Informe Completo 4e3p31
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA
INFORME DE PRÁCTICAS PRE – PROFESIONALES LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES AREA DE METALURGIA EXTRACTIVA
Practicante: Gutierrez Salas, Christian Marin
Ingeniero Responsable: Vega González, Juan Antonio
Periodo: 07/01/2014
AL 14/04/2014
TRUJILLO – PERÚ 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA
INFORME DE PRÁCTICAS PRE – PROFESIONALES LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES AREA DE METALURGIA EXTRACTIVA
Practicante: Lynn Hans Narro T.
Ingeniero Responsable: Vega González, Juan Antonio
Periodo: 07/01/2014
AL 14 /04/2014
TRUJILLO – PERÚ 2014
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES AGRADECIMIENTO
Por intermedio del presente informe expreso mi más sincero agradecimiento a los docentes del Departamento Académico de Ingeniería
de Minas y Metalúrgica de la
Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo, por los conocimientos transferidos y los consejos proporcionados y que han contribuido a mi formación como persona y alumno.
Asimismo, hago extensivo mi agradecimiento al jefe de departamento Dr. Nilthon Zavaleta Gutiérrez y al director de escuela Dr. Jorge Vera Alvarado por haberme brindado las facilidades y la oportunidad de realizar mis prácticas pre – profesionales en el laboratorio de Procesamiento de Minerales de la Escuela de Ingeniería Metalúrgica.
Al
Ing. Juan Antonio Vega González mi reconocimiento y respeto por su
contribución con sus enseñanzas y consejos en esta rama de la metalúrgica, ya que gracias a la experiencia adquirida en su vida profesional cuyos saberes me los ha transmitido de manera desinteresada.
Asimismo agradecer a mis padres y a todas aquellas personas que siempre me proporcionaron su ayuda desinteresada, quienes de cierta manera han cooperado en la motivación que necesite para la culminación del presente informe.
Atentamente:
GUTIERREZ SALAS, CHRISTIAN MARIN
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
RESUMEN
El presente informe de prácticas-profesionales, trata sobre el desarrollo de mis tareas realizadas y experiencias adquiridas en el Laboratorio de Procesamiento de Minerales de la Escuela de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Nacional de Trujillo que complementado con la teoría y explicación de los procesos así como la descripción de los equipos, proporcionan al alumno de ingeniería metalúrgica y ramas afines una herramienta de estudio. El periodo fue de 3 meses, desde el 07 de Enero del 2014 al 14 de Abril del 2014.
El informe tiene como fin dar a conocer las áreas en la que está distribuido el laboratorio así como presentar a los equipos y describir los diferentes análisis y pruebas que se realizan y rescatar los trabajos de mantenimiento de equipos que se han realizado.
En el capítulo I y II se hace mención de los antecedentes y ubicación del Laboratorio de Procesamiento de Minerales, la descripción de los equipos y además se detallan los procedimientos de las diferentes operaciones; en el capítulo III se señalan los trabajos encomendados como: análisis químico vía seca para determinar la ley de oro y plata de minerales oxidados y sulfurados, análisis de una solución cianurada, prueba de cianuración en botella, prueba de cianuración en columna. En el capítulo IV se presentan los resultados de cada trabajo encomendado y en el capítulo V se resalta las recomendaciones generales y se puntualiza las conclusiones.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CONTENIDO Agradecimiento ..................................................................................................................i
Resumen ........................................................................................................................... ii
Contenido ........................................................................................................................ iii
Introducción ......................................................................................................................viii
CAPITULO I 1.
Antecedentes .............................................................................................................1
1.1 Localización del laboratorio de procesamiento de minerales ....................................1 1.2 Sector al que pertenece ................................................................................................ 1 1.3 Áreas del laboratorio de procesamiento de minerales .................................................2 Área de Preparación de reactivos. .........................................................................2 Área de Conminución de Minerales…………… ......……………………....……2 Área de Chancado y Pulverizado………………….......…………………………2 Área de Molienda……………………………………… ......……………………2 Área de Pruebas Metalúrgicas ...............................................................................3 Área de Lixiviación ............................................................................................... 3 Área de Fundición, copelación y refinación .......................................................... 3 Área de Biolixiviacion ........................................................................................... 3 Diagrama de la Distribución del Laboratorio……………... .......………………..4 Diagrama de Flujo del Laboratorio…………………………… .......……………5
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPITULO II 2. Descripción de equipos, instrumentos, materiales y reactivos.. .............................. 6 2.1. Descripción de Equipos .............................................................................................. 6 2.1.1 Área de Chancado….......…………………………………………………………..7 2.1.2 Área de Molienda……… .......……………………………………………………..7 2.1.3 Área de Lixiviación………… .......………………………………………………...8 2.1.4 Área de Pruebas Metalúrgicas…… .......…………………………………………...9 2.1.5. Área de Análisis Químico…………… ....... ……………………………………..10 2.2. Descripción de Instrumentos………………… .......…………………………….... 11 2.3. Descripción de Materiales y Reactivos…………… .......………………………….11 CAPITULO III 3. Fundamento Teórico…………………………………… .........……………………12 3.1. Análisis de oro y plata por vía seca………………………… ........………………..12 3.1.1. Reactivos utilizados para el Análisis de Minerales por Vía Seca......... ……….…12 3.1.2. Etapas del análisis de oro y plata por vía seca……………………… ......... ….…14 Reducción primaria de tamaño…………………………………………... .........14 Muestreo……………………………… ......... ……………………………….…14 Reducción Secundaria de Tamaño………… ........……………………………..14 Fundición………………………………………… .........………………………15 Encuarte………………………………………………… .........……….……….16 Copelación…………………………………………………… .........…...……...16
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Refinación……………………………………………………………..........…..16
3.2. Prueba de cianuración en botella ..............................................................................17 3.2.1. Termodinámica de la Cianuración…… .....………………………………………18 3.2.2. Cinética de la Cianuración……………… ..... ……………………………………19 3.2.3. Factores de titulación……………………… .....………………………………...21 3.3. Prueba en Columna……………………………….....…………………………….25 3.3.1. Variables y factores que se obtienen a partir de la prueba de columna… .....……22 3.3.1.1. Cianuración en pilas…………………………………………………… ....….23 3.3.1.2 Proceso Merrill – Crowe………………………….....…………………….….23 3.4
Análisis Granulométrico ……………………………… .....…………………….24
3.4.1 Ensayo de tamizado……………………………………… .....……………...….24 3.4.2 Función de Distribución de Gates-Gaudin-Schuhmann……… ....……………….25
CAPITULO IV 4. Actividades Encomendadas………………………………………… ...... …………27 4.1. Limpieza y Mantenimiento de los ambientes del laboratorio…………..... ……….27 4.2. Análisis de Oro y Plata por vía seca……………………………………… .....……27 4.2.1. Objetivos………………………………………….....……………….……….…27 4.2.2. Equipos y Materiales………………………………… .....…….………..………27 4.2.3. Procedimiento…………………………………………..… .....…………………28 4.2.4. Resultados del Análisis Vía Seca……………………………… ....……………..31 4.2.5. Conclusiones………………………………………………………..... ………….31 4.2.6. Recomendaciones…………………………………………………… .... ………. 32 4.3.Análisis de Prueba en Botella……………………………………………… ....……32 4.3.1. Objetivos…………………………………………....……………………………32
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 4.3.2. Materiales, equipos, instrumentos y reactivos……… ....………………………...33 4.3.3. Procedimiento……………………… ....………………………………………..33 4.3.4. Resultados………………………………... …………………………………….34 4.3.5. Conclusiones………………………………....…………………………………35 4.3.6. Recomendaciones…………………………… ...……………………………….35 4.4 Prueba de Cianuración en Columna……………… ...…………………………….36 4.4.1. Objetivos…………………………………………...……………………..…….36 4.4.2. Equipos y Materiales……………………………… ....………….……………..36 4.4.3. Procedimiento………………………………………… ....…..…………………36 4.4.5 Resultados…………………………………………………....…………………38 4.4.5. Conclusiones…………………………………..………….…...……….……….38 4.4.6. Recomendaciones…………………………………..………..… ....……………..38 4.5 Análisis Granulométrico………………………………..………..…. ....... …………39 4.5.1. Objetivos……………………………………………...………………........ …….39 4.5.2 Material, Equipo e Instrumentos……… ....... ………..…..……………………..39 4.5.3 Procedimiento……………………………… ........……….…………………….39 4.5.4 Resultados……………………………........ ……………………………………40 4.5.5 Conclusiones………………………………..........………..……………………41 4.5.6 Recomendaciones……………………………….. ......…………………………41 4.6 Visita
técnica
a
la
planta
concentradora
de
minerales
“Virgen
de
Puerta”………………………………………………… .........……………………41
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la
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPITULO V 5. Conclusiones y Recomendaciones 5.1. Conclusiones............................................................................................................47 5.2. Recomendaciones ....................................................................................................47 Referencias bibliográficas………………………………………………………. ..........49 Apéndice……………………………………………………………… ............ ………..51 Anexos……………………………………………………………… ............ ………….64
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES INTRODUCCIÓN
La minería es uno de los sectores más importantes de la economía peruana y representa normalmente más del 50% de las exportaciones peruanas. La metalurgia extractiva juega un rol importante en la metalurgia ya que se estudia y aplica operaciones y proceso para el tratamiento de minerales, aplicando las leyes de la mecánica y la termodinámica a las operaciones de reducción de tamaño, separación solidó/sólido y sólido/líquido y ataque químico de soluciones a diferentes temperaturas. El Metalurgista trabaja en estos procesos, evaluando y controlando las variables de operación y actualizándose en nuevas técnicas, métodos y tecnologías lo cual a su vez es fundamental para un exitoso desempeño profesional. Gracias al apoyo del ingeniero que día a día nos capacita para poder desempeñar nuestras tareas asignadas con eficacia y eficiencia, e incentiva al mantenimiento y limpieza de la maquinaria de laboratorio
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPITULO I 1.
Antecedentes. La Planta que hoy podemos apreciar tiene sus inicios en el año de 1983
aproximadamente, en la actualidad cuenta con equipos de chancado, molienda, celdas de flotación y una mesa gravimétrica etc. En la década de los 90 se fue adquiriendo y construyendo más equipos, también se realizaron algunas instalaciones tales como de agua y sistema eléctrico. Entre los trabajos que realizó la Planta Piloto se puede mencionar el tratamiento de minerales oxidados y relaves de baja ley, concentrándolos primero por flotación, gravimetría y luego aplicando cianuración. Posteriormente, la Planta empezó a realizar cianuración en vat y en tanques agitadores, y a llevar acabo también la adsorción y desorción del carbón activado. Al mismo tiempo, debido al impulso que estaba teniendo la minería en el país, también se comienza a brindar el servicio de análisis de minerales a los mineros de la región. En el año 2005 se hizo una ampliación de la Planta, donde se instaló un molino de bolas con capacidad de 400 Kg aproximadamente y 2 tanques de agitación de 8,5 m3 con el fin de ampliar el campo en el tratamiento de minerales auríferos mediante lixiviación en tanques. Para el 2013 el laboratorio adquirió una pulverizadora de disco, que es una máquina que se encargan de reducir el tamaño y puede llegar hasta convertir en polvo el material y otro beneficio fue el ahorro de tiempo que nos brinda esta máquina. 1.1. Localización del laboratorio de procesamiento de minerales. Esta planta
piloto de procesamiento de minerales está ubicada en el pabellón de
Ingeniería Metalúrgica, facultad de ingeniería en el campus de la Universidad Nacional de Trujillo, en la Av. Juan Pablo II S/N. 1.2. Sector al que pertenece. Según su finalidad y producción está orientado al sector Minero Metalúrgico. Enfocada a la educación, capacitación y entrenamiento impartido a los estudiantes de Ingeniería metalúrgica.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 1.3 Áreas del laboratorio de procesamiento de minerales. Área de Preparación de reactivos. Este espacio es donde se almacenan los reactivos que se va utilizar para las diferentes pruebas metalúrgicas que realizan, como los flux para la prueba de vía seca, el cianuro para la prueba en botella y prueba en columna, etc también podemos encontrar 2 Celdas de Flotación para que se puedan realizar las pruebas de flotación bulk y diferencial. Área de Conminución de Minerales. En esta área utilizan equipos como Chancadora Primaria y el Ro-Tap. Esta área es muy importante para el laboratorio ya que para que se puedan realizar las pruebas metalúrgicas, es muy importante el tamaño del mineral ya que si no están en la granulometría adecuada la prueba realizada no cumpliría con el requisito de la teoría. Aquí el Ro-Tap contiene las mallas necesarias para realizar el análisis granulométrico. Área de Cuarteo. En esta zona realizan el cuarteo del mineral para la homogenización del mineral y así obtener una muestra representativa del mineral a analizar. Área de Chancado y Pulverizado. El laboratorio consta de 2 chancadoras, la chancadora primaria reduce el mineral hasta () y la chancadora secundaria reduce el mineral hasta ¼ de pulgada para que de esa manera el mineral se encuentre apto para la pulverizadora. Área de Molienda. Cuenta con dos secciones: Molienda primaria Consta de un molino con una capacidad máxima de 400 kg aproximadamente Molienda secundaria Esta etapa se utiliza cuando se requiere de una muestra muy fina, generalmente se usa cuando se van a realizar análisis de leyes y contenidos valiosos. Para este proceso se utiliza un molino batch de capacidad máxima de 1 kg de capacidad.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Área de Lixiviación. En esta área se cuenta con dos tanques de agitación, para tratar mayormente minerales sulfurados con alta ley, así como también de un VAT de concreto y un VAT metálico para tratar minerales con alta ley y buena percolabilidad. También cuentan con una relavera de concreto y una poza para solución cianurada. Área de Fundición, copelación y refinación. Esta área cuenta con 3 hornos tipo mufla, que alcanza una temperatura de 1000 °C aproximadamente. Cada horno tiene una función específica ya que en el primero funden minerales pulverizados con flux para luego obtener el regulo, el segundo es para copelación en donde se coloca el regulo dentro de una copela pre-calentada y el tercer horno se usa para tostar mineral sulfuroso. En esta área se realiza la refinación del doré para obtener oro de 99,9% de pureza, se cuenta con los materiales necesarios como ácido nítrico, jeringas, agua y estufa eléctrica para ataque y refogado.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPÍTULO II 2. DESCRIPCIÓN
DE
EQUIPOS,
INSTRUMENTOS,
MATERIALES
Y
REACTIVOS DEL LABORATORIO 2.1. Descripción de equipos A continuación presentamos detalles de cada equipo del laboratorio de procesamiento de minerales usados para análisis y pruebas. 2.1.1. Área de chancado Tabla N° 1: Descripción de equipos del Área de Chancado EQUIPO
DIMENSIONES
DESCRIPCION
ESTADO
MOTOR Marca: HELIN GMPH CHANCADORA PRIMARIA DE QUIJADA
DIMENSIONES 4’’ x 6’’
HP:
2,2
Volt:
255/440
Amp:
7,5/4,3
RPM:
1715
OPERATIVO
MOTOR Marca: General Electric CHANCADORA SECUNDARIA DE QUIJADA
DIMENSIONES 2’’ x 3,5’’
HP:
2
RPM:
1720
Volt:
208 – 220/440
Amp:
6,6/3,3
Ciclos: 60
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OPERATIVO
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 2.1.2. Área de molienda Tabla N° 2: Descripción de equipos del Área de Molienda EQUIPO
DIMENSIONES
PULVERIZADORA MARCA: BRAUN CORP
MOLINO DE BOLAS
TOLVA DE FINOS
DESCRIPCION Marca: HP: Volt: RPM: Amp: Ciclos:
DIMENSIONES 9”
DIMENSIONES 4½’ x 2’ Capacidad: 400 kg
Marca: HP: Volt: RPM: Amp: Ciclos:
MOTOR General Electric 3 220/380 1725 8,24/4,75 60 MOTOR Dinamic 6,6 220 1720 15 60 Hz
ESTADO
OPERATIVO
OPERATIVO
INOPERATIVO
DIMENSIONES 0,6 x 0,6 x 0,5 m
2.1.3. Área de lixiviación Tabla N° 3: Descripción de equipos del Área de Lixiviación EQUIPO
TANQUE AGITADOR CÓNICO
TANQUE AGITADOR
DIMENSIONES
DESCRIPCION
DIMENSIONES Altura: 1,20 m Diámetro: 1,05 m
Marca: HP: RPM: Volt: Amp: Ciclos:
DIMENSIONES Altura: 3,40 m Diâmetro: 1,90 m
MOTOR Lincolin 3 1750 208-230/460 9,3-8,4/4,2 60 MOTOR Marca: Weg HP: 10 RPM: 1800 Volt: 220/440 Amp: 20/10 Ciclos: 60
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ESTADO
OPERATIVO
INOPERATIVO
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 2.1.4. Área de pruebas metalúrgicas Tabla N° 4: Descripción de equipos del área de Pruebas Metalúrgicas. EQUIPO
MARCA
AGITADOR DE LABORATÓRIO (Celda Unitária)
DENVER
ROT – TAP
HAVER& BOECKER
MOLINO DE BOLAS DE LABORATÓRIO
DENVER Capacidad: 1 Kg
PULVERIZADORA
BRAUN CORP
DESCRIPCION MOTOR Marca: Máster Volt: 115/230 Amp: 1,6/2,3 RPM: 1725 MOTOR Volt: 220 Amp: 9 MOTOR Volt: 115/230 RPM: 1725
Marca: Amp: RPM: Volt:
ESTADO
OPERATIVO
OPERATIVO
OPERATIVO
MOTOR General Electric 8,24/4,75 1725 Hz 220/380
OPERATIVA
2.1.5. Área de análisis químico Tabla N° 5: Descripción de equipos del área de Análisis Químico EQUIPO
DIMENSIONES
DESCRIPCION
ESTADO
DIMENSIONES Largo exterior: 60 cm. HORNO DE
Largo interior: 50 cm.
FUNDICIÓN
Altura exterior: 60 cm.
ELÉCTRICO
Altura interior: 25 cm.
MONOFÁSICO
Ancho exterior: 60 cm.
(10 KWatts)
Ancho interior: 40 cm. Altura base:
60 cm.
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Analógico
OPERATIVO
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES DIMENSIONES HORNO DE
Largo exterior: 60 cm.
FUNDICION
Largo interior: 45cm.
ELECTRICO
Altura exterior: 60 cm.
MONOFÁSICO
Altura interior: 20cm.
(8 KWatts)
Ancho exterior: 60 cm.
Digital
OPERATIVO
Digital
OPERATIVO
Ancho interior: 20cm. DIMENSIONES HORNO DE
Largo exterior: 70 cm.
COPELACIÓN
Largo interior: 60 cm.
ELECTRICO
Altura exterior: 60 cm.
MONOFÁSICO
Altura interior: 36 cm.
(4 KWatts)
Ancho exterior: 60 cm. Ancho interior: 36 cm. Altura base:
43 cm
2.2. Descripción de instrumentos Tabla N° 6: Descripción de Instrumentos INSTRUMENTOS BALANZA DIGITAL
DESCRIPCIÓN
MODALIDAD
Capacidad: 500 g OPERATIVA
2.3. Descripción de Materiales y Reactivos Tabla 7. Descripción de los Materiales del Laboratorio. Vasos de precipitación
MATERIALES Cucharas, Pinzas
Lingotera
Escorificadores
Frascos de plástico o vidrio
Tenazas
Baldes
Cápsulas de porcelana
Crisoles refractarios
Papel indicador de pH
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Tabla 8. Descripción de los reactivos del laboratorio. REACTIVOS Litargirio
Colectores
Bicarbonato de sodio
Depresores
Bórax
Espumantes
Agua Destilada
Activadores
Harina
Sílice
CAPITULO III 3. FUNDAMENTO TEORICO 3.1. Análisis de oro y plata por vía seca El ensayo al fuego ha sido usado hace más de 2000 años atrás para determinar la cantidad de oro presente en un mineral. El oro y la plata son colectores mediante un fundente (Flux), acá se obtiene dos fases: una fase de escoria y la otra fase metálica constituida por plomo, el cual colecta los metales nobles de interés (Au y Ag).Los dos líquidos se separan en dos fases debido a su respectiva inmiscibilidad y gran diferencia de densidad, éstos solidifican al enfriar. El plomo sólido (con los metales nobles colectados) es separado de la escoria como un régulo. Este régulo de plomo obtenido es oxidado en caliente en copela de magnesita y absorbido por ella, quedando en su superficie el botón de oro y plata. Fórmula para determinar la ley de oro:
3.1.1. Reactivos utilizados para el análisis de minerales por Vía Seca. Para el análisis de Minerales por vía seca se añaden a la muestra reactivos los cuales conforman el flux y son los siguientes:
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Litargirio (PbO): Es el reactivo más importante en la fundición, una parte del litargirio reduce a plomo metálico mediante el almidón o cualquier otro reductor y desempeña como colector del Au y Ag en cualquier mineral y su punto de fusión 883ºC; densidad 9,25 g/cm3 Carbonato de sodio (Na2CO3): Es un poderoso fundente básico que funde a 852ºC, cuya densidad: 2,5 g/cm3; en presencia de Sílice, el carbonato de sodio forma Silicato de Sodio con el desprendimiento de Dióxido de Carbono. Cuando funde tiene la particularidad de disolver o mantener en suspensión algunos materiales de ganga además se combina con la sílice y alúmina produciendo silicatos fusibles y aluminatos. Bórax (Na2B4O7): Punto de fusión 742ºC; es un flux ácido, se combina con los componentes básicos y algunos constituyentes ácidos de la ganga produciendo boratos complejos y mezclas de borato. La sílice también se disuelve en cierta extensión con bórax fluido. Sílice (SiO2): Punto de fusión 1755ºC; densidad: 2,6 g/cm3; es un flux ácido, se combina con óxidos metálicos para dar silicatos, que en ciertos casos son bastantes más fusibles que la misma sílice. Harina: Es el agente reductor; contiene carbón el que reduce el plomo desde el litargirio. Nitrato de potasio (KNO3): Comúnmente conocido como nitro, es un poderoso agente oxidante, se funde a 339ºC, densidad: 2,1 g/cm3 se funde a temperatura baja, sin alteración, pero a una temperatura más alta se rompe, liberando oxígeno, que oxida el azufre y muchos de los metales, especialmente el plomo y el cobre La dosificación general de reactivos mencionados para una muestra de X gramos de mineral tomado para un análisis, es como se muestra en la Tabla 1. Tabla 09. Dosificación de reactivos para minerales oxidados y sulfurados.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES REACTIVOS
MINERAL OXIDADO
Bórax
MINERAL SULFURADO
X/2
X/2
Carbonato de sodio
X
X
Litargirio
3X
3X
Harina
X/5 - X/4
-
Sílice
X/7 – X/5
X/7 – X/5
-
X/5 - X/4
Nitrato de potasio
3.1.2. Etapas del análisis de oro y plata por vía seca Reducción primaria de tamaño Con la ayuda de las chancadora de quijada se realiza la reducción del mineral hasta un tamaño de ¼ pulg ya que la heterogeneidad de tamaño dificulta el muestreo. Debe tenerse en cuenta que el material no se contamine. Muestreo Es una operación en la cual se obtiene una pequeña cantidad representativa (conservando su composición). La heterogeneidad en tamaños, dificulta el muestreo, por lo tanto se hace luego de una reducción en tamaños de partículas. En el laboratorio se utiliza el método de cuarteo. Este es un método muy antiguo, aplicable a cantidades menores de 50 toneladas, las que las partículas tengan un diámetro no mayor de 5 cm. El procedimiento es el siguiente: El mineral se extiende sobre una superficie plana, fácil de limpiar; si la cantidad de material a muestrear es muy grande, se apila de forma cónica a través de una pala, haciendo caer cada palada exactamente en la punta del cono, esta operación se repite 2 o 3 veces con el propósito de dar a las partículas una distribución homogénea. En caso que la cantidad de mineral sea menor, la homogenización se realiza por el roleo, posteriormente el material se distribuye para formar primero un cono truncado y después una “torta” circular plana, respetando lo máximo posible la simetría lograda en el paso anterior, finalmente la “torta” circular se divide en 4 partes a lo largo de 2 diagonales perpendiculares entre sí. Dos cuartos opuestos se separan como muestras y el par restante
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES constituye el rechazo. El proceso se repite varias veces hasta llegar a obtener el volumen de muestra deseada Reducción secundaria de tamaño: Si la muestra contiene humedad se seca por un tiempo de 15 a 20 min, luego se procede a reducir de tamaño el mineral hasta un tamaño de malla -100, esto se logra con ayuda de una pulverizadora hasta que quede tipo talco o también se usa el molino de bolas, el tiempo de molienda o pulverizado varia de (20-25) minutos de acuerdo a la dureza del mineral. Fundición La preparación del flux depende del mineral ya sea oxido o sulfuro, luego se mezcla con 20g del mineral pulverizado y se lleva al horno a una temperatura de 950ºC – 980ºC y un tiempo que varía entre 45 min a 60 min, para óxidos y sulfuros respectivamente. Retiramos el crisol con la ayuda de las tenazas, se vierte el contenido en la lingotera y se deja enfriar por un tiempo de 5 a 10 min aprox. Retiramos el régulo con la ayuda de una punta de acero y posteriormente con el martillo retiramos la escoria, para obtener el régulo al cual se le da una forma cúbica. Reacciones que se dan durante la fundición de la muestra: PbS + 3 PbO + Na2 CO3
4 Pb + Na2 SO4 + CO2
ZnS + 4 PbO + Na2 CO3
4 Pb + ZnO + Na2SO4 + CO2
2 FeS2 + 15 PbO + 4 Na2CO3
15 Pb + Fe2O3 + 4 Na2SO4 + 4 CO2
El carbonato de sodio, la sílice y el bórax reaccionan: Na2CO3 + SiO2
Na2SiO3 + CO2
Na2CO3 + Al2O3
Na2Al2O4 + CO2
Na2B4O7 + 2CaO
Na2O. 2CaO. 2B2O3
Si el régulo pesa demasiado, se debe a la presencia excesiva de sulfuros en la muestra, como pirita. Este efecto se regula con la adición de nitrato de potasio, que reacciona:
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 5Pb + 2KNO3
5PbO + K2O + N2
2FeS2 + 6KNO3
Fe2O3 + 4SO3 + 3K2O + 3N2
Si por el contrario el régulo es muy pequeño, se debe a la poca o nula presencia de sulfuros en la muestra y se corrige con la adición de un reductor (harina que al quemarse queda como carbón: 2PbO + C
2 Pb + CO2
Copelación El régulo de forma cúbica es colocado sobre una copela precalentada (hasta 850 °C) y se introduce al horno eléctrico. Durante este proceso el Pb y otras impurezas que forman el régulo, se oxidan, quedando finalmente el oro y la plata (botón), en la copela, el horno de mufla es encendido tanto con el horno de fundición, que la copela desde estar caliente a una temperatura aprox. de 800ºC. Cuando en el interior de la copela se observa un color rojo vivo, indica que es la temperatura necesaria para colocar el botón de plomo. Dentro de 15 minutos aproximadamente cuando se ha fundido y se observa su superficie brillante, se entreabre un poco la puerta y se deja que se efectúe el proceso de copelación. Cuando se acerca el final de copelación, se forma irisaciones sobre la superficie del botón, que van desapareciendo, poco a poco, y que se deben a capas tenues de óxidos de plomo que cubren el botón, Finaliza la copelación cuando el régulo disminuye su volumen y se produce un “relampagueo” originado al momento de consumirse el plomo y queda sólo un botón de metales preciosos que súbitamente solidifican (doré). Esto indica que la operación ha terminado y nos encontramos con un botón que contiene oro y plata. Refinación Una vez fría la copela se separa el doré con una pinza, sobre un yunque se lo lamina. Se coloca este botón laminado en la cápsula de porcelana, se vierte la solución de nitrato de plata en concentración de 1/6 y luego se lleva a una estufa entre 50-100 ºC para
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES que se disuelva la plata no se recomienda hervir porque puede ocasionar perdidas por burbujeo. Se procede a lavar 3 veces con agua destilada para eliminar el nitrato de plata que quedaría, y se agrega nitrato de plata concentrado siguiendo las mismas sugerencias que con ácido 1/1. Luego, previo lavado con agua destilada 3 veces, se procede a calentar la cápsula por aproximadamente 20- 25 minutos hasta obtener una perlita de color amarillo- naranja característico del oro puro (refogado). La solución de nitrato se junta, para su posterior recuperación, mediante el cloruro de sodio, según la reacción. AgNO3 + NaCl
AgCl + NaNO3
Después se lava el precipitado y es reducido con zinc en presencia de agua acidulada con ácido sulfúrico, se exprime, se seca y funde: 2AgCl + Zn
Cl + 2Ag + ZnCl2
3.2 Análisis Granulométrico
Por granulometría o análisis granulométrico de un agregado se entenderá todo procedimiento manual o mecánico por medio del cual se pueda separar las partículas constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera que se puedan conocer las cantidades en peso de cada tamaño que aporta el peso total. Para separar por tamaños se utilizan las mallas de diferentes aberturas, las cuales proporcionan el tamaño máximo de agregado en cada una de ellas. En la práctica los pesos de cada tamaño se expresan como porcentajes retenidos en cada malla con respecto al total de la muestra. Estos porcentajes retenidos se calculan tanto parciales como acumulados, en cada malla, ya que con estos últimos se procede a trazar la gráfica de valores de material (Granulometría).
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 3.4.1 Ensayo de tamizado Para la realización de esta prueba se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna, donde se coloca el tamiz de mayor diámetro en la parte superior y en la parte inferior el de menor diámetro. Se agrega el material en la parte superior y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial llamada Ro-Tap. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices (Conservación de la Masa).
Figura 4. Ensayo de tamizado 3.4.2. Función de Distribución de Gates-Gaudin-Schuhmann Esta función tiene la siguiente expresión:
Donde: F(x): Porcentaje acumulado pasante. X0: Tamaño máximo de la distribución. α: Constante. Esto implica que si F(x)= 100 entonces x = x0; esto significaría que el 100% de las partículas son menores al tamaño x0.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES La forma común de representar la distribución Gates-Gaudin-Schuhmann es un gráfica log-log, donde las abscisas se plotea en log x, mientras que las ordenadas se consigna en log F(x).
Figura 5. Curva de Schuhmann
CAPITULO IV 4. ACTIVIDADES ENCOMENDADAS En este capítulo hablaremos acerca de las diversas actividades realizados en el laboratorio, mencionando los equipos y materiales utilizados en dichas actividades. 4.1. Análisis de Oro y Plata por vía seca 4.1.1. Objetivos: Preparación de un mineral aurífero, por los métodos de homogenización y reducción de muestras. Conocer, determinar la cantidad y composición de los fundentes usados en el flux. Calcular la ley de oro y plata, en una muestra de mineral, en g Au/TM. 4.2.2. Equipos y Materiales
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES EQUIPOS
MATERIALES
Chancadora
Pinzas para copela
Pulverizadora
Tenazas
Horno Eléctrico Tipo Mufla
Crisoles de arcilla
Balanza analítica
Lingotera
Agua destilada
Fundentes
Reactivos
4.2.3. Procedimiento: Mineral Tipo Oxido 1. Al pesar la muestra tenemos como resultado 20 gr un mineral tipo óxido. 2.
Luego usamos el método del cuarteo siempre y cuando la muestra no sea mayor a 5 kg y si fuera mayor empleamos el Separador de Jones cualquiera de los 2 métodos cumple con la función de homogenizar la muestra.
3. Estos 20gr le agregamos el flux. 4.
A continuación presentamos los porcentajes del flux. Tabla 15: Dosificación de Reactivos COMPONENTES
CANTIDAD (g)
Litargirio
42
Bórax
26
Bicarbonato de Sodio
26
Harina
4
Sílice
6
Mineral
20
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 5. Mezclamos el mineral con el flux preparado, lo metemos en el crisol luego codificamos la muestras antes de llevarla al horno tipo mufla a una temperatura de 900°C - 950ºC por un tiempo de 1 hora aproximadamente. 6.
Retiramos el crisol del horno y vertimos el contenido a la lingotera (previamente limpia), dejando que enfríe para después separar la escoria del régulo.
7.
Con ayuda de un martillo le damos una forma cúbica al régulo obtenido y adherimos con unos golpes la plata metálica, a este proceso se le llama encuarte.
8. Precalentamos las copelas en el horno, por un tiempo de 15-20 minutos para eliminar la humedad. Seguidamente llevamos a copelación los régulos encuartados, después colocamos en las copelas los régulos con su debido encuarte y codificación a una temperatura de 800°C - 850ºC aproximadamente y un tiempo de 20 a 40 min, es decir hasta que se forme el botón de doré. 9.
Retiramos los botones de doré para laminar, pesamos y luego llevamos a refinación.
10. Para refinar el doré se coloca en capsulas de porcelana con ácido nítrico diluido con la ayuda de una jeringa, primero con una concentración de 1/6 y se les calientan en una cocina eléctrica hasta que dejen de reaccionar (burbujear), luego se retiran el ácido reaccionado de las capsulas; ahí mismo después se les ataca con ácido nítrico con concentración 1/1 y se repiten los mismos pasos y por último se ataca con el ácido nítrico concentrado. Mineral Tipo Sulfuro 1. Al pesar la muestra tenemos como resultado 10gr un mineral tipo sulfuro. 2.
Luego se usamos el método del cuarteo siempre y cuando la muestra no sea mayor a 5 kg y si fuera mayor empleamos el Separador de Jones cualquiera de los 2 métodos cumple con la función de homogenizar la muestra hasta la obtención de unos 50g del mineral.
4.
Los 10g de mineral lo agregamos al escorificador para ser llevado al horno tipo mufla a una temperatura de 700°C a 750°C por unos 3-5 min aproximadamente para de esa
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES manera eliminar la pirita que se encontraba en la muestra y de esa manera poder trabajarlo como óxido. 4.
A continuación presentamos los porcentajes del flux para sulfuros. Tabla 15: Dosificación de Reactivos Componentes
Cantidad (g)
Litargirio
42
Bórax
26
Bicarbonato de Sodio
26
Harina
4
Sílice
6
Mineral
10
5. Mezclamos el mineral con el flux preparado, lo metemos en el crisol luego codificamos la muestras antes de llevarla al horno tipo mufla a una temperatura de 900°C - 950ºC por un tiempo de 1 hora aproximadamente. 6. Retiramos el crisol del horno y vertimos el contenido a la lingotera (previamente limpia), dejando que enfríe para después separar la escoria del régulo. 7.
Con ayuda de un martillo le damos una forma cúbica al régulo obtenido y adherimos con unos golpes la plata metálica, a este proceso se le llama encuarte.
8.
Precalentamos las copelas en el horno, por un tiempo de 15-20 minutos para eliminar la humedad. Seguidamente llevamos a copelación los régulos encuartados, después colocamos en las copelas los régulos con su debido encuarte y codificación a una temperatura de 800°C - 850ºC aproximadamente y un tiempo de 20 a 40 min, es decir hasta que se forme el botón de doré.
9.
Retiramos los botones de doré para laminar, pesamos y luego llevamos a refinación.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 10. Para refinar el doré se coloca en capsulas de porcelana con ácido nítrico diluido con la ayuda de una jeringa, primero con una concentración de 1/6 y se les calientan en una cocina eléctrica hasta que dejen de reaccionar (burbujear), luego se retiran el ácido reaccionado de las capsulas; ahí mismo después se les ataca con ácido nítrico con concentración 1/1 y se repiten los mismos pasos y por último se ataca con el ácido nítrico concentrado. 4.2.5. Conclusiones: Se determinó la cantidad de flux a utilizar para analizar una muestra de mineral. Se aprendió los métodos para realizar la homogenización de un mineral así como también los pasos a seguir para el análisis de Au y Ag por vía seca tanto para óxidos como para sulfuros.
4.2.6. Recomendaciones: Limpiar los equipos y lavar cada uno de los materiales que se usan para evitar contaminación de la muestra. Investigar hacer de los reactivos usados en el flux. Tener cuidado especial al momento de realizar el ataque químico, los pesos de flux y oro refinado. Pesar el régulo, ya que si es menos de 20 gramos, quiere decir que hay muestra que se ha perdido en el momento de colar.
4.5 Análisis Granulométrico Se tomó la muestra N°1 de 1 kg de mineral.
4.5.1. Objetivos Determinar el porcentaje de retenido de cada malla a utilizar Aprender a presentar los datos obtenidos de un análisis granulométrico y ser capaz de interpretarlos. Determinar la gráfica de Gates-Gaudin-Schuhmann.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
4.6.2 Material, Equipo e Instrumentos MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMETOS Tamices
Ro-Tap
Mineral
Balanza
Bandejas
Brochas
4.5.3. Procedimiento Muestra N°1 Se pesó un mineral tipo oxido con cierta codificación Se tamizo por las mallas 4, 10, 35, 50, 70, 100, -100, en el Ro-Tap por 15 minutos. Se pesó cada cedazo para obtener su peso retenido. Aplicamos los cálculos para la obtención de la Gráfica de Schuhmann
4.5.4. Resultados Para la muestra N°1
Malla
Abertura (um)
4 10 35 50 70 100 -100 TOTAL
4750 2000 500 300 212000 150000 -150
Peso Alimentacion(gr)
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105.17 150.84 258.75 62.81 48.33 68.05 298.18 992.13
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 4.5.5. Conclusiones Se determinó la respectiva distribución de mineral en cada tamiz trabajado. Se concluye que hay distinto tipos de cedazos ya nos referimos al número de mallas que pueden variar no solo por su abertura si no por el tipo de sistema ya sea Tyler o ASTM.
Se determinó la grafica Gates-Gaudin-Schuhmann con los cálculos obtenidos.
4.5.6. Recomendaciones Emplear equipos vibratorios para realizar un análisis de la manera adecuada. Utilizar balanza analítica para tener datos más exactos y menos margen de error. Cuando se trabajan con las mallas no emplear las manos para limpiar las mallas si no una brocha para no dañar las mallas.
CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.3. Conclusiones Se logró obtener conocimientos básicos de las diversas operaciones y/o procesos relacionado a la metalurgia de los metales preciosos, también el funcionamiento y dominio de los diferentes equipos e instrumentos del laboratorio. Se realizó la refinación de Au y Ag varias veces en diferentes minerales en el laboratorio de procesamiento. Se ha obtenido importantes conocimientos acerca de los principales procesos para tratar minerales auríferos, así como sus variables de operación. Se logró reparar nuevamente el tanque de cianuración que se encontraba inoperativo de la misma manera también se puso operativo la pulverizado pequeña.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 5.4. Recomendaciones Al realizar el análisis por vía seca a minerales sulfurosos, para eliminar el azufre (pirita) evitar estar en el área de fundición por lo que se elimina el plomo y como sabemos es muy contaminante. Se recomienda ser cuidadosos en la manipulación de las muestras para evitar errores en los resultados de la muestra. Para evitar algún accidente, las vías de de las diferentes áreas de producción de la Planta Piloto deben estar libre de cualquier obstáculo. En el área de fundición, copelación y en el área del ataque químico se recomienda la instalación de una campana extractoras de gases para evitar contaminación del medio ambiente y por consiguiente la de uno mismo. Para obtener una alta recuperación de oro mediante la cianuración, es necesario que las partículas tengan una granulometría adecuada, para que el NaCN logre disolver a todo el oro diseminando en las partículas.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BEJARANO, P. (2012) “Informe de prácticas pre – profesionales en el laboratorio de procesamiento de minerales de la Universidad Nacional de Trujillo”. Trujillo – Perú. BAZAN, H. (2012) “Informe de prácticas pre – profesionales en el laboratorio de procesamiento de minerales de la Universidad Nacional de Trujillo”. Trujillo – Perú. ZUÑIGA, W. (2014) “Informe de prácticas pre – profesionales en el laboratorio de
procesamiento de minerales de la Universidad Nacional de Trujillo”. Trujillo – Perú. TECSUP (2008) “Fire assay”. Programa de capacitación continua. Lima – Perú. Alvarez, V. “Fundamentos de Flotación de Minerales”. (Investigación). 2012. http://www.slideshare.net/VictorAlvarez2/flotacion (1 de Abril del 2014) Alvarez, V. “Análisis Granulométrico”. (Investigación). 2011. http://www.slideshare.net/lizeth04/curso-metalurgia-1-capitulo-ii-2011 (24 de Marzo del 2014) Lara, F. “Proceso de Cianuración”. (Investigación). http://www.bvcooperacion.pe/biblioteca/bitstream/123456789/5010/1/BVCI0004359.pd f (24 de Marzo del 2014) López, A. “Concentración Gravimétrica de oro y plata”. (Noticia). 1999. http://www.metso.com/miningandconstruction/mct_service.nsf/webwid/wtb-12011822576-3d956/$file/166.pdf (22 de Marzo del 2014)
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Pavez, O. “Concentración de Minerales I”. (Investigación). http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Pavez/APUNTES%20DE%20CONCENTRACI% C3%83%E2%80%9CN%20DE%20MINERALES%20I.pdf (2 de Abril del 2014) Zenteno, C. “Evaluación de Análisis de Oro”. (Noticia). 2009. http://www.slideshare.net/jekada/determinacin-analtica-del-oro (20 de Marzo del 2014) APÉNDICE
ANEXOS
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CHANCADORA PRIMARIA DE QUIJADA
CHANCADORA SECUNDARIA DE QUIJADAS. PULV ERIZ ADO RA DE DISC OS.
CHANCADORA DE QUIJADAS PRIMARIA (INOPERATIVA).
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
HORNO PARA COPELACIÓN (IZQUIERDA) Y HORNO TIPO MUFLA PARA FUNDICIÓN (DERECHA)
MOLINO DE BOLAS (IZQUIERDA) Y TOLVA DE FINOS (DERECHA).
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
SECADORA
SEPARADOR DE JONES
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
MOLINO
RO-TAP
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
CRISOL.
ESCORIFICADOR
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES COPELA.
LINGOTERA.
COCINA ELÉCTRICA
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES BALANZA ANALÍTICA DE 4 DECIMALES.
EQUIPO DE AGITACIÓN EN BOTELLA.
BALANZA ANALÍTICA DE 6 DECIMALES
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INFORME DE PRÁCTICAS PRE – PROFESIONALES LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES AREA DE METALURGIA EXTRACTIVA
Practicante: Gutierrez Salas, Christian Marin
Ingeniero Responsable: Vega González, Juan Antonio
Periodo: 07/01/2014
AL 14/04/2014
TRUJILLO – PERÚ 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA
INFORME DE PRÁCTICAS PRE – PROFESIONALES LABORATORIO DE PROCESAMIENTO DE MINERALES AREA DE METALURGIA EXTRACTIVA
Practicante: Lynn Hans Narro T.
Ingeniero Responsable: Vega González, Juan Antonio
Periodo: 07/01/2014
AL 14 /04/2014
TRUJILLO – PERÚ 2014
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES AGRADECIMIENTO
Por intermedio del presente informe expreso mi más sincero agradecimiento a los docentes del Departamento Académico de Ingeniería
de Minas y Metalúrgica de la
Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Trujillo, por los conocimientos transferidos y los consejos proporcionados y que han contribuido a mi formación como persona y alumno.
Asimismo, hago extensivo mi agradecimiento al jefe de departamento Dr. Nilthon Zavaleta Gutiérrez y al director de escuela Dr. Jorge Vera Alvarado por haberme brindado las facilidades y la oportunidad de realizar mis prácticas pre – profesionales en el laboratorio de Procesamiento de Minerales de la Escuela de Ingeniería Metalúrgica.
Al
Ing. Juan Antonio Vega González mi reconocimiento y respeto por su
contribución con sus enseñanzas y consejos en esta rama de la metalúrgica, ya que gracias a la experiencia adquirida en su vida profesional cuyos saberes me los ha transmitido de manera desinteresada.
Asimismo agradecer a mis padres y a todas aquellas personas que siempre me proporcionaron su ayuda desinteresada, quienes de cierta manera han cooperado en la motivación que necesite para la culminación del presente informe.
Atentamente:
GUTIERREZ SALAS, CHRISTIAN MARIN
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
RESUMEN
El presente informe de prácticas-profesionales, trata sobre el desarrollo de mis tareas realizadas y experiencias adquiridas en el Laboratorio de Procesamiento de Minerales de la Escuela de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Nacional de Trujillo que complementado con la teoría y explicación de los procesos así como la descripción de los equipos, proporcionan al alumno de ingeniería metalúrgica y ramas afines una herramienta de estudio. El periodo fue de 3 meses, desde el 07 de Enero del 2014 al 14 de Abril del 2014.
El informe tiene como fin dar a conocer las áreas en la que está distribuido el laboratorio así como presentar a los equipos y describir los diferentes análisis y pruebas que se realizan y rescatar los trabajos de mantenimiento de equipos que se han realizado.
En el capítulo I y II se hace mención de los antecedentes y ubicación del Laboratorio de Procesamiento de Minerales, la descripción de los equipos y además se detallan los procedimientos de las diferentes operaciones; en el capítulo III se señalan los trabajos encomendados como: análisis químico vía seca para determinar la ley de oro y plata de minerales oxidados y sulfurados, análisis de una solución cianurada, prueba de cianuración en botella, prueba de cianuración en columna. En el capítulo IV se presentan los resultados de cada trabajo encomendado y en el capítulo V se resalta las recomendaciones generales y se puntualiza las conclusiones.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CONTENIDO Agradecimiento ..................................................................................................................i
Resumen ........................................................................................................................... ii
Contenido ........................................................................................................................ iii
Introducción ......................................................................................................................viii
CAPITULO I 1.
Antecedentes .............................................................................................................1
1.1 Localización del laboratorio de procesamiento de minerales ....................................1 1.2 Sector al que pertenece ................................................................................................ 1 1.3 Áreas del laboratorio de procesamiento de minerales .................................................2 Área de Preparación de reactivos. .........................................................................2 Área de Conminución de Minerales…………… ......……………………....……2 Área de Chancado y Pulverizado………………….......…………………………2 Área de Molienda……………………………………… ......……………………2 Área de Pruebas Metalúrgicas ...............................................................................3 Área de Lixiviación ............................................................................................... 3 Área de Fundición, copelación y refinación .......................................................... 3 Área de Biolixiviacion ........................................................................................... 3 Diagrama de la Distribución del Laboratorio……………... .......………………..4 Diagrama de Flujo del Laboratorio…………………………… .......……………5
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPITULO II 2. Descripción de equipos, instrumentos, materiales y reactivos.. .............................. 6 2.1. Descripción de Equipos .............................................................................................. 6 2.1.1 Área de Chancado….......…………………………………………………………..7 2.1.2 Área de Molienda……… .......……………………………………………………..7 2.1.3 Área de Lixiviación………… .......………………………………………………...8 2.1.4 Área de Pruebas Metalúrgicas…… .......…………………………………………...9 2.1.5. Área de Análisis Químico…………… ....... ……………………………………..10 2.2. Descripción de Instrumentos………………… .......…………………………….... 11 2.3. Descripción de Materiales y Reactivos…………… .......………………………….11 CAPITULO III 3. Fundamento Teórico…………………………………… .........……………………12 3.1. Análisis de oro y plata por vía seca………………………… ........………………..12 3.1.1. Reactivos utilizados para el Análisis de Minerales por Vía Seca......... ……….…12 3.1.2. Etapas del análisis de oro y plata por vía seca……………………… ......... ….…14 Reducción primaria de tamaño…………………………………………... .........14 Muestreo……………………………… ......... ……………………………….…14 Reducción Secundaria de Tamaño………… ........……………………………..14 Fundición………………………………………… .........………………………15 Encuarte………………………………………………… .........……….……….16 Copelación…………………………………………………… .........…...……...16
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Refinación……………………………………………………………..........…..16
3.2. Prueba de cianuración en botella ..............................................................................17 3.2.1. Termodinámica de la Cianuración…… .....………………………………………18 3.2.2. Cinética de la Cianuración……………… ..... ……………………………………19 3.2.3. Factores de titulación……………………… .....………………………………...21 3.3. Prueba en Columna……………………………….....…………………………….25 3.3.1. Variables y factores que se obtienen a partir de la prueba de columna… .....……22 3.3.1.1. Cianuración en pilas…………………………………………………… ....….23 3.3.1.2 Proceso Merrill – Crowe………………………….....…………………….….23 3.4
Análisis Granulométrico ……………………………… .....…………………….24
3.4.1 Ensayo de tamizado……………………………………… .....……………...….24 3.4.2 Función de Distribución de Gates-Gaudin-Schuhmann……… ....……………….25
CAPITULO IV 4. Actividades Encomendadas………………………………………… ...... …………27 4.1. Limpieza y Mantenimiento de los ambientes del laboratorio…………..... ……….27 4.2. Análisis de Oro y Plata por vía seca……………………………………… .....……27 4.2.1. Objetivos………………………………………….....……………….……….…27 4.2.2. Equipos y Materiales………………………………… .....…….………..………27 4.2.3. Procedimiento…………………………………………..… .....…………………28 4.2.4. Resultados del Análisis Vía Seca……………………………… ....……………..31 4.2.5. Conclusiones………………………………………………………..... ………….31 4.2.6. Recomendaciones…………………………………………………… .... ………. 32 4.3.Análisis de Prueba en Botella……………………………………………… ....……32 4.3.1. Objetivos…………………………………………....……………………………32
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 4.3.2. Materiales, equipos, instrumentos y reactivos……… ....………………………...33 4.3.3. Procedimiento……………………… ....………………………………………..33 4.3.4. Resultados………………………………... …………………………………….34 4.3.5. Conclusiones………………………………....…………………………………35 4.3.6. Recomendaciones…………………………… ...……………………………….35 4.4 Prueba de Cianuración en Columna……………… ...…………………………….36 4.4.1. Objetivos…………………………………………...……………………..…….36 4.4.2. Equipos y Materiales……………………………… ....………….……………..36 4.4.3. Procedimiento………………………………………… ....…..…………………36 4.4.5 Resultados…………………………………………………....…………………38 4.4.5. Conclusiones…………………………………..………….…...……….……….38 4.4.6. Recomendaciones…………………………………..………..… ....……………..38 4.5 Análisis Granulométrico………………………………..………..…. ....... …………39 4.5.1. Objetivos……………………………………………...………………........ …….39 4.5.2 Material, Equipo e Instrumentos……… ....... ………..…..……………………..39 4.5.3 Procedimiento……………………………… ........……….…………………….39 4.5.4 Resultados……………………………........ ……………………………………40 4.5.5 Conclusiones………………………………..........………..……………………41 4.5.6 Recomendaciones……………………………….. ......…………………………41 4.6 Visita
técnica
a
la
planta
concentradora
de
minerales
“Virgen
de
Puerta”………………………………………………… .........……………………41
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la
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPITULO V 5. Conclusiones y Recomendaciones 5.1. Conclusiones............................................................................................................47 5.2. Recomendaciones ....................................................................................................47 Referencias bibliográficas………………………………………………………. ..........49 Apéndice……………………………………………………………… ............ ………..51 Anexos……………………………………………………………… ............ ………….64
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES INTRODUCCIÓN
La minería es uno de los sectores más importantes de la economía peruana y representa normalmente más del 50% de las exportaciones peruanas. La metalurgia extractiva juega un rol importante en la metalurgia ya que se estudia y aplica operaciones y proceso para el tratamiento de minerales, aplicando las leyes de la mecánica y la termodinámica a las operaciones de reducción de tamaño, separación solidó/sólido y sólido/líquido y ataque químico de soluciones a diferentes temperaturas. El Metalurgista trabaja en estos procesos, evaluando y controlando las variables de operación y actualizándose en nuevas técnicas, métodos y tecnologías lo cual a su vez es fundamental para un exitoso desempeño profesional. Gracias al apoyo del ingeniero que día a día nos capacita para poder desempeñar nuestras tareas asignadas con eficacia y eficiencia, e incentiva al mantenimiento y limpieza de la maquinaria de laboratorio
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPITULO I 1.
Antecedentes. La Planta que hoy podemos apreciar tiene sus inicios en el año de 1983
aproximadamente, en la actualidad cuenta con equipos de chancado, molienda, celdas de flotación y una mesa gravimétrica etc. En la década de los 90 se fue adquiriendo y construyendo más equipos, también se realizaron algunas instalaciones tales como de agua y sistema eléctrico. Entre los trabajos que realizó la Planta Piloto se puede mencionar el tratamiento de minerales oxidados y relaves de baja ley, concentrándolos primero por flotación, gravimetría y luego aplicando cianuración. Posteriormente, la Planta empezó a realizar cianuración en vat y en tanques agitadores, y a llevar acabo también la adsorción y desorción del carbón activado. Al mismo tiempo, debido al impulso que estaba teniendo la minería en el país, también se comienza a brindar el servicio de análisis de minerales a los mineros de la región. En el año 2005 se hizo una ampliación de la Planta, donde se instaló un molino de bolas con capacidad de 400 Kg aproximadamente y 2 tanques de agitación de 8,5 m3 con el fin de ampliar el campo en el tratamiento de minerales auríferos mediante lixiviación en tanques. Para el 2013 el laboratorio adquirió una pulverizadora de disco, que es una máquina que se encargan de reducir el tamaño y puede llegar hasta convertir en polvo el material y otro beneficio fue el ahorro de tiempo que nos brinda esta máquina. 1.1. Localización del laboratorio de procesamiento de minerales. Esta planta
piloto de procesamiento de minerales está ubicada en el pabellón de
Ingeniería Metalúrgica, facultad de ingeniería en el campus de la Universidad Nacional de Trujillo, en la Av. Juan Pablo II S/N. 1.2. Sector al que pertenece. Según su finalidad y producción está orientado al sector Minero Metalúrgico. Enfocada a la educación, capacitación y entrenamiento impartido a los estudiantes de Ingeniería metalúrgica.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 1.3 Áreas del laboratorio de procesamiento de minerales. Área de Preparación de reactivos. Este espacio es donde se almacenan los reactivos que se va utilizar para las diferentes pruebas metalúrgicas que realizan, como los flux para la prueba de vía seca, el cianuro para la prueba en botella y prueba en columna, etc también podemos encontrar 2 Celdas de Flotación para que se puedan realizar las pruebas de flotación bulk y diferencial. Área de Conminución de Minerales. En esta área utilizan equipos como Chancadora Primaria y el Ro-Tap. Esta área es muy importante para el laboratorio ya que para que se puedan realizar las pruebas metalúrgicas, es muy importante el tamaño del mineral ya que si no están en la granulometría adecuada la prueba realizada no cumpliría con el requisito de la teoría. Aquí el Ro-Tap contiene las mallas necesarias para realizar el análisis granulométrico. Área de Cuarteo. En esta zona realizan el cuarteo del mineral para la homogenización del mineral y así obtener una muestra representativa del mineral a analizar. Área de Chancado y Pulverizado. El laboratorio consta de 2 chancadoras, la chancadora primaria reduce el mineral hasta () y la chancadora secundaria reduce el mineral hasta ¼ de pulgada para que de esa manera el mineral se encuentre apto para la pulverizadora. Área de Molienda. Cuenta con dos secciones: Molienda primaria Consta de un molino con una capacidad máxima de 400 kg aproximadamente Molienda secundaria Esta etapa se utiliza cuando se requiere de una muestra muy fina, generalmente se usa cuando se van a realizar análisis de leyes y contenidos valiosos. Para este proceso se utiliza un molino batch de capacidad máxima de 1 kg de capacidad.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Área de Lixiviación. En esta área se cuenta con dos tanques de agitación, para tratar mayormente minerales sulfurados con alta ley, así como también de un VAT de concreto y un VAT metálico para tratar minerales con alta ley y buena percolabilidad. También cuentan con una relavera de concreto y una poza para solución cianurada. Área de Fundición, copelación y refinación. Esta área cuenta con 3 hornos tipo mufla, que alcanza una temperatura de 1000 °C aproximadamente. Cada horno tiene una función específica ya que en el primero funden minerales pulverizados con flux para luego obtener el regulo, el segundo es para copelación en donde se coloca el regulo dentro de una copela pre-calentada y el tercer horno se usa para tostar mineral sulfuroso. En esta área se realiza la refinación del doré para obtener oro de 99,9% de pureza, se cuenta con los materiales necesarios como ácido nítrico, jeringas, agua y estufa eléctrica para ataque y refogado.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CAPÍTULO II 2. DESCRIPCIÓN
DE
EQUIPOS,
INSTRUMENTOS,
MATERIALES
Y
REACTIVOS DEL LABORATORIO 2.1. Descripción de equipos A continuación presentamos detalles de cada equipo del laboratorio de procesamiento de minerales usados para análisis y pruebas. 2.1.1. Área de chancado Tabla N° 1: Descripción de equipos del Área de Chancado EQUIPO
DIMENSIONES
DESCRIPCION
ESTADO
MOTOR Marca: HELIN GMPH CHANCADORA PRIMARIA DE QUIJADA
DIMENSIONES 4’’ x 6’’
HP:
2,2
Volt:
255/440
Amp:
7,5/4,3
RPM:
1715
OPERATIVO
MOTOR Marca: General Electric CHANCADORA SECUNDARIA DE QUIJADA
DIMENSIONES 2’’ x 3,5’’
HP:
2
RPM:
1720
Volt:
208 – 220/440
Amp:
6,6/3,3
Ciclos: 60
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OPERATIVO
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 2.1.2. Área de molienda Tabla N° 2: Descripción de equipos del Área de Molienda EQUIPO
DIMENSIONES
PULVERIZADORA MARCA: BRAUN CORP
MOLINO DE BOLAS
TOLVA DE FINOS
DESCRIPCION Marca: HP: Volt: RPM: Amp: Ciclos:
DIMENSIONES 9”
DIMENSIONES 4½’ x 2’ Capacidad: 400 kg
Marca: HP: Volt: RPM: Amp: Ciclos:
MOTOR General Electric 3 220/380 1725 8,24/4,75 60 MOTOR Dinamic 6,6 220 1720 15 60 Hz
ESTADO
OPERATIVO
OPERATIVO
INOPERATIVO
DIMENSIONES 0,6 x 0,6 x 0,5 m
2.1.3. Área de lixiviación Tabla N° 3: Descripción de equipos del Área de Lixiviación EQUIPO
TANQUE AGITADOR CÓNICO
TANQUE AGITADOR
DIMENSIONES
DESCRIPCION
DIMENSIONES Altura: 1,20 m Diámetro: 1,05 m
Marca: HP: RPM: Volt: Amp: Ciclos:
DIMENSIONES Altura: 3,40 m Diâmetro: 1,90 m
MOTOR Lincolin 3 1750 208-230/460 9,3-8,4/4,2 60 MOTOR Marca: Weg HP: 10 RPM: 1800 Volt: 220/440 Amp: 20/10 Ciclos: 60
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ESTADO
OPERATIVO
INOPERATIVO
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 2.1.4. Área de pruebas metalúrgicas Tabla N° 4: Descripción de equipos del área de Pruebas Metalúrgicas. EQUIPO
MARCA
AGITADOR DE LABORATÓRIO (Celda Unitária)
DENVER
ROT – TAP
HAVER& BOECKER
MOLINO DE BOLAS DE LABORATÓRIO
DENVER Capacidad: 1 Kg
PULVERIZADORA
BRAUN CORP
DESCRIPCION MOTOR Marca: Máster Volt: 115/230 Amp: 1,6/2,3 RPM: 1725 MOTOR Volt: 220 Amp: 9 MOTOR Volt: 115/230 RPM: 1725
Marca: Amp: RPM: Volt:
ESTADO
OPERATIVO
OPERATIVO
OPERATIVO
MOTOR General Electric 8,24/4,75 1725 Hz 220/380
OPERATIVA
2.1.5. Área de análisis químico Tabla N° 5: Descripción de equipos del área de Análisis Químico EQUIPO
DIMENSIONES
DESCRIPCION
ESTADO
DIMENSIONES Largo exterior: 60 cm. HORNO DE
Largo interior: 50 cm.
FUNDICIÓN
Altura exterior: 60 cm.
ELÉCTRICO
Altura interior: 25 cm.
MONOFÁSICO
Ancho exterior: 60 cm.
(10 KWatts)
Ancho interior: 40 cm. Altura base:
60 cm.
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Analógico
OPERATIVO
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES DIMENSIONES HORNO DE
Largo exterior: 60 cm.
FUNDICION
Largo interior: 45cm.
ELECTRICO
Altura exterior: 60 cm.
MONOFÁSICO
Altura interior: 20cm.
(8 KWatts)
Ancho exterior: 60 cm.
Digital
OPERATIVO
Digital
OPERATIVO
Ancho interior: 20cm. DIMENSIONES HORNO DE
Largo exterior: 70 cm.
COPELACIÓN
Largo interior: 60 cm.
ELECTRICO
Altura exterior: 60 cm.
MONOFÁSICO
Altura interior: 36 cm.
(4 KWatts)
Ancho exterior: 60 cm. Ancho interior: 36 cm. Altura base:
43 cm
2.2. Descripción de instrumentos Tabla N° 6: Descripción de Instrumentos INSTRUMENTOS BALANZA DIGITAL
DESCRIPCIÓN
MODALIDAD
Capacidad: 500 g OPERATIVA
2.3. Descripción de Materiales y Reactivos Tabla 7. Descripción de los Materiales del Laboratorio. Vasos de precipitación
MATERIALES Cucharas, Pinzas
Lingotera
Escorificadores
Frascos de plástico o vidrio
Tenazas
Baldes
Cápsulas de porcelana
Crisoles refractarios
Papel indicador de pH
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Tabla 8. Descripción de los reactivos del laboratorio. REACTIVOS Litargirio
Colectores
Bicarbonato de sodio
Depresores
Bórax
Espumantes
Agua Destilada
Activadores
Harina
Sílice
CAPITULO III 3. FUNDAMENTO TEORICO 3.1. Análisis de oro y plata por vía seca El ensayo al fuego ha sido usado hace más de 2000 años atrás para determinar la cantidad de oro presente en un mineral. El oro y la plata son colectores mediante un fundente (Flux), acá se obtiene dos fases: una fase de escoria y la otra fase metálica constituida por plomo, el cual colecta los metales nobles de interés (Au y Ag).Los dos líquidos se separan en dos fases debido a su respectiva inmiscibilidad y gran diferencia de densidad, éstos solidifican al enfriar. El plomo sólido (con los metales nobles colectados) es separado de la escoria como un régulo. Este régulo de plomo obtenido es oxidado en caliente en copela de magnesita y absorbido por ella, quedando en su superficie el botón de oro y plata. Fórmula para determinar la ley de oro:
3.1.1. Reactivos utilizados para el análisis de minerales por Vía Seca. Para el análisis de Minerales por vía seca se añaden a la muestra reactivos los cuales conforman el flux y son los siguientes:
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Litargirio (PbO): Es el reactivo más importante en la fundición, una parte del litargirio reduce a plomo metálico mediante el almidón o cualquier otro reductor y desempeña como colector del Au y Ag en cualquier mineral y su punto de fusión 883ºC; densidad 9,25 g/cm3 Carbonato de sodio (Na2CO3): Es un poderoso fundente básico que funde a 852ºC, cuya densidad: 2,5 g/cm3; en presencia de Sílice, el carbonato de sodio forma Silicato de Sodio con el desprendimiento de Dióxido de Carbono. Cuando funde tiene la particularidad de disolver o mantener en suspensión algunos materiales de ganga además se combina con la sílice y alúmina produciendo silicatos fusibles y aluminatos. Bórax (Na2B4O7): Punto de fusión 742ºC; es un flux ácido, se combina con los componentes básicos y algunos constituyentes ácidos de la ganga produciendo boratos complejos y mezclas de borato. La sílice también se disuelve en cierta extensión con bórax fluido. Sílice (SiO2): Punto de fusión 1755ºC; densidad: 2,6 g/cm3; es un flux ácido, se combina con óxidos metálicos para dar silicatos, que en ciertos casos son bastantes más fusibles que la misma sílice. Harina: Es el agente reductor; contiene carbón el que reduce el plomo desde el litargirio. Nitrato de potasio (KNO3): Comúnmente conocido como nitro, es un poderoso agente oxidante, se funde a 339ºC, densidad: 2,1 g/cm3 se funde a temperatura baja, sin alteración, pero a una temperatura más alta se rompe, liberando oxígeno, que oxida el azufre y muchos de los metales, especialmente el plomo y el cobre La dosificación general de reactivos mencionados para una muestra de X gramos de mineral tomado para un análisis, es como se muestra en la Tabla 1. Tabla 09. Dosificación de reactivos para minerales oxidados y sulfurados.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES REACTIVOS
MINERAL OXIDADO
Bórax
MINERAL SULFURADO
X/2
X/2
Carbonato de sodio
X
X
Litargirio
3X
3X
Harina
X/5 - X/4
-
Sílice
X/7 – X/5
X/7 – X/5
-
X/5 - X/4
Nitrato de potasio
3.1.2. Etapas del análisis de oro y plata por vía seca Reducción primaria de tamaño Con la ayuda de las chancadora de quijada se realiza la reducción del mineral hasta un tamaño de ¼ pulg ya que la heterogeneidad de tamaño dificulta el muestreo. Debe tenerse en cuenta que el material no se contamine. Muestreo Es una operación en la cual se obtiene una pequeña cantidad representativa (conservando su composición). La heterogeneidad en tamaños, dificulta el muestreo, por lo tanto se hace luego de una reducción en tamaños de partículas. En el laboratorio se utiliza el método de cuarteo. Este es un método muy antiguo, aplicable a cantidades menores de 50 toneladas, las que las partículas tengan un diámetro no mayor de 5 cm. El procedimiento es el siguiente: El mineral se extiende sobre una superficie plana, fácil de limpiar; si la cantidad de material a muestrear es muy grande, se apila de forma cónica a través de una pala, haciendo caer cada palada exactamente en la punta del cono, esta operación se repite 2 o 3 veces con el propósito de dar a las partículas una distribución homogénea. En caso que la cantidad de mineral sea menor, la homogenización se realiza por el roleo, posteriormente el material se distribuye para formar primero un cono truncado y después una “torta” circular plana, respetando lo máximo posible la simetría lograda en el paso anterior, finalmente la “torta” circular se divide en 4 partes a lo largo de 2 diagonales perpendiculares entre sí. Dos cuartos opuestos se separan como muestras y el par restante
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES constituye el rechazo. El proceso se repite varias veces hasta llegar a obtener el volumen de muestra deseada Reducción secundaria de tamaño: Si la muestra contiene humedad se seca por un tiempo de 15 a 20 min, luego se procede a reducir de tamaño el mineral hasta un tamaño de malla -100, esto se logra con ayuda de una pulverizadora hasta que quede tipo talco o también se usa el molino de bolas, el tiempo de molienda o pulverizado varia de (20-25) minutos de acuerdo a la dureza del mineral. Fundición La preparación del flux depende del mineral ya sea oxido o sulfuro, luego se mezcla con 20g del mineral pulverizado y se lleva al horno a una temperatura de 950ºC – 980ºC y un tiempo que varía entre 45 min a 60 min, para óxidos y sulfuros respectivamente. Retiramos el crisol con la ayuda de las tenazas, se vierte el contenido en la lingotera y se deja enfriar por un tiempo de 5 a 10 min aprox. Retiramos el régulo con la ayuda de una punta de acero y posteriormente con el martillo retiramos la escoria, para obtener el régulo al cual se le da una forma cúbica. Reacciones que se dan durante la fundición de la muestra: PbS + 3 PbO + Na2 CO3
4 Pb + Na2 SO4 + CO2
ZnS + 4 PbO + Na2 CO3
4 Pb + ZnO + Na2SO4 + CO2
2 FeS2 + 15 PbO + 4 Na2CO3
15 Pb + Fe2O3 + 4 Na2SO4 + 4 CO2
El carbonato de sodio, la sílice y el bórax reaccionan: Na2CO3 + SiO2
Na2SiO3 + CO2
Na2CO3 + Al2O3
Na2Al2O4 + CO2
Na2B4O7 + 2CaO
Na2O. 2CaO. 2B2O3
Si el régulo pesa demasiado, se debe a la presencia excesiva de sulfuros en la muestra, como pirita. Este efecto se regula con la adición de nitrato de potasio, que reacciona:
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 5Pb + 2KNO3
5PbO + K2O + N2
2FeS2 + 6KNO3
Fe2O3 + 4SO3 + 3K2O + 3N2
Si por el contrario el régulo es muy pequeño, se debe a la poca o nula presencia de sulfuros en la muestra y se corrige con la adición de un reductor (harina que al quemarse queda como carbón: 2PbO + C
2 Pb + CO2
Copelación El régulo de forma cúbica es colocado sobre una copela precalentada (hasta 850 °C) y se introduce al horno eléctrico. Durante este proceso el Pb y otras impurezas que forman el régulo, se oxidan, quedando finalmente el oro y la plata (botón), en la copela, el horno de mufla es encendido tanto con el horno de fundición, que la copela desde estar caliente a una temperatura aprox. de 800ºC. Cuando en el interior de la copela se observa un color rojo vivo, indica que es la temperatura necesaria para colocar el botón de plomo. Dentro de 15 minutos aproximadamente cuando se ha fundido y se observa su superficie brillante, se entreabre un poco la puerta y se deja que se efectúe el proceso de copelación. Cuando se acerca el final de copelación, se forma irisaciones sobre la superficie del botón, que van desapareciendo, poco a poco, y que se deben a capas tenues de óxidos de plomo que cubren el botón, Finaliza la copelación cuando el régulo disminuye su volumen y se produce un “relampagueo” originado al momento de consumirse el plomo y queda sólo un botón de metales preciosos que súbitamente solidifican (doré). Esto indica que la operación ha terminado y nos encontramos con un botón que contiene oro y plata. Refinación Una vez fría la copela se separa el doré con una pinza, sobre un yunque se lo lamina. Se coloca este botón laminado en la cápsula de porcelana, se vierte la solución de nitrato de plata en concentración de 1/6 y luego se lleva a una estufa entre 50-100 ºC para
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES que se disuelva la plata no se recomienda hervir porque puede ocasionar perdidas por burbujeo. Se procede a lavar 3 veces con agua destilada para eliminar el nitrato de plata que quedaría, y se agrega nitrato de plata concentrado siguiendo las mismas sugerencias que con ácido 1/1. Luego, previo lavado con agua destilada 3 veces, se procede a calentar la cápsula por aproximadamente 20- 25 minutos hasta obtener una perlita de color amarillo- naranja característico del oro puro (refogado). La solución de nitrato se junta, para su posterior recuperación, mediante el cloruro de sodio, según la reacción. AgNO3 + NaCl
AgCl + NaNO3
Después se lava el precipitado y es reducido con zinc en presencia de agua acidulada con ácido sulfúrico, se exprime, se seca y funde: 2AgCl + Zn
Cl + 2Ag + ZnCl2
3.2 Análisis Granulométrico
Por granulometría o análisis granulométrico de un agregado se entenderá todo procedimiento manual o mecánico por medio del cual se pueda separar las partículas constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera que se puedan conocer las cantidades en peso de cada tamaño que aporta el peso total. Para separar por tamaños se utilizan las mallas de diferentes aberturas, las cuales proporcionan el tamaño máximo de agregado en cada una de ellas. En la práctica los pesos de cada tamaño se expresan como porcentajes retenidos en cada malla con respecto al total de la muestra. Estos porcentajes retenidos se calculan tanto parciales como acumulados, en cada malla, ya que con estos últimos se procede a trazar la gráfica de valores de material (Granulometría).
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 3.4.1 Ensayo de tamizado Para la realización de esta prueba se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna, donde se coloca el tamiz de mayor diámetro en la parte superior y en la parte inferior el de menor diámetro. Se agrega el material en la parte superior y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial llamada Ro-Tap. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices (Conservación de la Masa).
Figura 4. Ensayo de tamizado 3.4.2. Función de Distribución de Gates-Gaudin-Schuhmann Esta función tiene la siguiente expresión:
Donde: F(x): Porcentaje acumulado pasante. X0: Tamaño máximo de la distribución. α: Constante. Esto implica que si F(x)= 100 entonces x = x0; esto significaría que el 100% de las partículas son menores al tamaño x0.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES La forma común de representar la distribución Gates-Gaudin-Schuhmann es un gráfica log-log, donde las abscisas se plotea en log x, mientras que las ordenadas se consigna en log F(x).
Figura 5. Curva de Schuhmann
CAPITULO IV 4. ACTIVIDADES ENCOMENDADAS En este capítulo hablaremos acerca de las diversas actividades realizados en el laboratorio, mencionando los equipos y materiales utilizados en dichas actividades. 4.1. Análisis de Oro y Plata por vía seca 4.1.1. Objetivos: Preparación de un mineral aurífero, por los métodos de homogenización y reducción de muestras. Conocer, determinar la cantidad y composición de los fundentes usados en el flux. Calcular la ley de oro y plata, en una muestra de mineral, en g Au/TM. 4.2.2. Equipos y Materiales
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES EQUIPOS
MATERIALES
Chancadora
Pinzas para copela
Pulverizadora
Tenazas
Horno Eléctrico Tipo Mufla
Crisoles de arcilla
Balanza analítica
Lingotera
Agua destilada
Fundentes
Reactivos
4.2.3. Procedimiento: Mineral Tipo Oxido 1. Al pesar la muestra tenemos como resultado 20 gr un mineral tipo óxido. 2.
Luego usamos el método del cuarteo siempre y cuando la muestra no sea mayor a 5 kg y si fuera mayor empleamos el Separador de Jones cualquiera de los 2 métodos cumple con la función de homogenizar la muestra.
3. Estos 20gr le agregamos el flux. 4.
A continuación presentamos los porcentajes del flux. Tabla 15: Dosificación de Reactivos COMPONENTES
CANTIDAD (g)
Litargirio
42
Bórax
26
Bicarbonato de Sodio
26
Harina
4
Sílice
6
Mineral
20
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 5. Mezclamos el mineral con el flux preparado, lo metemos en el crisol luego codificamos la muestras antes de llevarla al horno tipo mufla a una temperatura de 900°C - 950ºC por un tiempo de 1 hora aproximadamente. 6.
Retiramos el crisol del horno y vertimos el contenido a la lingotera (previamente limpia), dejando que enfríe para después separar la escoria del régulo.
7.
Con ayuda de un martillo le damos una forma cúbica al régulo obtenido y adherimos con unos golpes la plata metálica, a este proceso se le llama encuarte.
8. Precalentamos las copelas en el horno, por un tiempo de 15-20 minutos para eliminar la humedad. Seguidamente llevamos a copelación los régulos encuartados, después colocamos en las copelas los régulos con su debido encuarte y codificación a una temperatura de 800°C - 850ºC aproximadamente y un tiempo de 20 a 40 min, es decir hasta que se forme el botón de doré. 9.
Retiramos los botones de doré para laminar, pesamos y luego llevamos a refinación.
10. Para refinar el doré se coloca en capsulas de porcelana con ácido nítrico diluido con la ayuda de una jeringa, primero con una concentración de 1/6 y se les calientan en una cocina eléctrica hasta que dejen de reaccionar (burbujear), luego se retiran el ácido reaccionado de las capsulas; ahí mismo después se les ataca con ácido nítrico con concentración 1/1 y se repiten los mismos pasos y por último se ataca con el ácido nítrico concentrado. Mineral Tipo Sulfuro 1. Al pesar la muestra tenemos como resultado 10gr un mineral tipo sulfuro. 2.
Luego se usamos el método del cuarteo siempre y cuando la muestra no sea mayor a 5 kg y si fuera mayor empleamos el Separador de Jones cualquiera de los 2 métodos cumple con la función de homogenizar la muestra hasta la obtención de unos 50g del mineral.
4.
Los 10g de mineral lo agregamos al escorificador para ser llevado al horno tipo mufla a una temperatura de 700°C a 750°C por unos 3-5 min aproximadamente para de esa
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES manera eliminar la pirita que se encontraba en la muestra y de esa manera poder trabajarlo como óxido. 4.
A continuación presentamos los porcentajes del flux para sulfuros. Tabla 15: Dosificación de Reactivos Componentes
Cantidad (g)
Litargirio
42
Bórax
26
Bicarbonato de Sodio
26
Harina
4
Sílice
6
Mineral
10
5. Mezclamos el mineral con el flux preparado, lo metemos en el crisol luego codificamos la muestras antes de llevarla al horno tipo mufla a una temperatura de 900°C - 950ºC por un tiempo de 1 hora aproximadamente. 6. Retiramos el crisol del horno y vertimos el contenido a la lingotera (previamente limpia), dejando que enfríe para después separar la escoria del régulo. 7.
Con ayuda de un martillo le damos una forma cúbica al régulo obtenido y adherimos con unos golpes la plata metálica, a este proceso se le llama encuarte.
8.
Precalentamos las copelas en el horno, por un tiempo de 15-20 minutos para eliminar la humedad. Seguidamente llevamos a copelación los régulos encuartados, después colocamos en las copelas los régulos con su debido encuarte y codificación a una temperatura de 800°C - 850ºC aproximadamente y un tiempo de 20 a 40 min, es decir hasta que se forme el botón de doré.
9.
Retiramos los botones de doré para laminar, pesamos y luego llevamos a refinación.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 10. Para refinar el doré se coloca en capsulas de porcelana con ácido nítrico diluido con la ayuda de una jeringa, primero con una concentración de 1/6 y se les calientan en una cocina eléctrica hasta que dejen de reaccionar (burbujear), luego se retiran el ácido reaccionado de las capsulas; ahí mismo después se les ataca con ácido nítrico con concentración 1/1 y se repiten los mismos pasos y por último se ataca con el ácido nítrico concentrado. 4.2.5. Conclusiones: Se determinó la cantidad de flux a utilizar para analizar una muestra de mineral. Se aprendió los métodos para realizar la homogenización de un mineral así como también los pasos a seguir para el análisis de Au y Ag por vía seca tanto para óxidos como para sulfuros.
4.2.6. Recomendaciones: Limpiar los equipos y lavar cada uno de los materiales que se usan para evitar contaminación de la muestra. Investigar hacer de los reactivos usados en el flux. Tener cuidado especial al momento de realizar el ataque químico, los pesos de flux y oro refinado. Pesar el régulo, ya que si es menos de 20 gramos, quiere decir que hay muestra que se ha perdido en el momento de colar.
4.5 Análisis Granulométrico Se tomó la muestra N°1 de 1 kg de mineral.
4.5.1. Objetivos Determinar el porcentaje de retenido de cada malla a utilizar Aprender a presentar los datos obtenidos de un análisis granulométrico y ser capaz de interpretarlos. Determinar la gráfica de Gates-Gaudin-Schuhmann.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
4.6.2 Material, Equipo e Instrumentos MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMETOS Tamices
Ro-Tap
Mineral
Balanza
Bandejas
Brochas
4.5.3. Procedimiento Muestra N°1 Se pesó un mineral tipo oxido con cierta codificación Se tamizo por las mallas 4, 10, 35, 50, 70, 100, -100, en el Ro-Tap por 15 minutos. Se pesó cada cedazo para obtener su peso retenido. Aplicamos los cálculos para la obtención de la Gráfica de Schuhmann
4.5.4. Resultados Para la muestra N°1
Malla
Abertura (um)
4 10 35 50 70 100 -100 TOTAL
4750 2000 500 300 212000 150000 -150
Peso Alimentacion(gr)
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105.17 150.84 258.75 62.81 48.33 68.05 298.18 992.13
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 4.5.5. Conclusiones Se determinó la respectiva distribución de mineral en cada tamiz trabajado. Se concluye que hay distinto tipos de cedazos ya nos referimos al número de mallas que pueden variar no solo por su abertura si no por el tipo de sistema ya sea Tyler o ASTM.
Se determinó la grafica Gates-Gaudin-Schuhmann con los cálculos obtenidos.
4.5.6. Recomendaciones Emplear equipos vibratorios para realizar un análisis de la manera adecuada. Utilizar balanza analítica para tener datos más exactos y menos margen de error. Cuando se trabajan con las mallas no emplear las manos para limpiar las mallas si no una brocha para no dañar las mallas.
CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.3. Conclusiones Se logró obtener conocimientos básicos de las diversas operaciones y/o procesos relacionado a la metalurgia de los metales preciosos, también el funcionamiento y dominio de los diferentes equipos e instrumentos del laboratorio. Se realizó la refinación de Au y Ag varias veces en diferentes minerales en el laboratorio de procesamiento. Se ha obtenido importantes conocimientos acerca de los principales procesos para tratar minerales auríferos, así como sus variables de operación. Se logró reparar nuevamente el tanque de cianuración que se encontraba inoperativo de la misma manera también se puso operativo la pulverizado pequeña.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES 5.4. Recomendaciones Al realizar el análisis por vía seca a minerales sulfurosos, para eliminar el azufre (pirita) evitar estar en el área de fundición por lo que se elimina el plomo y como sabemos es muy contaminante. Se recomienda ser cuidadosos en la manipulación de las muestras para evitar errores en los resultados de la muestra. Para evitar algún accidente, las vías de de las diferentes áreas de producción de la Planta Piloto deben estar libre de cualquier obstáculo. En el área de fundición, copelación y en el área del ataque químico se recomienda la instalación de una campana extractoras de gases para evitar contaminación del medio ambiente y por consiguiente la de uno mismo. Para obtener una alta recuperación de oro mediante la cianuración, es necesario que las partículas tengan una granulometría adecuada, para que el NaCN logre disolver a todo el oro diseminando en las partículas.
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BEJARANO, P. (2012) “Informe de prácticas pre – profesionales en el laboratorio de procesamiento de minerales de la Universidad Nacional de Trujillo”. Trujillo – Perú. BAZAN, H. (2012) “Informe de prácticas pre – profesionales en el laboratorio de procesamiento de minerales de la Universidad Nacional de Trujillo”. Trujillo – Perú. ZUÑIGA, W. (2014) “Informe de prácticas pre – profesionales en el laboratorio de
procesamiento de minerales de la Universidad Nacional de Trujillo”. Trujillo – Perú. TECSUP (2008) “Fire assay”. Programa de capacitación continua. Lima – Perú. Alvarez, V. “Fundamentos de Flotación de Minerales”. (Investigación). 2012. http://www.slideshare.net/VictorAlvarez2/flotacion (1 de Abril del 2014) Alvarez, V. “Análisis Granulométrico”. (Investigación). 2011. http://www.slideshare.net/lizeth04/curso-metalurgia-1-capitulo-ii-2011 (24 de Marzo del 2014) Lara, F. “Proceso de Cianuración”. (Investigación). http://www.bvcooperacion.pe/biblioteca/bitstream/123456789/5010/1/BVCI0004359.pd f (24 de Marzo del 2014) López, A. “Concentración Gravimétrica de oro y plata”. (Noticia). 1999. http://www.metso.com/miningandconstruction/mct_service.nsf/webwid/wtb-12011822576-3d956/$file/166.pdf (22 de Marzo del 2014)
Página - 25 -
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES Pavez, O. “Concentración de Minerales I”. (Investigación). http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/Pavez/APUNTES%20DE%20CONCENTRACI% C3%83%E2%80%9CN%20DE%20MINERALES%20I.pdf (2 de Abril del 2014) Zenteno, C. “Evaluación de Análisis de Oro”. (Noticia). 2009. http://www.slideshare.net/jekada/determinacin-analtica-del-oro (20 de Marzo del 2014) APÉNDICE
ANEXOS
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES CHANCADORA PRIMARIA DE QUIJADA
CHANCADORA SECUNDARIA DE QUIJADAS. PULV ERIZ ADO RA DE DISC OS.
CHANCADORA DE QUIJADAS PRIMARIA (INOPERATIVA).
Página - 27 -
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
HORNO PARA COPELACIÓN (IZQUIERDA) Y HORNO TIPO MUFLA PARA FUNDICIÓN (DERECHA)
MOLINO DE BOLAS (IZQUIERDA) Y TOLVA DE FINOS (DERECHA).
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
SECADORA
SEPARADOR DE JONES
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INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
MOLINO
RO-TAP
Página - 30 -
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES
CRISOL.
ESCORIFICADOR
Página - 31 -
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES COPELA.
LINGOTERA.
COCINA ELÉCTRICA
Página - 32 -
INFORME DE PRACTICAS PRE-PROFESIONALES BALANZA ANALÍTICA DE 4 DECIMALES.
EQUIPO DE AGITACIÓN EN BOTELLA.
BALANZA ANALÍTICA DE 6 DECIMALES
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