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MUESTREO DE YACIMIENTOS MINERALES
ENSAYO O MUESTREO DE LOS YACIMIENTOS MINERALES
DEFINICION
Parte representativa de un todo más grande que se toma con el objeto de estudiarla y que constituye una parte de una población estadística cuyas propiedades se estudian para obtener información del conjunto total (Barnes 1980).
Muestra es una relativamente pequeña cantidad de material, tomada de acuerdo de un procedimiento sistemático a partir de la cual se evalúan las características del conjunto al que representa (Vellée).
ENSAYO O MUESTREO DE LOS YACIMIENTOS MINERALES
El muestreo determina la representatividad, procedimiento sistemático para la obtención de información del conjunto total: el yacimiento.
El muestre comprende el conjunto de procedimientos que se realiza con el propósito de establecer la calidad del mineral o sus rocas encajantes y tiene una gran importancia, ya que los índices de calidad del mineral útil determinan con mucha frecuencia el límite entre la mena y la roca estéril, la morfología y las dimensiones del cuerpo mineral y el valor industrial del yacimiento.
CALIDAD DEL MINERAL
La calidad del mineral útil se determina por el conjunto de sus propiedades de las cuales dependen el valor industrial y las formas de utilización de la materia prima mineral en la economía nacional.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LA CALIDAD DEL MINERAL
Los componentes que determinan la composición química de mineral útil generalmente se subdividen en útiles, dañinos y de balasto (inertes).
Los principales rasgos de la calidad del mineral útil son su composición química y mineral, sus particularidades texturo - estructurales y sus propiedades físicas y tecnológicas.
CALIDAD DEL MINERAL
• Los útiles.- Son decisivos al evaluar la utilidad de la materia prima y escoger sus formas de utilización.
• Los dañinos.- obstaculizan el tratamiento de las menas y afectan la calidad del producto final.
• Los inertes empeoran los índices económicos del tratamiento de la materia prima mineral, provocan gastos complementarios económicos.
TIPOS DE MUESTREO
• Muestro Químico.- Determina la composición química de la mena o roca encajante y representa el principal tipo de muestreo para la mayoría de los minerales útiles mecánicos y una parte de los metálicos.
TIPOS DE MUESTREO
Muestro Mineralógico.- Estudia la composición mineral de la materia prima ó roca encajante , así como sus particularidades texturo – estructurales. También revela los diferentes tipos de menas, predice sus propiedades tecnológicas, establece las regularidades de la distribución de los componentes secundarios y garantiza la extracción más completa de esta.
TIPOS DE MUESTREOMuestro Técnico.- Estudia las propiedades físicas del mineral útil, ya que la calidad se determina por dichas propiedades. Con este muestreo también se obtienen datos indispensables para el calculo de reservas (masa volumétrica y humedad) y diseño del proyecto de explotación del yacimiento (dureza y resistencia de las menas y rocas encajantes, coeficiente de esponjamiento, tamaño de los fragmentos de la mena)
TIPOS DE MUESTREO
Muestro Tecnológico.- Esclarece las propiedades tecnológicas del mineral útil y elabora sobre esta base un esquema racional del tratamiento de la matera prima mineral.
OPERACIONES DE MUESTREO
Consta de tres operaciones principales:
1. Toma de muestras.2. Tratamiento o elaboración de las muestras.3. Análisis y ensayos de las muestras.
TOMA DE MUESTRAS
Representa la operación más importante, porque debe asegurarse la obtención del material representativo que caracterizará con autenticidad el material útil en el punto de su toma. De no cumplirse esta exigencia, todas las operaciones del muestreo serán inútiles y sus resultados finales serán falsos.
TRATAMIENTO DE MUESTRAS
Sin embargo, cualquiera que sea el modo de tratamiento de la muestra se debe conservar su representatividad.
Tiene como objetivo preparar las muestras para los ensayos correspondientes (análisis químico o espectral, estudios mineralógicos, determinación de la resistencia mecánica, calcinación, flotación, etc.) y se realiza de diferente manera de acuerdo al tipo de muestreo y de muestra.
ANALISIS Y ENSAYOS DE MUESTRASSe efectúan mediante diferentes procedimientos en dependencia del tipo de muestreo, el tipo de mineral útil y su supuesta utilización. Se debe asegurar una característica confiable y autentica de los aspectos correspondientes de la calidad del mineral útil.
METODOS DE TOMA DE MUESTRASSe agrupan por métodos de acuerdo al carácter del material que se va a estudiar:
Toma de muestras de menasy rocas en su propia yacencia (en el macizo rocoso).
Toma de muestra de la masa menífera arrancada ó el mine-ral útil elaborado.
• En las excavaciones minera y afloramientos naturales.
• En los pozos de perforación.
TOMA DE MUESTRAS EN EXCAVACIONES MINERAS Y AFLORAMIENTOS NATURALES
• El mineral útil y sus rocas encajantes son accesibles a sus observaciones directas en su yacencia propia.
• Las observaciones se pueden hacer dentro de sectores considerables del cuerpo mineral.
• Se puede aplicar diferentes métodos de toma de muestra gracias a las condiciones favorables de accesibilidad. Considerar la estructura interna del cuerpo mineral y el carácter de distribución de componentes valiosos dentro de este.
Según el elemento geométrico del cuerpo mineral la toma de muestras en excavaciones mineras y afloramientos naturales se agrupan de la siguiente manera.
• Método de trozo: La muestra caracteriza un punto independiente del cuerpo.
• Métodos lineales: Las muestras tomadas representan la calidad del mineral útil según determinada dirección en el cuerpo mineral.
• Métodos superficiales: Las muestras caracterizan determinada sección superficial del cuerpo mineral.
METODO DEL TROZO O PUNTUAL.
• Es la toma de trozos representativos del mineral útil o sus rocas encajantes.
• Como regla general la se compone de un solo trozo cuya masa oscila entre 0,2 y 2 Kg.
• Si el mineral útil es heterogéneo exteriormente, la muestra puede estar constituida por varios trozos, caracterizando cada cual a sus diferentes variedades naturales, es decir, la masa de cada trozo debe corresponder a la proporción de la variedad correspondiente en el volumen del cuerpo mineral.
METODO DEL TROZO O PUNTUAL.
Ventaja: Es sencillo y del alta productividad.
Desventaja: Carácter subjetivo de la selección de los puntos de la toma de los trozos. Resultados confiables se obtienen solo al ser homogeneo el mineral.
Se utiliza principalmente para tomar muestras mineralógicas y tecnicas.
METODO LINEAL.
Consiste en ejecutar sobre las superficies de la mineralización expuesta una roza o surco cuya forma y dimensiones depende de la potencia de la mineralización y el carácter de la distribución de los elementos útiles y de impurezas nocivas.
Las formas y las dimensiones del surco deben ser las mismas en toda la longitud.
METODO LINEAL.
El surco manual se hace con un cincel y un combo, el peso de este último debe ser de 1,75 a 2,5 Kg.
Y la longitud del barreno de 20 a 40 cm.
METODO LINEAL.
En la mayoría de los casos es imposible determinar la línea de la verdadera potencia de la mineralización descubierta a causa de cortes oblicuos o contactos no definidos.
Los surcos suelen ser horizontales (mineralizaciones ascendentes bajo ángulos de 90° a 45° y verticales (mineralizaciones con buzamientos entre 45° y 0°).
Broca para la toma de muestra.
METODO LINEAL.
a. Muestras de surco en la pared de un pozo.
. Ubicación de muestra de surco en el techo de una chimenea. B. Ubicación de un surco vertical en
la pared de un pozo.. Ubicación de muestras de surco en frontones.d. Distribución de las muestras de
surco en el techo de una galería horizontal destapada en dirección de la veta.
e. Distribución de muestras de surco en el fondo de un canal , destapado en dirección al cuerpo mineralizado.
Cuando el yacimiento presenta minerales de estructura en forma de bandas, hay que estudiar por separado cada una de ellas o sus grupos vecinos, para ello se divide el surco en secciones, cuyo número corresponde a las diferencias del mineral .
El muestreo en secciones revela el carácter de la variación en el contenido en elementos de valor industrial y otros , lo que permite precisar la posibilidad de explotación selectiva.
Si las labores descubren mineralizaciones diseminadas hay que proceder , bajo cualesquiera condiciones, en surcos cuya longitud se subdivide en tramos más pequeños.
El frente que se va a muestrear debe ser preparado, para el efecto, se lo debe limpiar, nivelar y dibujar el trazado del surco. Su longitud y profundidad deben ser iguales. Así mismo, la cantidad del mineral duro debe ser igual a la cantidad del mineral blando.
SECCIONES TRASVERSALES DE LOS SURCOS TRASVERSALES
EXTRACCION DE MUESTRAS EN LOS SONDEOS DE PROSPECCIÓN
Se utilizan los testigos ó los lodos de perforación y a veces el material arrancado de las paredes del pozo con ayuda de los dispositivos sacamuestras especiales.
Los resultados más exactos se pueden conseguir mediante el muestreo del testigo que representa un surco de sección trasversal cilíndrica, realizado en el macizo de la mena o roca encajante.
EXTRACCION DE MUESTRAS EN LOS SONDEOS DE PROSPECCIÓN
La recuperación del testigo depende de las características fisico – químico de las menas.
Muchas veces se utiliza los testigos y los lodos de perforación.
EXTRACCION DE MUESTRAS EN LOS SONDEOS DE PROSPECCIÓN
La determinación de la recuperación real del testigo aplicable cuando es testigo se obtiene bajo la forma de columnas bastantes regulares:
Rt= (l/L)*100.
l – Largo total del testigo obtenido.L – Longitud del intervalo perforado.
EXTRACCION DE MUESTRAS EN LOS SONDEOS DE PROSPECCIÓN
Ahora, si la mena y rocas encajantes están agrietadas y son débiles y el testigo se fragmenta y no se obtiene mas que trozos de forma irregular, se aplica el método volúemtrico:
Rt= (Vl/V)*100.
Rt= (Pl/P)*100.
Donde: Vl y Pl – volumen y peso real del testigo.V y P – Volumen y peso teórico del testigo
Dichos valores se los determinará mediante la siguiente formula:
V (d/4)L
P (d/4)L
Donde:
D – diámetro del testigo correspondiente al diámetro interior de la corona medido según las cuchillas. - Masa volumétrica del mineral útil.
TOMA DE MUESTRAS EN LOS PLACERES
La exploración de placeres se realiza mediante:
• Excavaciones mieras (canales ó calicatas)
• Perforación a columna de gran diámetro, de percusión con cable ó rotaria con barrenas espirales.
TOMA DE MUESTRAS EN LOS PLACERES
Se caracterizan por:
• Bajo contenido de componentes útiles. • Distribución muy irregular según la potencia del estrato
productivo (arenas).• Separación muy clara de las partículas según su densidad.
Para evaluar correctamente la calidad del mineral útil de un placer, es necesario conocer:
• El contenido del mineral valioso en las «arenas».• Capacidad de lavado.• Contenido de guijarros.
MUESTREO DE EXCAVACIONES MINERAS
El material de las excavaciones se extraen separadamente por intervalos de 0,2 a 0,5 m. Con el material de cada intervalo se forman pilas, las mismas que son colocadas alrededor del pozo en un orden determinado (por lo general en dirección a las manecillas del reloj).
MUESTREO DE EXCAVACIONES MINERAS
• Mezcla del material de cada pila.• Se aplana en un disco.• Se cuartea.• Se toma dos lados opuesto• La operación se repita hasta obtener
una muestra de 0,04 a 0,1 m3.
MUESTREO DE EXCAVACIONES MINERAS
También se puede tomar una muestra representativa utilizando el método del surco directamente en el pozo, en este caso la muestra es vertical.
MUESTREO DE PLACERES CON POZOS DE PERFORACION
También se puede tomar una muestra representativa utilizando el método del surco directamente en el pozo, en este caso la muestra es vertical.
MUESTREO DE PLACERES CON POZOS DE PERFORACION
Cuando la exploración se realiza con pozos de perforación a columna, la muestra se constituye con todo el material obtenido en intervalos de 0,2 a 0,5 m.
El volumen del material se calculo teóricamente a partir del diámetro interior del tubo portatestigo .
Para perforación de percusión con cable o perforación manual, las muestras representativas se obtiene solo si las camisas adelantan el avance del pozo de perforación ya que las arenas
ERRORES EN MUESTREO DE PLACERES CON POZOS DE PERFORACION
Se presentan con cualquier método de toma de muestras:
• Esponjamiento de las arenas durante a perforación.• Material fuera de la camisa durante el avance del pozo ó
extracción del lodo.• Migración de las partículas pesadas hacia los horizontes
inferiores al producirse los golpes.• Extracción incompleta de las partículas pesadas desde el
lecho de roca.• Flotación ó perdida delo oro ó platino nativos al utilizar
lubricantes orgánicos.
Los errores de este género implican la devaluación en el contenido del mineral valioso y la determinación incorrecta de la potencia y profundidad de yacencia de las arenas
DISTANCIA ENTRE LAS MUESTRAS
• La distancia está en función al grado y carácter de la variabilidad del mineral útil,
• Tipo de muestreo,
• Precisión necesaria en los resultados,
• Dimensiones del cuerpo mineral, y
• La riqueza de la mena.
DOCUMENTACION Y EMBALAJE DE LAS MUESTRAS
• El mineral desprendido se introduce en un saco sólido bien atado, previsto de una etiqueta y se envía para su tratamiento.
• Se escribe en la etiqueta el lugar de la extracción, el nombre del encargado de la extracción.
• Cada muestra del yacimiento debe llevar un número de orden.• El cuaderno ó libreta de muestreo en el que se anota: el número de
la muestra, el nombre del yacimiento, el sector, labor, las características (descripción de la composición mineral de la muestra e indicación de la concentración supuesta en metal: poco, mucho).
• En las muestras de sondeo se debe anotar en el cuaderno de o libreta todos los detalles concernientes al testigo y a los lodos después de haberlos observados con lupa o con ayuda de un binocular; se fija el rendimiento porcentual del testigo lineal, el peso del testigo y de los lodos.
TRATAMIENTO Y ENSAYO DE LAS MUESTRAS
TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS
• Consiste en preparar las muestras extraídas en las labores de prospección ó de los sondeos para los ensayos de laboratorio o de cualquier otro tipo.
• La preparación es necesaria porque la muestra contiene siempre mucho mineral, mientras que el análisis químico solo requiere una pequeña parte.
• El tratamiento se puede realizar en el terreno ó en el transcurso del análisis químico ó en otro cualquiera.
Ventajas del tratamiento de las muestras:
• Reducción de los trabajos de laboratorio, con la siguiente disminución del tiempo necesario para efectuar los análisis.
• Reducción considerable de los gastos debidos al muestreo.
• Simplificación del cálculo de las reservas (todo esto sin que disminuya la precisión de los resultados).
TECNICAS DE TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS:
El tratamiento de las muestras comprende las operaciones siguientes:
• Molienda (Trituración).
• Tamizado (Cribado).
• Mezclado.
• Reducción.
MOLIENDA:
Consiste en la reducción del tamaño de los trozos del mineral con ayuda de implementos mecánicos:
Molienda gruesa (100 a 30 mm)Molienda media (12 a 5 mm)Molienda menuda (3 a 0,7 mm). Trituradora de rodillos.Molienda fina (0,15 a 0,07 mm). Trituradora de disco.
Trituradora de mandíbula.
Tamizado:
Cuando el volumen de la muestra es considerable se realiza el tamizado mecánico.
Si el peso de la muestra es insignificante , todo el material se hace pasar a través de una rejilla de tela mecánica.
Mezclado:
Se realiza con una pala cuando el peso de la muestra es superior a 2 – 3 ton, para el efecto, se utilizan varios obreros, cuyo misión es coger palas de material en diversos sitios y llevarlas a otros sitios, formando un nuevo montón en forma de cono.
Para muestras menores de 2 se utiliza el método del anillo y cono sobre una lona y sobre una mesa si el peso de la muestra es pequeño.
Para mezclar el material se utiliza una pala ó una espátula, dependiendo del volumen que se vaya a mezclar.
Reducción:
El procedimiento más utilizado es el de cuarteo, según este procedimiento la muestra se reduce después del mezclado por el sistema de anillo y cono y después de haber extendido el material en forma de disco plano de espesor constante.
Con ayuda de una lámina se divide en cuatro partes ó cuadrantes y se rechaza dos de los cuartos opuestos, mientras que los otros dos quedan como muestra reducida.
Este proceso se repite sucesivamente hasta obtener él peso límite de la muestra.
También se utiliza para reducir un muestreador de ranuras que permite economizar considerablemente el tiempo con relación al procedimiento de cuarteo y obtener excelente precisión.
ESQUEMA DE TRATAMIENTO DE LAS MUESTRAS
ENSAYO Ó ANALIS DE LAS MUESTRAS
Se dividen en los siguientes grupos:
• Análisis espectrales semicuantitativos, efectuados con vistas a determinar todos los elementos del mineral (lo mismo que otros métodos rápidos).
• Análisis químicos, efectuados para determinar el contenido en componentes útiles y en impurezas nocivas.
• Estudios mineralógicos que tienen por objeto definir la composición mineral, el tamaño de los granos, la estructura y la textura de los minerales.
• Ensayos tecnológicos (comprendidos los del mineral aluvionario), efectuados para encontrar el procedimiento más eficaz para el tratamiento de los minerales útiles.
• Ensayos técnicos encaminados a determinar ciertas propiedades físicas del mineral útil , lo que es necesario para determinar su calidad y las condiciones técnicas mineras y de explotación del yacimiento.
ANALSIS ESPECTRAL
• Es el más utilizado.
• Tiene un aplicación muy amplia no solo por su precio es relativamente bajo, sino por su precisión y rapidez.
• Determina simultáneamente numerosos elementos (mas de treinta y dos).
• La posibilidad de conservar las placas sensibles fotográficas.
• Empleo de pequeña cantidad de material.
ANALSIS QUIMICO
• Sirven de base para el cálculo de reservas minerales y para la determinación de contenido en metal del mineral .
• Para el análisis de los principales minerales metálicos y no metálicos (exceptuando el oro y platino) el peso no sobrepasa los 5 g.
• Para los minerales dl oro y platino se toma los pesos de las muestras para análisis conforme a las cantidades pesadas (25 a 100 g) iguales a 250 – 500 g.
ANALISIS MINERALOGICOS
Se aplican para:
• Clasificar los minerales en clases, conforme a los tipos naturales y a las propiedades tecnológicas propuestas.
• Efectuar la corrección de los resultados obtenidos en los análisis químicos.
• Realizar el calculo de los análisis de fase.
ENSAYOS TECNOLOGICOS
• Sirven de base para lo estudios de enriquecimiento ó tratamiento.
• Los resultados de estos ensayos se utilizan para el establecimiento del proyecto de nuevas fabricas y la reconstrucción de aquellas que están en explotción.
• Estos ensayos se realizan en diversas fases desde sus prospección hasta la explotación.
ANALISIS TECNICOS
Se subdividen en:
• Ensayos necesarios para el calculo de reservas.
• Ensayos necesarios para la determinación de las condiciones técnicas mineras de la explotación del yacimiento.
• Ensayos necesarios para la definición de la calidad de las reservas minerales.