial debe estar bajo la dirección de una
persona experimentada en el arte de probar depósitos aluviales.
5)
Durante un programa, artículos que deben observarse y deben notarse además del
tamaño de la muestra y el valor de mineral debe incluir tamaño del canto rodado y debe numerar, volumen de la arcilla, el lecho de roca condiciona, riegue, tierra helada, lecho de roca falso, y cualquier otra característica física que afectarían explotación del depósito.
EL PROGRAMA DE PRUEBAS
Los pasos a ser seguidos durante un programa de pruebas:
EL RECONOCIMIENTO: 1.
El estado de la propiedad de la tierra.
2.
Las características físicas de área.
3.
La investigación la historia minera del área.
LA INSPECCIÓN DEL CAMPO: 1)
La foto geomorfología
4)
El estudio geobotánica
2)
Las muestras encima de
5)
El estudio de antiguos
todas las exposiciones de grava, 3)
trabajos mineros.
Algo secciones sísmicas,
ESCOGIENDO UN MÉTODO DE PRUEBAS
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Los métodos principales para considerar son: 1)
Las exposiciones existentes.
2)
Los hoyos excavados a
mano.
5) excavados. 6)
3)
Los fosos abiertos a retro-
excavadora. 4)
Los fosos abiertos a
Otros hoyos máquina-
Los posos hechos con
taladro encajonado. 7)
Otros métodos de taladrar.
8)
Las muestras de volumen.
excavadora.
LOS PROBLEMAS ESPECIALES ASOCIADAS CON LA EVALUACIÓN DEL DEPÓSITO ALUVIAL: Estos son: 1)
Las grandes piedras.
4)
2)
Los altos valores erráticos.
diámetro.
3)
El taladro non encajonado.
5)
El taladro de pequeño
Salaron
EL PROCESAMIENTO O CONCENTRACIÓN DE MUESTRA: La consideración es: si la muestra debe ser concentrada a mano o equipo.
EL PROCESAMIENTO DE LOS DATOS El procesamiento de datos consiste a guardar un registro de valores, y procedimientos del ensaye.
LA ESTIMACIÓN DE RESERVA Y VALORACIÓN DEL DEPÓSITO ALUVIAL: Los métodos que pueden ser usados para la estimación de la reserva y valoración son: 1)
El método del bloque.
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2)
El método del triángulo.
3)
El método poligonal.
4)
El método de la sección.
5)
El método de diamantes.
LAS PRUEBAS Los métodos de probar perfilados previamente varían de las muestras simples de grava en superficie (las exposiciones) a los métodos sofisticados con taladro. La disposición y la densidad de pruebas deben adaptarse a cada depósito aluvial. La regla es: "Un mínimo de muestras para un máximo de información".
LOS AFLORAMIENTOS DE GRAVA Si los afloramientos de grava están disponibles, ellos pueden probarse para los potencialmente valiosos minerales tomando o bateando una muestra. Las ventajas de tomar muestras de los afloramientos son el costo bajo y la rapidez que las muestras pueden tomarse. Las desventajas son que usted puede probar lo que está en la superficie y ninguna información cuantitativa puede ser concebida de esas muestras.
LAS EXCAVACIONES MANUAL Éstos pueden ser los hoyos, trincheras, o posos excavados en tierra seca y poco profunda. Este método de probar no se usa hoy debido al costo alto de labor pero puede usarse eficazmente en partes remotas del mundo donde los trabajadores especializados no son disponibles, o que el costo general de labor es relativamente bajo. El método proporciona una buena muestra de volumen y se usa, a menudo, a verificar los resultados de taladro hundiendo un poso encima de un agujero del taladro. También los valores encima de roca pueden determinarse con precisión cuando las excavaciones se hunden al lecho de roca. Las desventajas son las dificultades que se encuentran in tierra profunda y saturada de agua
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LOS FOSOS DEL RETRO-EXCAVADORA Las retro-excavadoras son muy versátil de equipos por las pruebas relativamente poco profundas, hasta aproximadamente 6-m. (20-ft) de profundidad. Las retro-excavadoras son móviles, rápidos, pueden excavar tierra bastante dura, y son baratas comparó a las excavaciones manuales. Una vez una trinchera se abre, se toman muestras del cauce a mano o usando la retroexcavadora o una muestra de volumen puede hacerse con todos el material de la excavación. Para los programas de pruebas con la retro-excavadora, la tierra debe estar bastante seca y estable. El cuidado debe tenerse cuando usando un retro-excavador, o cualquier equipo mecánico, para mantener todo el combustible y lubricante lejos del material de la muestra. La contaminación de la muestra puede causar el oro fino flotar y reducir el valor de la muestra.
LAS TRINCHERAS DE LA APLANADORA Las aplanadoras son mejores para trabajar en tierra seca, estable donde las trincheras serán excavadas hasta 3 m (10 ft) profundo o menos. La más gran ventaja de la prospección con una gran trinchera de la excavadora es que las trincheras permiten la buena inspección visual de la tierra. Otras ventajas y desventajas son similares a las trincheras del retro-excavador.
OTRAS EXCAVACIONES EXCAVADAS CON MÁQUINAS También los posos u hoyos se excavan, en la tierra estable, usando equipo motorizado como las grandes barrenas, los taladros de gran diámetro, o las excavadoras de tipo "clamshell". Los posos excavados con la ayuda de equipo motorizado requieren operadores experimentados y el acceso de la máquina conveniente.
LAS BARRENAS: Las barrenas, por probar depósito aluvial, pueden variar según tamaño de máquinas; del pequeño sostenido a mano clasifique a las máquinas camión-montada muy grande. Las barrenas
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son relativamente baratas para operar y pueden proporcionar el gran volumen de prueba. Las desventajas de usar barrenas son su incapacidad para penetrar tierra con piedras, la clasificación de oro puede ocurrir con barrenas del tipo espiral, y su incapacidad para realizar muestras en la tierra saturada de agua.
LAS EXCAVADORAS DE GRAN TAMAÑO O DE TIPO "CLAMSHELL": Estas máquinas son normalmente bastante grandes y permiten tomar una gran muestra de volumen. Las ventajas de usar este equipo son su habilidad de permitir uso de cajones para sostener el agujero abierto para inspección visual de lecho de roca, y la capacidad de obtener un exacto volumen de la muestra. Las desventajas son la necesidad por buen acceso por el gran equipo y una velocidad excavando bastante lenta.
LOS TALADROS ROTATIVOS: El taladro rotativo se usa en tierra profunda o saturada de agua donde pruebas por hoyos, trincheras, o posos no son practicables. El taladro rotativo utiliza un tubo pesado con una corona al fondo, una cabeza de taladro en forma de cincel, y una bomba de arena a vacío por quitar la muestra del agujero. Hay tres tipos principales de taladros rotativos que son diferenciados por su tamaño:
El manual "Banka".
El liviano "Hillman" o "Airplane".
El pesado "Bucyrus-Erie" o "Keystone".
Las ventajas de usar taladro rotativo, por probar depósitos de depósito aluvial, es: 1) La muestra es muy fiable. 2) El equipo es portátil.
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3) Se encuentran pocos problemas mecánicos. 4) Los datos técnicos y la información interpretativa están disponibles. Las desventajas de usar taladros del condiscípulo son: 1) La proporción de penetración muy lenta. 2) Las grandes piedras crean muchos problemas.
ALGUNOS DE LOS PROBLEMAS ESPECIALES ASOCIADOS CON LAS PRUEBAS DEL DEPÓSITO ALUVIAL
LA GRAN PIEDRA. Durante las pruebas de los depósitos aluviales, hay una tendencia para desviar áreas que
contienen muchas grandes piedras y probar fácilmente el material más fino reunido alrededor de las grandes piedras. En muchos casos, esto está salando esencialmente la muestra desde que el valioso material en un depósito aluvial ocurre normalmente en el material más fino. La solución más directa a probar áreas que contienen grandes piedras sería tomar bastante grandes muestras para contener una porción representativa de las grandes piedras para dar estimaciones de valor exactas. ¿Desde qué no es físicamente posible tomar las muestras grandes para incluir grandes piedras en la mayoría de las situaciones, cómo considerar el efecto de grandes piedras sin incluir ellos en la muestra? La solución más común es estimar el volumen visualmente e insertar un factor de la corrección en los cálculos del último volumen de muestra.
LOS ALTOS VALORES ERRÁTICOS Los métodos usados por estimar el valor de la tierra del depósito aluvial confían en la
asunción que el valor encontró en una muestra particular se extiende a media distancia a la próxima muestra. Mientras la evaluación de la tierra que tiene un promedio generalmente bajo o
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uniforme de valores se puede hacer usando los métodos de estimación de reserva normales, el alto valor errático prueba en depósito causa unos problemas. Métodos por ajustar los altos valores erráticos, así que una sobreevaluación de la tierra no ocurre, incluyen: (1) probar de nuevo áreas erráticas, (2 usar el valor determinado más bajo, (3) determinar lo que debe ser el valor razonable más alto y entonces guardar los valores de todas muestras dentro de ese límite.
LOS AGUJEROS NO ENCAJADOS El uso de taladro no encajado debe ser desalentado en pruebas de depósitos aluviales,
sobre todo con un mineral de alto valor par unidad. Si se usan taladros nones encajados, hay una tendencia a salar la muestra involuntariamente y se supervalora resultados de la muestra. Este problema se levanta debido al hecho que sin la cubierta, un exceso de material puede entrar en una muestra sin que el evaluador sabe de dónde, dentro del agujero, el material vino. Una excepción al uso de taladros encajados es cuando se taladra la tierra helada. Si la tierra a probar está bien helada, la cubierta normalmente no se usa.
LOS AGUJEROS DE PEQUEÑOS DIÁMETROS Debido al grande "efecto de la pepita" asociado con pruebas de la tierra que contiene
minerales de alto valor par unidad, el uso de taladro de diámetro pequeño no se recomienda por probar depósitos de oro, platina o diamantes, etc. Al probar depósitos que han finos granos de material, o han minerales de bajo valor par unidad, el taladro de pequeño diámetro 50 mm (2-in.) puede ser usado.
EL SALANDO Salando de muestras pueden ocurrir intencionalmente o involuntariamente. La saladura
intencional es la adición deliberada de valioso mineral a una muestra. La saladura involuntaria o normalmente inocente es el resultado de procedimientos de prueba descuidados o impropios.
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No importa cómo salando ocurre, los resultados pueden significar el fracaso de un proyecto después que muchos miles o incluso millones de dólares ha gastado a traer una propiedad en la producción.
7.3.EL PROCESAMIENTO O LAVADO DE LAS MUESTRAS
EL LAVADO DE LA MUESTRA
Una vez una muestra se ha tomado de un depósito aluvial; debe lavarse para separar el valioso mineral del material desechado. Entonces, el valioso mineral así separado se pesa para determinar el valor de la muestra. La mayoría de los dispositivos para lavar usan algún tipo de superficie con rifles para retener los minerales pesados cuando el material más ligero se lleva lejano. En lavanderas secas, una corriente aérea flotar lejano el material más ligero mientras dejando atrás los minerales pesados. Ningún equipo de la producción, diseñado para la recuperación de minerales pesados, realmente recupera 100% del mineral. Debido a esto, es importante seleccionar un sistema para lavar muestras que indicará el volumen de mineral recuperable comercialmente de una muestra. Otros rasgos esenciales de un sistema para lavar muestras son el costo inicial bajo, el mantenimiento fácil, el transporte y la estructuración fácil, la aceptabilidad de una gama amplia de tamaño de material, el lavado eficaz de la muestra, el uso eficaz de agua disponible, la habilidad de procesar las muestras grandes y pequeñas, la buena recuperación de mineral, la facilidad y velocidad de limpiadura, y la fiabilidad.
EL EQUIPO PARA LAVAR LA MUESTRA
LA BATEA DE MINERO: La antigua batea del oro todavía es el dispositivo ampliamente usado por lavar muestras
de pequeño depósito aluvial. La batea está bien preparada para lavar muestras pequeñas pero no
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se satisface bien por manejar muestras más de 13.6 kg (30 lb) o si muy frecuentemente se toman las muestras.
EL CANELÓN: Un canelón generalmente se define como un largo canal de madera o de metal equipó con
rifles a través del canal donde el material aluvial se lava para recuperar los minerales pesados. Los canelones a veces, pero erróneamente, son llamados "long toms". La función de rifles en un canelón es de retardar el movimiento de minerales pesados que mientras permite establecer los flujos de materiales más ligeros a través del canal. A menudo, la alfombra se usa bajo los rifles para aumentar la recuperación de oro fino. En algunos funcionamientos, el mercurio se pone en los rifles para reforzar la recuperación de oro.
EL MECEDORA: Una mecedora es un corto riegue, como el canelón, con apoyos atravesado encorvados
que le permiten ser mecido del lado al lado. Un flujo de agua, ayudado por el movimiento mecedor, lleva el material abajo del canal donde los minerales pesados son entrampados por rifles. Se han usado mecedoras casi unánimemente por lavar las muestras por la minería con dragas. Una mecedora requiere menos agua que un canelón y es capaz de recuperar oro muy fino.
LAS LAVANDERAS SECAS: Las lavanderas secas se usan en y regiones donde el agua es escasa y una planta de la
recuperación seca se propone para la producción. La lavandera seca usa unos bramidos a soplar aire a través de un canelón con un fondo poroso, causando el material más ligero progresar abajo mientras los minerales pesados se entrampan detrás de los rifles. Para que lavandera seca trabaje
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eficazmente, el alimento debe estar muy seco. El material húmedo, pegajoso no puede ser procesado hasta que está seco.
EL PROCESAMIENTO DE DATOS
EL REGISTRO DE MUESTRAS. Debe guardarse archivos exactos, sistemáticos para la evaluación apropiada del depósito
aluvial. Como un ejemplo, datos que deben grabarse en un registro cronológico cuando se taladra el depósito de oro aluvial incluye: 1) El nombre de la propiedad. 2) La ubicación. 3) La fecha. 4) El número de línea de agujeros. 5) El número del agujero. 6) La elevación de cuello de agujero. 7) El tiempo (Un resumen de tiempo consumió taladrando, tirando, moviendo, reparaciones, etc.). 8) La profundidad del zapato del encajo para cada intervalo de la muestra. 9) La profundidad de bombear para cada intervalo de la muestra. 10) La profundidad total del agujero. 11) El levantamiento del centro en la cañería para cada empuje. 12) El centro extraído de la cañería después de bombear, es decir, el espesor del tapón extraído. 13) La longitud de centro extraído. 14) El volumen de balde para medir.
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15) La clasificación de colores (cuenta el número de No. 1, 2, y 3 colores). 16) La estimación del peso de oro basado en la cuenta de colores. 17) La formación (nota las características físicas visibles de la formación a taladrada). 18) La profundidad y naturaleza de sobrecarga. 19) Labor usó. 20) La profundidad de la grava que paga. 21) La profundidad al lecho de roca. 22) La naturaleza de lecho de roca. 23) El espesor de zona que paga. 24) El diámetro del zapato del encajo. 25) El volumen teórico de centro extraído. 26) El volumen real de centro extraído. 27) El peso de oro recuperó en miligramos. 28) La fineza del oro. 29) La constante del zapato usada en los cálculos. 30) El valor en los miligramos, gramos o centavos por el metro cúbico (yarda cúbica). 31) El precio de oro usó en cálculos si se usan centavos por volumen. 32) la firma del taladrador, bateador, y auxiliador. Es esencial de guardar archivos detallados porque ellos serán usados a determinar el valor del depósito así como para determinar su rentabilidad. También se usará la información incluida en los registros cronológicos del taladro para seleccionar el método minero.
LOS VALORES
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En los países de cultura británica (Estados Unidos, Canadá, Guyana, Suráfrica, etc.) el volumen de material de depósito aluvial se informa siempre como banco las yardas cúbicas. Internacionalmente, se usan gramos o miligramos por el metro cúbico. El valor de oro en depósito aluvial se informa en centavos por la unidad de volumen, así como en miligramos de oro por la unidad de volumen. Los mineros de la veta usan centavos, miligramos, onzas o quilates por la tonelada. Eso es una mala unidad para informar la calidad del depósito aluvial. También se informa la fineza de oro y el precio usó en la determinación del valor. Se informan los minerales, otros que los metales preciosos, en kilogramos por el metro cúbico (libras por la yarda cúbica), por ciento, o la unidad particular usó habitualmente para el mineral en cuestión. Para los diamantes se usa los quilates y puntos por la unidad del volumen. En algunos casos, como la estimación del depósito par intersecciones, se usa la cantidad o el valor por la unidad de superficie.
LA DIVISIÓN DE MUESTRAS Cuando se toma la muestra de oro, u otro mineral de alto valor, nunca debe dividirla o
debe reducirla antes de la determinación del valor para cualquier método. Cualquier esfuerzo por dividir una muestra por reducir su volumen rendirá los resultados del ensaye erráticos. Al tratar con los minerales de fino tamaño del depósito aluvial, que tiene un bajo valor por la unidad, una reducción del tamaño de la muestra por mezcla y división es un procedimiento aceptable.
LOS PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO A esto momento, se necesita discutir los procedimientos para determinar el valor de una
muestra. La única manera correcta de determinar la cantidad de valioso mineral en una muestra de depósito aluvial está pesándolo. Después el volumen y el peso de la muestra total tomada han sido determinados, la cantidad del valioso mineral en la muestra es pesada.
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Después que el volumen de la muestra y la cantidad de mineral valioso ha sido determinado, un valor puede ponerse entonces a la tierra representada por esa muestra. Debe notarse que las muestras de depósito aluvial nunca deben ser ensayó por fuego, o el AA (absorción atómica). El único tiempo que ensayar por fuego es aceptable es para determinar la fineza del oro.
LA ESTIMACIÓN Y VALORACIÓN DE RESERVA DEL DEPÓSITO ALUVIAL
Después de que las muestras han sido reunidas, han lavadas, y han ensayadas, pueden estimarse las reservas de un depósito. Hay muchos métodos disponibles para la estimación de reserve del depósito aluvial. Algunos de éstos son los métodos del bloque, del triángulo, del poligonal, de la intersección, y del diamante.
EL MÉTODO DEL BLOQUE El valor por el método del bloque se calcula como sigue:
1) Calcula el volumen de cada bloque, la longitud veces la anchura veces la profundidad. 2) Multiplique el volumen por el valor por el metro cúbico (yarda cúbica) de cada bloque, 3) Calcula la suma proporcionada de todo para obtener el valor total. 4) Calcula el valor promedio dividiendo el total en paso 3 por el volumen total para obtener el valor por el metro cúbico (yarda cúbica).
EL MÉTODO DEL TRIÁNGULO El valor por el método del triángulo se calcula como sigue:
1) el volumen iguala el promedio de profundidades de los tres agujeros de taladro veces el área del triángulo. 2) la cantidad promedia de oro es igual al valor de oro de cada uno de los tres agujeros veces la
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profundidad de cada uno de los agujeros dividida por la suma de las profundidades de los tres agujeros. 3) el volumen total es igual a la suma de valores en paso 1. 4) la cantidad de oro total es igual al volumen total en paso 3 veces la cantidad promedia de paso 2. 5) el valor promedio es igual a la cantidad en paso 4 dividido por el volumen en paso 3.
EL MÉTODO POLIGONAL Cualquier método puede usarse para calcular los valores de polígonos. El valor para los
polígonos regulares se calcula como sigue: 1) El volumen total es igual a la suma de los volúmenes de los polígonos individuales. Encuentre el volumen de los polígonos multiplicando el área del polígono veces la profundidad del agujero del taladro. 2) la cantidad total de oro es igual a la suma de los valores de cada agujero veces el volumen del polígono correspondiente. 3) el valor promedio es igual a la cantidad total en paso 2 dividido por el volumen total en paso 1. El área de cada polígono irregular puede ser calculada usando un planímetro o dividiendo el polígono en los triángulos o rectángulos.
EL MÉTODO DE LA INTERSECCIÓN Este método es muy similar al del triángulo y puede usarse como una verificación:
1) el área de una intersección es el promedio de las profundidades de los agujeros veces la distancia entre los agujeros. 2) el volumen total entre dos intersecciones es el promedio de la suma de las áreas de intersecciones individuales, A y B, veces la distancia entre las intersecciones.
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3) la cantidad del oro de una sección, entes dos intersecciones, es la superficie de la sección veces el valor promedio de los valores de dos intersecciones. 4) la cantidad del oro total es la suma de las cantidades de oro de cada sección. 5) el valor promedio es el valor en paso 4 dividido por el valor en paso 2.
EL MÉTODO DE DIAMANTES El método de diamantes es muy igual al de triángulos. El agujero del taladro se localiza al
centro del diamante, y la mitad de la distancia de los ápices entre los agujeros del taladro en líneas adyacentes. Este método se usa mejor para los agujeros regularmente espaciados. El área total es igual a la suma de todos los diamantes que pueden tratarse como triángulos correctos para todos los propósitos prácticos: 1) el volumen total iguala el área de cada diamante veces la profundidad de cada agujero a través de la zona que paga. 2) el valor de oro total es igual a la suma del valor del oro en cada agujero veces el volumen de cada diamante. 3) para encontrar el valor por el metro cúbico (yarda cúbica), divida el valor en paso 2 por el valor en paso 1.
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DRAGADO O MINERIA HIDRAULICA El dragado o minería hidráulica es un proceso que consiste en escarbar depósitos de placeres bajo el agua por una serie de mecanismos (rotación de un cabezal cortador y una turbina de succión). En un ambiente acuático, la disgregación y extracción de suelo de un lugar, su elevación, transporte y deposición en otro lugar respetando en todo el proceso las limitaciones ambientales Ambiente acuático se refiere a que el dragado se puede efectuar en el mar, en estuarios, en ríos, en lagos, en embalses. Los sedimentos a extraer se encuentran bajo agua a profundidades variables desde pocos metros de profundidad hasta más de 100m de profundidad. El incremento de la profundidad a la que se realizan operaciones de dragado es una de las características de los últimos años y ha tenido un gran efecto sobre el diseño de las dragas. La disgregación del material se efectúa por diversos medios de acuerdo al tipo de draga. La elevación del material desde el fondo hasta la superficie se puede realizar por medios mecánicos o hidráulicos de acuerdo al tipo de draga que se utilice El transporte del material dragado puede realizarse:
Por tuberías.
Mediante la cántara de la draga.
Con barcazas.
El lugar de descarga es uno de los elementos que más influyen en el costo de dragado. Define la distancia de transporte y el método de transporte y puede ayudar a definir el tipo de draga. La deposición puede efectuarse:
En tierra.
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En zonas de aguas de mayor profundidad.
Las limitaciones ambientales están dadas por las condiciones de los materiales a dragar y por las características del medio acuático. Hay una tendencia mundial muy fuerte a extremar las precauciones para no producir impactos ambientales desfavorables. El dragado de sedimentos no contaminados, en general, no produce impactos ambientales significativos, no obstante lo cual hay que hacer un esfuerzo muy grande para demostrarlo.
PARA QUE SE DRAGA
La obra de dragado puede ser una obra específica donde el objeto principal es ejecutar un dragado o parte de una obra civil de mayor importancia donde la obra de dragado es una parte de la obra principal ¿Por qué se realiza el movimiento de suelos de un lugar a otro? Existen una serie de situaciones donde es necesario realizar tareas de dragado. Se realiza un listado a continuación indicando en algunos casos ejemplos representativos:
DRAGADO DE CANALES DE ACCESO Y VÍAS NAVEGABLES.
Esta es una de las aplicaciones más comunes y conocidas de las obras de dragado. En todos los países del mundo hay requerimientos de dragados de apertura, (capital dredging) y dragados de mantenimiento.
DRAGADO DE APERTURA
Se denomina en inglés “capital dredging”. Cuando se materializa el proyecto de un canal
de navegación hay que dragar por primera vez el material que excede el gálibo del proyecto. Las características del suelo a dragar son las características del suelo “in situ”. Este dr agado se realiza por única vez.
DRAGADO DE MANTENIMIENTO
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Una vez finalizado el dragado de apertura del canal de navegación se requiere efectuar un mantenimiento periódico del mismo debido a la sedimentación que se produce de los sedimentos transportados por la corriente de agua. Estos sedimentos son granulares, medianos a finos, o limo arcillosos. Son diferentes al material “in situ” que se dragó la primera vez. Por ello los equipos a utilizar son, habitualmente, diferentes. Ejemplos de obras de estas características pueden ser el canal de acceso al Puerto de Rotterdam que se mantiene a 72 pies, el canal de acceso al Puerto de Houston, y en la Argentina el ejemplo más importante es la vía navegable troncal desde el Océano hasta Santa Fe.
CONSTRUCCIÓN DE PUERTOS
La realización de obras portuarias exige la excavación de las dársenas y zonas de giro y el relleno de las zonas de muelles. Cuando el material es apto se trata de compensar volúmenes de excavación y relleno. Esta excavación es más eficiente y económica realizarla mediante dragas avanzando y abriendo camino desde el agua.
MEJORAMIENTO DE LAS REDES DE DRENAJE
Las redes de drenaje naturales, o sea, ríos y arroyos necesitan un mantenimiento en forma periódica. Por lo tanto para mejorar el escurrimiento se dragan los ríos, aumentando la sección transversal, efectuando correcciones de márgenes o construcción de obras de márgenes.
PROYECTOS DE RELLENO DE ÁREAS En inglés se denomina reclamation. Las áreas elegidas sobre la costa o en bahías se rellenan mediante material traído desde zonas de préstamo que pueden estar ubicadas a grandes distancias de navegación. Posteriormente se utilizan estas áreas recuperadas para instalar aeropuertos, carreteras, áreas residenciales o industriales.
PARQUES TEMÁTICOS
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Las obras de relleno a esta escala son caras por lo que el destino final de los terrenos debe ser comercialmente muy atractivo. Un caso interesante es el relleno de la bahía denominada Penny’s Bay realizado en Hong Kong para la instalación de un Disney World. Se recomienda la
lectura del artículo sobre el tema publicado en PIANC 2002 con los detalles. El video sobre la construcción del relleno es muy ilustrativo
ÁREAS RESIDENCIALES
En la Argentina se han construido una serie de countries en la zona norte del Gran Buenos Aires recurriendo al dragado de lagunas interiores en terrenos de grandes dimensiones para utilizar el material como relleno de terrenos utilizados posteriormente como áreas residenciales.
CONSTRUCCIÓN DE ISLAS ARTIFICIALES
Se han construido islas artificiales con diferentes objetivos entre los que se pueden mencionar:
Para explotación de petróleo en el ártico (Canadá).
Aeropuertos.
8.1. MINERÍA CON DRAGAS.
INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO GENERAL DE DRAGADO.
Las dragas son equipos destinados a la excavación de materiales sueltos o poco consolidados que se encuentran bajo una lámina de agua. Trabajan realizando una excavación subacuática del material. El recubrimiento de agua puede ser natural o provocado por el hombre con el fin de usaresta técnica.
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Es posible explotar yacimientos aluvionares, realizar los desmontes previos de depósitos donde los materiales superficiales están poco consolidados y existe agua en las proximidades. Minería marina para la extracción de áridos o recursos de alto valor. Las condiciones para la aplicación son:
Resistencia del mineral: en depósitos de tipo placer, los granos de mineral deben ser más pesados que el estéril (suelo poco consolidado, o con una matriz de gravas y arenas sin casi cohesión).
Resistencia de los estériles: materiales sueltos.
Forma del depósito: aluvionar, tabular, banco o playa.
Inclinación del yacimiento: preferiblemente horizontal, con una pendiente máxima del 2% al 6%.
Tamaño del depósito: con una potencia de intermedia a grande,de 8 a 60 m.
Ley del mineral: puede ser muy baja.
Profundidad: muy superficial y pequeño recubrimiento.
8.2.VENTAJAS E INCONVENIENTES
VENTAJAS:
Equipos de alta productividad.
Costes de operación bajos.
Requieren poca mano de obra.
Buena recuperación, pero acompañada de alta dilución.
Operación continúa en la mayoría de los equipos.
INCONVENIENTES:
Fuertes impactos ambientales.
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Necesidad de agua, de 3.000 a 4.000 l/m3 de material explotado. Campo restringido a materiales poco consolidados o fácilmente disgregabas bajo el ataque hidráulico o combinado.
Alta inversión de capital con equipos grandes.
Poca flexibilidad y selectividad.
8.3.PRÁCTICA OPERATIVA DEL DRAGADO. Se efectúan cortes paralelos al eje principal del depósito o transversales al mismo, con una o más unidades de dragado para hacer frente a los cambios en las leyes y tipos de minerales, o incluso para alcanzar los niveles de producción requeridos. El dragado transversal tiene ventajas en depósitos anchos en los que el mineral se extiende más allá de los límites supuestos. El inconveniente: las cuñas que se abandonan entre los cortes sucesivos para evitar la dilución con los residuos almacenados de los cortes anteriores (hasta un 5% de las reservas totales), el tiempo invertido en los extremos en cada comienzo del ciclo. Pueden minimizarse, con dragas para depositar lateralmente los residuos en un punto alejado. El dragado longitudinal puede efectuarse con varios frentes para cubrir la anchura total del depósito. Cada frente se avanza de 10 a 15 m cada ver, invirtiendo en el traslado de uno a otro entre 10 y 15 minutos. Los residuos se viertes por detrás en puntos alejados para permitir el libre movimiento de la draga. Al no dejarse ningún macizo intermedio no existen, pérdidas de mineral.
8.4.TIPOS DE UNIDADES Y PRÁCTICA OPERATIVA CORRESPONDIENTE. Se pueden clasificar en dos grandes grupos:
A)
MECÁNICAS:
1. DE CUCHARA. OPERACIÓN CONTINÚA. 37 | P á g i n a
Excavadora de gran capacidad, accionada por medio de cables. Estos equipos son idóneos para trabajar con materiales duros y para extraer grandes bloques, de ahí que se combinen con unidades rompe-rocas para extraer los fragmentos de roca desprendidos. La cuchara describe en un plano vertical un arco que, con la ayuda de los dientes. La draga de cuchara de almejas está compuesta por una grúa que sostiene mediante cables una cuchara de almejas montada sobre un pontón. La cuchara se deja caer hasta el fondo donde penetra por su propio peso. Se cierra y por efecto de corte excava el material del fondo. Se eleva verticalmente la cuchara llena y el material se dispone en barcazas ubicadas al costado del pontón que son las que llevan el material al lugar de descarga. Una vez descargada la cuchara vuelve a su posición y recomienza el ciclo de dragado. Una ventaja de las dragas de cuchara es su capacidad para dragar en aguas relativamente profundas pues la limitación de la profundidad alcanzable está dada por la capacidad del tambor del guinche. Estas dragas son habitualmente no propulsadas y se mantienen en posición con un campo de anclas o a veces con pilones.
2. DE CANGILONES. MATERIALES SUELTOS EN BOLOS. Las dragas de cangilones son de un diseño muy antiguo y en un tiempo tenían una participación importante en la flota de dragado de Europa. La draga utiliza una serie de cangilones montados sobre una cadena que gira indefinidamente y se conoce como rosario de cangilones. Al girar la cadena los cangilones excavan el material del fondo, lo elevan con el cangilón en posición vertical hasta la parte superior de la escalera y luego vuelcan el material en una rampa al rotar el cangilón. El material se descarga en barcazas para ser transportado al lugar de deposición. La draga de cangilones tiene un proceso prácticamente continuo de excavación. La draga de cangilones puede ser utilizada para dragar un amplio rango de materiales incluyendo rocas blandas. Pueden en algunos casos ser autopropulsadas. En la actualidad han
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caído en desuso pues su producción es relativamente baja comparada con otras dragas, necesitan un campo de anclas para la sujeción del pontón que obstaculiza el tráfico de buques y son muy ruidosas durante la operación.
4. DRAGA TIPO RETROEXCAVADORA (BACKHOE) La draga tipo retroexcavadora se está usando cada vez más dentro de las operaciones de dragado. Está compuesta por una retroexcavadora como las utilizadas en trabajos de tierra firme montada sobre un pontón habitualmente no autopropulsado que se mantiene en la posición mediante pilones. El material se excava del fondo y se coloca en barcazas. Presentan algunas limitaciones con las profundidades a dragar pero hay nuevos modelos que están aumentando la profundidad de dragado Figura 5.3 – Croquis de una draga tipo retroexcavadora Las dragas tipo retroexcavadora pueden dragar un amplio rango de materiales tales como arenas, arcillas, grava, cantos rodados y roca fracturada. También roca sana moderadamente dura.
5. DRAGA TIPO PALA (DIPPER) Esta draga consiste en una pala cargadora montada sobre un pontón con muchas similitudes con la draga tipo retroexcavadora. Se colocan dientes en el labio de la pala para hacerlas mas eficientes en el dragado de materiales duros. Se eleva el material y se descarga en barcazas abriendo el fondo del balde. Estas dragas son capaces de dragar rocas duras y materiales muy compactados. Tienen algunas limitaciones en lo que hace a profundidades a dragar. Mucho del trabajo que se ejecutaba mediante estas dragas se ejecuta en la actualidad mediante dragas tipo retroexcavadora.
B) 1.
HIDRÁULICAS:
DRAGA DUSTPAN
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La draga Dustpan es una draga que se utiliza en grandes ríos como el Mississippi o el Paraná. En nuestro país a caído en desuso. La operación de dragado se realiza desde un pontón mediante un cabezal que se baja desde la proa y que tiene forma de cabezal de una aspiradora y de allí su nombre en inglés. Produce la succión mediante bombas centrífugas y ayuda a la formación de la mezcla de agua y sedimento mediante chorros de agua ubicados en el cabezal. El material se descarga por medio de una tubería corta en zonas del río que tengan capacidad de transporte. Estas dragas dragan materiales no consolidados de reciente deposición con espesores pequeños en grandes áreas.
2.
DRAGA POR INYECCIÓN DE AGUA La draga por inyección de agua utiliza chorros de agua a presión para fluidificar el
material de fondo a remover creando una corriente de turbidez. Esta corriente de turbidez se desplaza por medio de las corrientes existentes en el lugar. Se utiliza fundamentalmente para dragado de mantenimiento en puertos con equipos de pequeñas dimensiones. Es un procedimiento de bajo costo que está limitado al dragado de limos, arcillas no consolidadas y arenas finas.
3.
DRAGA DE SUCCIÓN SIMPLE La draga de succión simple consiste en un barco que tiene un tubo de succión que
desciende hasta el fondo y que mediante la succión producida por las bombas centrífugas eleva la mezcla de agua y material hasta la superficie. La operación se realiza con el barco fondeado. La profundidad a alcanzar depende de la longitud del tubo de succión y para incrementarla la bomba centrífuga puede estar montada sobre el tubo de succión. Las dragas pueden tener cántara propia donde descargan el material o pueden descargarlo a barcazas o enviarlo mediante una tubería. Estas dragas son muy efectivas para dragar materiales no consolidados como arenas y
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gravas y se utilizan mucho en operaciones de dragado de materiales para la construcción. El resultado del dragado es un pozo en el fondo con forma de un cono invertido.
4.
DRAGA DE SUCCIÓN POR ARRASTRE Las dragas de succión por arrastre (TSHD) son barcos autopropulsados que tienen
cántaras en las que se coloca el material dragado. El dragado se efectúa mediante tubos de succión ubicados a los costados de la draga que se bajan hasta ponerlos en contacto con el fondo. El dragado se efectúa con la draga navegando a bajas velocidades. La succión de la mezcla de agua y sedimento se efectúa mediante bombas centrífugas que pueden estar ubicadas en la bodega del buque o en el tubo de succión para aumentar la profundidad de dragado. El cabezal de dragado que está en contacto con el fondo tiene un diseño muy elaborado. A los efectos de aumentar la capacidad de disgregar el material de fondo al cabezal de dragado se le pueden adicionar dientes o chorros de agua de baja o alta presión. Las dragas de succión por arrastre son muy flexibles en lo que hace a los tipos de material que pueden dragar, las posibilidades de disposición del material dragado y la posibilidad de trabajar tanto en aguas protegidas como no protegidas. Por estos motivos las dragas de succión por arrastre han tenido un gran desarrollo en lo que hace a tamaños de los equipos e incremento de su participación en la flota de dragado mundial.
8.5.PLANTA DE TRATAMIENTO EN TODAS LAS DRAGAS:
Sobre ella misma.
Sobre una plataforma flotante en las proximidades.
En el terreno.
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RECUPERACION DE ORO DE PLACERES 9.1.EXPLOTACIÓN DE PEQUEÑOS PLACERES El método se basa en el principio de utilizar la fuerza de gravedad, como medio de concentración para separar los granos de minerales de diferentes pesos específicos, que existían en la graba a tratar, cuando estos granos se encuentran suspendidos en un medio liquido en turbulencia. En esta acción los granos de minerales más pesados, tienden a hundirse hacia el fondo del vaso que los contienen, los livianos son arrastrados por la corriente del líquido en turbulencia. En la explotación de pequeños yacimientos aluviales o placeres se usan los siguientes métodos: la batea, la criba y el sluice.
LA BATEA:
La operación más sencilla en la explotación de un yacimiento aurífero es el efectuado por la batea por ser ese el instrumento más simple, ya que consta de una sola pieza y es manipulada por un solo operario. La batea es un plato de acero o de madera de 25 a 55 centímetros de diámetro y de 5 a 7.5 centímetros de profundidad con los bordes inclinados de 30 a 40 grados respecto a la horizontal. En la operación la batea se llena de arena, grava o tierra aurífera se inmerge en agua corriente y se hace girar los más rápidamente posible hasta que la arena fina y la arcilla, sean separadas de la acción combinada de la fuerza centrífuga y del agua, también para provocar que las partículas pesadas al separarse de la masa se vayan al fondo, los livianos se desprendan por el borde de la batea con el movimiento circulatorio de la masa en suspensión. Al fin de la operación los granos de oro se encuentran en el fondo de la batea, asociado con otro mineral pesado.
LA CRIBA:
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El cribado o tamizado es una operación de distribución, en la que una mezcla de minerales de diferentes tamaños y de distintos pesos específicos separados en fracciones, por la acción de una corriente de agua sobre una grava aurífera colocada sobre un tamiz o criba en una tolva. La criba consiste de una caja pequeña , cuadrangular, alargada sin tapa, abierta en cuya parte superior hay un tamiz formado por una lámina de plancha de hierro por agujeros y debajo del cual se encuentra una segunda caja dividida en compartimientos, hechos con travesaños de madera o de acero, llamados también rifles; En la primera caja cae un chorro de agua sobre el material aurífero o grava, los fragmentos mayores que admiten el tamiz son rechazados y separados mecánicamente al comienzo de la operación. Los fragmentos de dimensiones menores a los del tamiz, son arrastrados por la corriente de agua a un conducto y de allí al piso inclinado de la caja, con los rifles o lonas donde quedan atrapados los pequeños granos de oro que corren en la parte inferior de la corriente de agua; el material restante continua en la parte superior y es expulsado con la corriente de agua. El material retenido en los rifles es sometido a un lavado en una cubeta especial para recobrar el oro. Durante la operación el aparato o criba puede recibir movimientos, impulsos manuales o mecánicos que completan la acción de la corriente del agua. Figura 3: Criba o mecedora usada en la explotación de oro a cielo abierto
Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, pag. 6
EL SLUICE:
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En los yacimientos aluviales auríferos o placeres llanos, la utilización de sluices o canales es el método más simple y más barato a emplear, de fácil construcción, fáciles de transportar de un lugar a otro, de buen rendimiento, simple de operar y no requieren obreros especializados en su operación. El sluice es un largo cajón, por lo general de madera, inclinado en una proporción de 1 a 20 grados, por donde corre rápidamente agua arrastrando la grava aurífera. El oro y cualquier otro mineral pesado, es retenido por una serie de rifles convencionalmente dispuesto a lo largo del piso del sluice. La longitud del sluice debe ser tal, que permita la desintegración de la grava y la liberación de las partículas de oro. En las pequeñas operaciones de placer las gravas son vaciadas directamente en las cabeceras de los sluices. Las gravas extraídas del placer son transportadas al sitio del sluices en carretillas. En las operaciones de mayor envergadura, el transporte de las gravas a la localidad de los sluices se hace por medios mecanizados más complejos. Figura 4: Detalles del sluice.
Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, Fig. 7, pág. 65
EXPLOTACIÓN DE GRANDES PLACERES:
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Los métodos mecánicos en la explotación de grandes placeres auríferos se utilizan: monitores, niveladores, moto traíllas, tractores y excavadores, tales como palas mecánicas, dragalines y dragas ayudadas según los problemas locales por bombas, camiones y botes.
EXPLOTACIÓN HIDRÁULICA:
Utiliza el agua bajo presión, que pasa a través de un monitor o boquilla para arrancar y trasportar la grava de los placeres al sluice, donde son arrastradas y lavadas por la misma agua de presión. El método de explotación hidráulica es un método barato si se dispone de agua abundante y si no existen inconvenientes por enturbiar los ríos del área. Monitores gigantes generalmente son empleados para producir intensos chorros de agua que arrancan y mueven la sobrecarga de sedimento que cubre el placer así como a las gravas, una vez que esta operación es alcanzada. Figura 5: Monitor gigante.
Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, Fig. 8, pág. 66
EXPLOTACIÓN POR PALA MECÁNICA:
la pala mecánica es una máquina excavadora que generalmente es propulsada por sus propios motores sobre orugas, ruedas de cauchos o a veces rieles. Esta máquina está equipada de un brazo-pala con un cucharón en su parte externa; los mecanismos que gobiernan las aberturas y cierres de las barbas del cucharón, así como los sistemas de cables que gobiernan los movimientos de las palas se encuentran montados en una estructura capaz de girar sobre sí
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misma. La pala mecánica puede dar alta producción y puede manejar todo tipo de material incluyendo grandes bloques. Requiere de equipos adicionales como camiones para transportar el material extraído, es de movilidad limitada y está sometida a rígidas condiciones operativas. Figura 6: Pala mecánica, explotación de placeres a cielo abierto.
Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, Fig. 9, pág. 67
EXPLOTACIÓN POR DRAGALINA:
La dragalina es una pala de cable o cuchara de arrastre que utiliza una larga pluma reticular, dos cables de tiro se colocan dentro del área a excavar, el cable de arrastre tira de la cuchara hacia la máquina por su peso, de forma que se llene por si misma; una vez llena es izada por medio del segundo cable y es llevada con un giro de la máquina hacia el sitio de descarga donde es vaciada. La dragalina es utilizada para excavar a largas distancias en terrenos húmedos o fangosos, donde las traíllas o las explanadoras no pueden ser utilizadas. Figura 7: Dragalina,explotación de placeres a cielo abierto.
Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, Fig. 10, pág. 67
EXPLOTACIÓN POR DRAGAS:
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La draga es una excavadora flotante que se emplea en la explotación de placeres en el fondo de ríos o en una extensa área cubierta por agua. El tipo de draga más corriente utilizado en la explotación de placeres, es el de “draga cuchara “. Es una grúa de cuchara montada en un
barco o pontón apropiado. Consiste Cons iste de una cuchara articulada en el extremo de un brazo braz o de ataque, que excava el material en el fondo y lo carga en gánguiles (barcos que vierten por el fondo), que se vacían en el lugar conveniente. Otra de las dragas mecánicas usadas es la “Draga Rosario “, que consiste de un barco con el casco provisto de una cobertura axial, por la cual baja
hacia el fondo del yacimiento una cadena sin fin provista de canjilones que rastrean el fondo del yacimiento, se llena de material suelto y lo vacían al subir, dan vueltas sobre el torno o rueda superior del arrastre del “Rosario”. Figura 8: Draga de garras, explotación de placeres a cielo abierto
Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, Fig. 11, pág. 68
EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA:
Los yacimientos auríferos que por la profundidad como se haya, no pueden ser explotados a cielo abierto, se han de trabajar mediante explotación subterránea. Antes del comienzo de una explotación subterránea, basadas en las posibilidades superficiales que presenta
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el yacimiento, es necesario tomar en consideración los siguientes factores: forma del yacimiento, magnitud, extensión superficial, potencia y buzamiento; naturaleza del relleno del yacimiento, sus propiedades y principalmente su dureza y resistencia; la resistencia de las capas del techo o del terreno de recubrimiento, así como también la profundidad en que se encuentra el yacimiento. La potencia y buzamiento tienen la máxima influencia en la elección del método de explotación. Para obtener estos datos, es necesario hacer una investigación geológica minera por medio de pozos, galerías, calicatas, socavones y sondeos, incluyendo los comienzos de labores mineras. El pozo que se utilice al principio para la investigación del yacimiento puede emplearse posteriormente para la extracción. Los trabajos de d e investigación tienen como finalidad determinar el carácter, extensión, potencia y riqueza del yacimiento, costo de instalación, la capacidad y costo de producción. El resumen de esta información señalarían las posibilidades económicas del yacimiento.
9.2.TRATAMIENTOS DE MENAS AURÍFERAS El oro esta difundido en la naturaleza tanto en la forma nativa como en combinación con otros metales. El oro nativo se presenta en forma de granos o partículas diseminadas en las vetas de cuarzo y de otras rocas, invariablemente con un bajo porcentaje de plata. Suele presentarse en pequeñas cantidades formando parte de varias menas de plomo, cobre y con menor frecuencia de zinc. El oro que se encuentra en combinación o disperso en un grado muy fino de una mena, no puede recuperarse con facilidad, f acilidad, a menos que se aplique alguno de los siguientes s iguientes procesos: Amalgamación, Cloruración, Cianuración, combinación de amalgamación por concentración de peso específico, Flotación en aire, Tostación y Cianuración.
TRITURACIÓN:
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Antes de que la mena pueda tratarse por algunos de los procesos antes citados, debe quebrarse y triturarse hasta alcanzar un grado de subdivisión tal que las partículas de oro queden en libertad, para que puedan concentrarse y luego ser sometidas a la acción de un disolvente.
AMALGAMACIÓN:
Cuando el oro limpio, entra en contacto con el mercurio liquido se amalgama, es decir el mercurio crea una aleación con el oro al entrar en contacto, y forma una partícula revestida de mercurio que tiene las propiedades superficiales de este metal. Estas partículas amalgamadas se adhieren a otras y forman una masa plástica de la cual se puede separar el oro por medio de una destilación.
CLORURACIÓN:
El proceso de cloruración para la recuperaron del oro ha caído en desuso; Se basa en el hecho que el cloro se combina fácilmente con el oro, para dar un cloruro soluble.
CIANURACIÓN:
Es el procedimiento más utilizado para extraer el oro de la mena. La cianuración emplea una solución diluida de cianuro potásico sódico para extraer el oro del mineral, que en algunos casos debe someterse primero a un tratamiento metalúrgico preliminar de flotación, tostación o ambos, una vez disuelto el oro, la solución se separa por filtración y el oro se precipita por la adición de polvo de zinc. El precipitado que contiene oro se funde al eliminar el zinc, y la aleación oro-zinc resultante, que contiene un 70 a 90 % de oro, se refina nuevamente.
FLOTACIÓN:
Este método es empleado para casi todos los sulfuros, para los minerales de bajo tenor y para minerales que requieran una molienda muy fina para poder ser liberados. liberad os. Es un proceso físico químico que consiste en la separación de partículas por adherencia selectiva de su
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superficie a una burbuja de aire o a un líquido. En muchos casos la adherencia es estimulada mediante reactivos químicos (sulfatante), los cuales modifican las superficies de las partículas activándolas. La partícula adherida a la burbuja de aire sube a la superficie a través de la pulpa y crea una espuma de la cual es extraído el concentrado (Suárez et al; 1991 en Ingeomin 2002). En el proceso de flotación, las partículas de la mena que contienen oro se recuperan en forma de concentrado, que se destina a la fundición o a la cianuración.
TOSTACIÓN-FUSIÓN:
Los concentrados obtenidos ya sea de la cianuración, flotación o amalgamación, se tratan por medio de tostación, seguido de fusión para obtener un “Bullion” de oro de bastante riqueza.
Este bullion suele ser impuro según el contenido de plata y cobre de la mena original; su ley oscila entre 750 y 900.
REFINACIÓN:
Para refinar el Bullion se emplea uno de los métodos siguientes:
Separación con ácido sulfúrico.
Separación con ácido nítrico.
Electrolisis.
Separación con gas cloro.
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CONCENTRACION GRAVIMETRICA DE ORO ALUVIAL Se basa en la diferencia de densidad entre las especies minerales a separar. Se utiliza particularmente en la concentración de minerales muy densos o muy livianos, dentro de una amplia gama de tamaños de partícula. Las partículas son separadas unas de otras utilizando la fuerza de gravedad o la centrífuga. Tanto la eficiencia de la operación, como la capacidad de los equipos, disminuyen rápidamente a medida que el tamaño medio de las partículas baja de 0.100 mm. Cuanto mayor sea la diferencia de densidad entre 2 minerales, más efectiva será su separación. Si parte de la ganga está todavía unida a partículas de mineral valioso, se disminuye su densidad específica y, por lo tanto, baja la eficiencia de la separación. Para una fácil separación debe haber una notoria diferencia en la densidad del mineral y de la ganga. Esto tiene su expresión en el Criterio de Concentración (Cc) que se expresa mediante la siguiente fórmula: Cc =
ℎ − −
(1)
Dónde: Dh = Densidad del mineral pesado. Dl = Densidad de la ganga. Df = Densidad del medio fluido. Si Cc > 2.5 la separación es fácil Cc < 1.25 la concentración por grave dad no es posible. Conforme este valor baja entre 2.5 y 1.25 también baja la eficiencia de la concentración. Además de la densidad, la forma y sobre todo el tamaño de las partículas influyen en su comportamiento en la concentración por gravedad. En el caso del oro, su alta densidad (más de 19 g/cm3) favorece la aplicación de estos procesos en su recuperación; sin embargo, debido a su
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maleabilidad, muchas veces el oro fino se presenta en forma de laminillas, lo que es desfavorable ya que en esta forma tiende a perderse flotando en el agua. Los usos más difundidos de la separación por gravedad, a nivel industrial, están en la recuperación de zircón, rutilo, ilmenita y monazita de arenas, así como también en la recuperación de oro aluvial, estaño, cromita, hierro, tungsteno, diamante, plomo y carbón. Los principales equipos utilizados en la concentración por gravedad son los siguientes: CANALES O “SLUICES”
Son equipos de concentración muy simples, que datan de épocas antiquísimas. Constan de un canal inclinado, de fondo plano, sobre el cual van rifles o barras fijados transversalmente a la corriente. Su tamaño varía entre 0,3 y 0,6 m de ancho y su largo entre 10 y 30 m. El ancho puede ser mayor a un metro si el canal está bien nivelado. Su principio de operación se basa en la creación, por medio de los rifles, de un asentamiento obstaculizado por la turbulencia en la pulpa. Existe una gran variedad de barras y de cubiertas de fondo del canal que afectan de algún modo la recuperación de partículas de oro fino y/o minerales pesados. En una de las figuras se presenta una canaleta típica y en la otra figura, se esquematiza una canaleta estrangulada, cuyo principio de separación se ha traducido en el diseño de equipos más sofisticados como son los conos Reichert. Figura 9: Canales.
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“JIGS”
En este tipo de concentrador gravitacional mecánico, una camada de partículas de diferentes tamaños, formas y densidades es fluidizada por flujos ascendentes de agua intermitentes, los que se traducen en movimientos oscilatorios verticales. Este proceso aprovecha la diferencia en la velocidad de sedimentación de los sólidos de distintas densidades y la diferencia de altura a que son impulsadas las partículas por efecto del movimiento vertical causado por el fluido. La primera parte del ciclo produce una sedimentación diferencial. Es decir, las partículas más pesadas caen más rápido y logran recorrer una mayor distancia que las más livianas. En la segunda fase se produce el fenómeno inverso. Aquí, el fluido al subir, da un impulso a las partículas y, por lo tanto, los granos más livianos alcanzan mayor altura. Después de repetidos impulsos se forma una camada de partículas ordenadas según su densidad. Las más densas se ubican en el fondo del lecho y las más livianas en la superficie. Se supone, en este razonamiento, que la franja granulométrica es bastante estrecha. La frecuencia de oscilación de un “jig” varía
entre 120 y 160 ciclos/min para pulpas gruesas y, entre 160 y 350 ciclos/min para pulpas finas. Lo esencial en el funcionamiento de este tipo de equipos es la estratificación de las partículas de diferentes densidades. Puede considerarse tres factores principales que contribuyen a la formación de estas capas:
Clasificación por sedimentación obsta culizada.
Aceleración diferencial al comienzo de la caída.
Consolidación de los estratos al final de la caída.
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La diferencia fundamental entre la sedimentación obstaculizada que ocurre en los “jigs”
con respecto a los clasificadores convencionales, es que en los primeros la mezcla sólido líquido es tan densa que se aproxima a un empaquetamiento de sólidos con un líquido intersticial. En los otros equipos, el líquido lleva un gran número de partículas en suspensión. Esta mezcla densa no puede mantenerse fija por mucho tiempo si no existe el espacio suficiente para que se produzca la ordenación de los sólidos. De aquí que las pulsaciones en el “jig” deben permitir que el lecho se expanda y compacte alternadamente, manteniendo esta
suspensión de alta densidad. A la vez deja a las partículas reordenarse según sus densidades. Teóricamente puede demostrarse que, inicialmente, las partículas más pesadas tienen una aceleración y velocidad mayor que las más livianas. A esto hay que agregar que si la repetición de las caídas es bastante frecuente y su duración lo suficientemente corta, las distancias recorridas por los diversos granos tendrán una relación más estrecha con su aceleración de partida que con sus velocidades terminales o máximas. Las variables más importantes consideradas en la operación de un “jig” son:
Abertura del tamiz.
Longitud y velocidad de la pulsación.
Cantidad de agua.
Profundidad de la cama
Velocidad de alimentación.
Granulometría de la alimentación.
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Figura 10: Jig tipo Denver. a) Pulsación y b) Succión
MESAS VIBRATORIAS Son equipos muy conocidos que emplean la fuerza de la gravedad. Su funcionamiento
está basado en la concentración por medio de un fluido laminar que se desliza a través de un plano inclinado. Además, utiliza el efecto de un movimiento recíproco horizontal que actúa en ángulo recto con respecto al flujo de la película líquida. Este sacudimiento de la mesa tiene una aceleración asimétrica. El resultado de esto es un transporte intermitente de las partículas a lo largo de la superficie de la mesa. En una de las figuras se esquematiza una mesa con indicación del flujo de los materiales del proceso. El otro principio auxiliar deriva del uso de rifles, ubicados en forma especial sobre la superficie de la mesa, los que producen una perturbación del flujo viscoso. La pulpa se divide en una corriente compuesta por una camada fluida, más o menos viscosa, en la parte superior y una turbulencia en el fondo del lecho. Es un efecto muy similar al de un “jig’. En la parte inferior se
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produce una concentración de las partículas más pesadas, las que viajan a través de los canales de los rifles en forma longitudinal.
Los granos más livianos, entre tanto, son arrastrados por la corriente superficial, en sentido transversal a la mesa. Los parámetros más importantes para la operación de una mesa vibratoria son:
Inclinación de la mesa.
Espesor de la película líquida.
Disposición de los listones o rifles.
Coeficiente de fricción entre los minerales y la cubierta.
Tipo de acanalado de la mesa.
Porcentaje de sólidos en la pulpa de alimentación.
Densidad de los sólidos, forma de las partículas, etc.
Figura 11: Mesa vibratoria.
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CONCENTRADORES DE ESPIRAL
El funcionamiento de las espirales está basado en el principio de concentración a través de un flujo laminar. Este fenómeno se fundamenta en el hecho que una partícula que se desliza en un canal circular a través de una película de fluido está sujeta, por lo menos, a cuatro fuerzas:
Fuerza gravitacional.
Fuerza centrífuga.
Empuje del líquido.
Roce contra el fondo del canal.
Cuando la pulpa corre hacia abajo por el canal en espiral de sección semicircular, cada partícula está sujeta a la fuerza centrífuga tangencial al cauce. Esta fuerza es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad del flujo e inversamente proporcional al radio en el cual está ubicada la partícula. La fuerza centrífuga empuja al líquido hacia la periferia de la espiral hasta que la corriente de la pulpa alcanza el equilibrio entre la fuerza centrífuga y la de gravedad. En tal caso la velocidad del flujo a través de la espiral decrece con la profundidad, siendo máxima en la superficie del líquido y tendiendo a cero hacia el fondo. Esta disminución proporcional de la aceleración es mayor en la cercanía del contacto con la superficie del canal, formando sobre él una película de fluido retardado por la fricción. Dicho efecto hace disminuir la fuerza centrífuga y, las partículas ubicadas en el fondo son llevadas hacia el interior del canal, mientras que las livianas son arrastradas hacia su periferia. En resumen, la fuerza resultante que llevará las partículas pesadas hacia el interior del canal y que transportará a las livianas hacia su exterior, es la resultante de las cuatro fuerzas nombradas al principio.
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Existen los modelos Humphrey y Reichert. Las variables de operación son:
Alimentación sobre 3 t/h de sólidos.
Densidad de pulpa sobre 60 % de sólidos en peso.
Granulometría de alimentación: 0.030 - 2 mm.
Volumen máximo de pulpa: 5 m3/h.
Flujo de agua: 3.5 -7.5 m3/h. Figura 12: Espirales Concentradores.
CONOS CONCENTRADORES REICHERT
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Un corte esquemático de estos equipos muestra el principio de funcionamiento el producto de alimentación en forma de pulpa con alta concentración de sólidos (65%) desciende por un tronco de cono invertido. Las partículas más pesadas (concentrado) circulan pegadas a la pared del cono, introduciéndose por un anillo periférico situado al final del mismo, mientras que las partículas más ligeras (estériles) pasan de largo, siendo recogidas en un tubo central. Este proceso vuelve a repetirse en etapas posteriores, según diferentes configuraciones del equipo, obteniendo finalmente tres o cuatro concentrados (de mayor ley los primeros) y un estéril final. El proceso realizado por uno de estos conos puede mejorarse mediante etapas sucesivas, como en los circuitos de flotación, instalándose etapas de desbaste, limpieza, afino y barrido de acuerdo al resultado final que se desee. Estos conos Reichert tienen una capacidad muy elevada que en ningún caso puede ser menor de 50 tm/h. Figura 13: Corte transversal del cono Reitcher.
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CONCENTRADORES CENTRÍFUGOS Son equipos que utilizan la fuerza centrífuga generada por la rotación a alta velocidad del depósito al que se alimenta el mineral en forma de pulpa. Uno de estos equipos es el concentrador Knelson que cuenta con un cono invertido, dotado en su interior con una serie de rebordes circulares. La rotación del cono desarrolla fuerzas del orden de 60 veces la fuerzade la gravedad. Al alimentar la pulpa se establece un lecho o zona de concentración donde las partículas más pesadas quedan atrapadas en el lecho. A través de unas perforaciones existentes en la pared del cono se inyecta agua para evitar la compactación del lecho y crear cierta fluidez que permita concentrar las partí- culas de mayor densidad. En una de las figuras se muestra un esquema del concentrador Knelson. Los equipos más grandes de este tipo pueden tratar hasta 90 tm/día. Últimamente estos equipos han sido automatizados. Los concentradores Falcon vienen en tres modelos, y cada uno en tres tamaños, con capacidades que van desde 0,4 hasta 180 t/hora de sólidos.
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CONCLUSIONES Hay muchas maneras de probar y muchos métodos para calcular el valor de un depósito aluvial. Es importante recordar usar cuidado durante las pruebas y seleccionar el método bien adaptado al tipo de ocurrencia que probase. También, usa el método cálculo de reserva que se aplica mejor a la configuración del depósito y el modo de la deposición. Nada reemplaza experiencia, no un libro costoso o el software avanzado. Cada deposito aluvial de oro, diamante o estaño tiene su propia personalidad, pero mayoridad de los depósitos aluviales en un área de la provincia geológica son similar. También, los depósitos aluviales formados en los climas fríos como Alaska o Yukon, son muy diferente de depósitos aluviales tropicales formados bajo los procesos del laterization. Un punto extrañó a menudo (durante un tiempo) por un geólogo en nuevas tierras de la caza. El factor de corrección: Muchos sistemas existen pero una aplicación estándar llevará para un error acumulado abajo o encima de la estimación del depósito. El aceptable es de estar dentro de 10% abajo de la realidad, así que controle el optimismo.
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