Práctica 3 Determinación Del Angulo de Reposo

Escuela de ingeniería metalúrgica y ciencia de los materiales 

LABORATORIO DE PROCESO DE MINERALES 1 PRÁCTICA 3 DETERMINACIÓN DEL ANGULO DE REPOSO DE MINERALES

PRESENTADO POR: JOHANA PAOLA LOZANO ANAYA ANDREA BALLESTEROS CARLOS DANIEL CLAVIJO JUAN DAVID APARICIO VALDEZ KEVIN FERNEY HERNÁNDEZ VÁSQUEZ

PRESENTADO A: PROFESOR WALTER PARDAVE LIVIA

FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: 13 DE JUNIO DEL 2016

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS FISICOQUIMICAS PROGRAMA DE INGENIERÍA METALÚRGICA Y CIENCIA DE MATERIALES BUCARAMANGA-COLOMBIA 2016


1. INTRODUCCIÓN El ángulo formado entre la generatriz del cono y su base se denomina ángulo de reposo. Este ángulo se forma cuando un montículo del suelo se mantiene estable sin que se produzca una falla por deslizamiento, y es justo ahí donde radica la importancia del ángulo de reposo en la industria de la minería. En la práctica el ángulo de reposo juega un papel fundamental en la estimación de valores máximos de inclinación de masas de suelos que aseguren que no habrá deslizamiento; este ángulo de reposo es diferente para cada material y es independiente de la altura o tamaño de montículo, también es de gran importancia en el desarrollo de nuevos procesos de productividad y costos de operación.

2. OBJETIVOS 

Calcular el ángulo de reposo de la galena bajo la influencia de la adición de ciertos porcentajes de finos.



Observar, entender y deducir las consecuencias producidas por la variación de los porcentajes de finos y la humedad en la determinación del ángulo de reposo.

3. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS


Los equipos y materiales para cumplir con los objetivos de la práctica se listan a continuación:     

Muestra de mineral. Serie de tamices. Embudo y soporte. Paño y escuadra. Balanza electrónica.

4. FUNDAMENTO TEÓRICO

Ángulo de reposo Es el máximo ángulo que se forma entre la pendiente de un polvo acumulado en forma de cono y un plano horizontal. Es un ensayo simple que nos permite estimar las propiedades del flujo de un polvo o granulado. Se considera como una medida de la movilidad de las partículas y de la cohesividad entre ellas. Tabla

1.

Propiedades

del

flujo

según

su

ángulo

de

reposo.

Fu ente: http://es.scribd.com/doc/97296014/Angulo-de-Reposo-2010-1#scribd Los factores que afectan el ángulo de reposo son: 

Forma: Las partículas esféricas tienen muy buen flujo, contrario a lo que sucede con las partículas que son muy irregulares. Por esta razón, es de esperarse que los polvos o granulados formados por partículas lisas o esféricas presenten ángulos de reposo muy pequeños y viceversa (Peschl, 1989).




Tamaño: Si se toma el tamaño independiente de la forma y densidad de la partícula, se puede esperar que las partículas con tamaños inferiores a 75 µm no fluyan libremente debido a su alta cohesión y que las partículas con tamaños en el rango de 250 -2000 µm tengan muy buen flujo.



Humedad de equilibrio: Si es superior al 5% el flujo se restringe.



Fuerzas de cohesión y de rozamiento: Estas influyen enormemente en la forma del cono, especialmente si se trata de partículas finas. Para disminuir esta cohesión y rozamiento, se utilizan algunos materiales llamados lubricantes que se adicionan al polvo o granulado en cantidades muy pequeñas (<5%).

5. PROCEDIMIENTO Este laboratorio consistió en determinación del ángulo de reposo de un mineral, se comenzó con la toma de una muestra representativa de Galena, la cual fue tamizada para lograr la obtención de 1000 gramos, luego se procedió a introducirla sobre una cono, cuya función fue dejar fluir la galena para que cayera en forma de pirámide, esto permitió la medición del ángulo de reposo, la variación de la práctica se debía al porcentaje de Galena fina agregado sobre la cantidad inicial y a la variación de humedad. Inicialmente se debe proceder a tomar una muestra representativa de mineral (en este caso utilizamos galena) de aproximadamente 500 gramos para ello utilizamos el método de cuarteo de rifles; por otra parte mediante del uso de los respectivos tamices se procede a obtener 80 gramos aproximadamente de finos de galena. Se debe realizar el montaje del embudo como se muestra en la siguiente figura1. Figura 1. Montaje del embudo y soporte.

Fuente: http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/moodle/mod/resource/view.php? inpopup=true&id=129964 

Se procede a verter los 1000 gramos de galena por el embudo de tal manera que se forma una especie de pirámide o cono.




Para la variación de finos, se tomaron las medidas de las dimensiones anteriormente mencionadas para porcentajes 0, 1, 2, 4, 8, 16%.

6. RESULTADOS 6.1. Tablas de datos MUESTRA INICIAL 1000 [g] Porcentaje Añadido Humedad 0% Humedad 1% Humedad 2% Humedad 4% Humedad 8%

Altura [cm] 5,1 5,3 6,2 6,8 8,5

Diámetro 1 [cm] 19,5 18,9 18,5 18 15,4

Diámetro 2 [cm] 20,5 18,5 18,1 18,8 16,3

Diámetro 3 [cm] 20,1 19,5 17,9 18,9 16,5

Diámetro promedio [cm] 20,0 19,0 18,2 18,6 16,1

Tabla 1. Datos experimentales para la determinación del ángulo de reposo mediante la variación de la humedad en el material. MUESTRA INICIAL 850 [g] Porcentaje añadido Finos 0% Finos 1% Finos 2% Finos 4% Finos 8% Finos 16%

Altura [cm] 3,7 3,6 3,7 3,9 4 6,6

Diámetro [cm] 18 19 18,5 19,5 20 20

1 Diámetro [cm] 19,5 18,5 19 19 18 18,5

2 Diámetro [cm] 17,5 18 19 19,4 19,5 18,7

3 Diámetro promedio [cm] 18,3 18,5 18,8 19,3 19,2 19,1

Tabla 2. Datos experimentales para la determinación del ángulo de reposo mediante la variación del porcentaje de finos en el material. 6.2.

Angulo de reposo

Mediante los datos obtenidos experimentalmente se calcula el valor del ángulo de reposo correspondiente a cada muestra, estos valores se reúnen en las tablas 3 y 4. % AÑADIDO Humedad 0% Humedad 1% Humedad 2% Humedad 4%

Altura [cm] 5,1 5,3 6,2 6,8

Radio [cm] 10,0 9,5 9,1 9,3

Angulo de reposo 27,0 29,2 34,3 36,2

Escuela de ingeniería metalúrgica y ciencia de los materiales  Humedad 8%

8,5

8,0

46,6

Tabla 3. Valores obtenidos experimentalmente del ángulo de reposo mediante la variación de la humedad en el material.

% AÑADIDO Finos 0% Finos 1% Finos 2% Finos 4% Finos 8% Finos 16%

Altura [cm] 3,7 3,6 3,7 3,9 4 6,6

Radio [cm] 9,2 9,3 9,4 9,7 9,6 9,5

Angulo de reposo 22,0 21,3 21,5 22,0 22,7 34,7

Tabla 4. Valores obtenidos experimentalmente del ángulo de reposo mediante la variación del porcentaje de finos en el material.

6.3.

Representaciones graficas

% Humedad vs Ángulo de reposo 10 8 6 Porcentaje de Humedad añadida

4 2 0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 Ángulo de reposo

Figura 1. Representación gráfica de la variación del porcentaje respecto al ángulo de reposo.

de humedad


% Finos vs Ángulo de reposo 20 15 Porcentaje de finos añadidos

10 5 0 20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

Ángulo de reposo

Figura 2. Representación gráfica de la variación del porcentaje de finos respecto al ángulo de reposo.

7. CONCLUSIONES 

Se corroboro que al aumentar la humedad en la muestra se aumentara el ángulo de reposo y este solo podrá permanecer constante cuando la cantidad de agua cree una inestabilidad en la formación del cono.



El ángulo de reposo es de gran importancia en procesos como el aumento de la productividad y disminución de costos de operación.



Se observó que el ángulo de reposo es diferente para cada material, pues cada material tiene características y propiedades que afectan en la determinación del ángulo.



Se pudo observar que entre menor sea el tamaño de las partículas el ángulo de reposo será menor.

BIBLIOGRAFÍA 

CURRIE, J Operaciones Unitarias en el procesamiento de minerales.




CORNELIUS S. HURLBUT, JR. CORNELIS KLEIN. Manual de mineralogía de Dana, 3ra edición, Editorial REVERTE SA. 1984.



Solaque, DP & Lizcano, A. “Comparación del ángulo de fricción crítico con el ángulo de reposo. Análisis de la influencia de algunos factores en la determinación del ángulo de reposo”. Memorias Congreso Colombiano de Geotecnia - XIICCG. (2008).



Solaque Guzmán, DP & Lizcano Peláez, A. “Ángulo de fricción crítico y ángulo de reposo de la arena del Guamo”. Revista Épsilon Nº 11: 7-20 / Julio diciembre 2008. Disponible en: http://revistas.lasalle.edu.co/index.php/ep/article/viewFile/1389/1272

Práctica 3 Determinación Del Angulo de Reposo

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