CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE MUESTREO DE MINERALES

CAPITULO I

1.1.- Conceptos Básicos Sobre Muestreo

Las operaciones de muestreo son indispensables para el control metalúrgico de todo proceso de concentración de minerales, por la importancia fundamental que tienen en determinar la eficiencia del sistema, pertenecen al ámbito del control de calidad de la industria minera.

Aunque por mucho tiempo, ha sido considerado como simple operación técnica de manipulación, en verdad, su deficiente aplicación, produce pérdidas de tiempo, errores de información y grandes pérdidas económicas para la dirección de la empresa. Las técnicas más comunes de muestreo, debe tener en consideración tres características básicas

- Toma de la muestra- Preparación de la muestra- Análisis de la característica de la muestra

Se debe tener presente que aunque esté muy bien realizada una prueba análisis, ésta, será nula, si la muestra no se ha tomado o preparado bien, de allí, la importancia de considerar el muestreo como una operaciones de mayor relevancia para el funcionamiento eficiente del proceso industrial.

2t= 2

M + 2P + 2

AQ

Donde:t = Precisión totalM = precisión de muestreoP = precisión de preparaciónAQ = precisión de análisis químico

El muestreo en forma general, se puede representar en el siguiente diagrama:

Etapas Principales de un Muestreo

Determinación Toma de Muestra Constitución dedel Lote la muestra bruta

1

1.2 Importancia del muestreo y su relación con el control de calidad

Para el adecuado control de procesos y de su calidad, se requiere obtener información sobre lo “que esta pasando en el proceso” o en la “calidad final del producto, subproducto o productos intermedios”, con esta información se podrán efectuar controles operacionales adecuados, que permitan optimizar los procesos en forma técnica y económica.

Para tal efecto se deben efectuar las operaciones de muestreo que conducen al análisis químico y/o determinaciones físicas que permitan dicho control. La figura Nº 1.1 muestra la secuencia a seguir.

Es importante mencionar las principales actividades que debe realizarse en el control de calidad:

Muestreo representativo y análisis químico y físico de productos de alimentación a plantas, intermedios, finales, subproductos, insumos especiales, etc.

Inspección, normalización, diseño y control de sistemas de muestreos, metodologías de análisis (propios o usuarios), control de calidad física, tanto para operaciones de proceso y productos finales y embarques.

Planificación, desarrollo e información de tecnologías de control de calidad aplicadas a procesos. Manejo de la información, comunicaciones y contactos con otras unidades internas y externas.

CARACTERIZACIÓN

2

Tipos de material: - Homogéneo- Heterogéneo

Tipos de flujo: - Continuos- Discontinuos

- Variables- Estacionarios

Tipos de muestreo: - Por Incremento a tiempos constantes o al azar.

- Continuos (muestras líquidas o pulpas)

- Discontinuos (carros, camiones, palas)

Las muestras obtenidas, tienen que representar el lote muestreado con cierta precisión y exactitud

La muestra se reduce de tamaño por chancado, molienda ypulverización, con etapas de homogeneización entre ellas,

de acuerdo a esquemas que minimicen los errores.

Los análisis se efectúan de acuerdo a los objetivos del muestreo, seleccionando métodos y procedimientos de

acuerdo a precisión, exactitud, requeridos y tipo de análisis a efectuar.

Figura 1.1: Esquema para el control operacional de muestreo

Aspectos generales de la preparación de muestras minerales

3

PROCESOPRODUCTIVO

MUESTREO

MUESTRAREPRESENTATIVA

REDUCCIÓN DE TAMAÑO Y

PREPARACIÓN

ANALISIS

INFORMACIÓN

Figura 1.2: Esquema general del proceso de preparación de muestras

El proceso de preparación de muestras minerales requiere de las siguientes consideraciones:

1. Cada incremento, cada sub muestra o la muestra bruta, requerirá ser molida y reducida de tamaño para obtener la muestra sobre la cual se efectuará la medición correspondiente. Como regla general, cuando se desee reducir el tamaño (masa)

4

MUESTRA

SECADO SEGÚN REQUERIMIENTO

ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO

REDUCCIÓN DE TAMAÑO PARTICULA

REDUCCIÓN DE LA MUESTRA

DESCARTE

DESCARTE

MUESTRA FINAL

MUESTRA PARA ANÁLISIS (Químico,

mineralógico, etc.)

REDUCCIÓN DE LA MUSTRASEGÚN REQUERIMIENTO

REDUCCIÓN DE TAMAÑO PARTICULA

REDUCCIÓN DE LA MUESTRA

MUESTRA DERESPALDO

sobre una muestra, ésta no deberá reducirse, sin antes analizar los resultados de la curva de seguridad (que se explica en el punto 1.7).

2. Si la muestra está demasiado húmeda, se deberá disminuir su contenido de agua, mediante filtración o un secado de ésta, siempre que esta no altere la muestra.

3. La reducción de muestra deberá ejecutarse por alguno de los siguientes métodos:

a) Método de reducción manualb) Método de reducción por Riflesc) Método de reducción por aparatos mecánicos que no introduzcan sesgo o

desviación y satisfagan la precisión requerida.

1.3 Tipos de Muestreo

Las técnicas de muestreo aplicadas a minerales, productos metálicos, soluciones, reactivos químicos, etc., se clasifican según se indica:

1.3.1 Muestreo al azar

Muestreo al azar es un muestreo que no es sistemático, y cuyo valor promedio al compararlo con el valor verdadero de la muestra entrega una diferencia estadísticamente igual a cero.

Una de las mayores dificultades en el muestreo al azar es efectuar un verdadero muestreo al azar, por ejemplo si se muestrea una pila de mineral tomando incrementos de todo el entorno, éste no constituye un buen muestreo al azar debido a que no se ha tenido acceso al interior de la pila. Una situación similar se producen cuando se muestrea lingotes por taladrado, ya que hay una tendencia a enfatizar áreas determinadas. En la selección de productos manufacturados para control de calidad se usa tablas de números al azar, ésta es una de las diversas formas que existen para Garantizar un, verdadero muestreo al azar.

1.3.2 Muestreo sistemático

En este tipo de muestreo los incrementos son colectados a intervalos regulares, en términos de masa, tiempo o espacio definidos de antemano. La primera muestra debe sacarse al tiempo o punto seleccionado al azar dentro del primer intervalo del muestreo.

(1) (2)

5

(1) Punto de inicio elegido al azar.(2) Intervalos en los que se toman incrementos de muestra. Unidades de material a estudiar.

Incrementos de muestra.

Ejemplos de muestreos sistemáticos:

a) Muestreo con cortadores de muestra: los incrementos son colectados a intervalos regulares.

b) Si se sabe que una muestra puede presentar segregación, el muestreo sistemático puede minimizar este efecto. Esta situación se presenta en el muestreo de líquidos, en el cual un plan sistemático asegurará que no solamente se tomen muestras a distintas profundidades de un estanque sino que también se incluya muestras del sedimento en forma ponderada al total.

c) Los productos manufacturados son muestreados al azar. Sin embargo, los planes de muestreos sistemáticos permiten asegurar en cual ítem se comenzara a contabilizar el intervalo al cual se tomaran las muestras.

El muestreo sistemático es probablemente el método más empleado comúnmente, pero debe tomarse con cuidado sí:

1) Hay variaciones periódicas en el material, tal que el plan sistemático quede parcialmente desfasado con estas variaciones. En este caso, las muestras tomadas con cortadores en muestras automáticas estarán sujetas a error.

2) En este tipo de muestreo se utiliza como método rápido en muestras estratificadas, se debe tener presente el pesar las muestras obtenidas, de modo que se conozca la proporción de cada uno de los estratos presentes, ejemplo: liquido con sedimentos.

1.3.3 Muestreo estratificado

El muestreo estratificado es una importante extensión del muestreo sistemático que involucra la reducción de una consignación en grupos.Los subgrupos usualmente son muestreados en proporción a sus pesos. Esto es usado parcialmente si una consignación está constituida por diferentes materiales los cuales no son fácilmente mezclables o si hay entre ellos una diferencia muy grande en las concentraciones o tamaño.Como ejemplos de muestreo estratificados se tiene:

a) En el muestreo de “scrap” metálico, éste será mas preciso si los diferentes ítem que lo componen son separados previamente en ferrosos, en base a cobre, aluminio, no metálicos, etc., todos ellos pesados antes de ser muestreados. El muestreo descrito es un muestreo estratificado proporcionado.

6

b) El muestreo de materiales transportados en un gran número de vagones o contenedoresque se movilizan a diferentes horas que deben ser considerados en el mismo lote. Esuna buena practica aprovechar la estratificación inherente y muestrear la carga decada vagón en forma proporcional a su pesoc) En el caso de muestreo de tambores con líquido más sedimento, e1 método más preciso de emplear es el esquema de estratificación, donde e1 líquido luego de ser separado por decantación, se muestrean las dos fases en proporción de sus pesos.

1.3.4 Muestreo en dos Etapas

La técnica de muestreo en dos etapas es muy usada para grandes consignaciones de material cuyo valor no justifica un exhaustivo muestreo estratificado. El muestreo en dos etapas consiste en sub reducir una consignación en varias partes, luego se efectúa un muestreo al azar en dos etapas, la primera de ellas consiste en seleccionar al azar las unidades primarias de muestreo y en la segunda etapa se procede a tomar incrementos al azar de dichas unidades seleccionadas.

1.3.5 Muestro Secuencial

Se emplea habitualmente esta técnica de muestreo cuando se desea conocer el cumplimiento de un material frente a una prueba específica, expresándose el resultado en términos de defectuosos o no defectuosos. Por ejemplo, cuando se desea testar la partida de producción, a través de un plan de muestreo, se fija la condición bajo la cual se rechaza la partida. También se define un factor de riesgo tanto del productor como del comprador, este último establece un cierto porcentaje de defectivos aceptables.

1.4 Métodos de muestreo

La preparación de muestras se lleva a cabo por dos métodos generales: a mano y por procedimientos mecánico. Primero, como indica su nombre, implica la toma de la muestra por una persona utilizando una herramienta sencilla para tal fin.

Este método es lento y costoso cuando se trata de cantidades de material y en todo los casos carga una gran responsabilidad sobre la persona que toma la muestra.Por el procedimiento mecánico se toma continuamente a intervalos regulares una cierta cantidad, previamente fijada, del material.

1.4.1 Métodos Manuales

Existe una amplia gama de implementos de muestreo manual y su selección.Dependerá del material a muestrear y de los incrementos que se obtengan no estén sesgados. En general, la selección del implemento de muestreo se hará de acuerdo a la experiencia que se tenga de la aplicación en particular.

1.4.1.1 Palas de Muestreo

7

Desde el punto de vista del sesgo, las palas de muestreo se refieren a las palas comunes, ya que, por ejemplo: cuando se muestrea partículas de gran tamaño, estas tienden a rodar y caer de la pala común, no ocurre así con las palas de muestreo que tienen lados tal como se muestra en la Figura Nº 1.3. Este diseño de pala corresponde al recomendado por las normas JIS M8100 y M8105. Este procedimiento se aplica cuando se embarca o expide un material o cuando se traslada de un sitio a otro. El método consiste en tomar para la muestra una palada de cada dos, tres, cuatro, cinco, etc. La práctica corriente es tomar la quinta palada o la décima para la muestra. Este procedimiento puede emplearse también para subreducir la muestra bruta con el fin de obtener una muestra del tamaño apropiado para su análisis.

g

a f

d

b

e c

Figura 1.3: Palas de muestreo

La ventaja del muestreo a paladas son que puede aplicarse a grandes lotes de material, que es más barato, más rápido y exige menos espacio que el de amontonado y cuarteo, y que tiende a ser más exacto por el hecho de que toma más porciones para reunir la muestra. Sus inconvenientes son que esta sujeta a la manipulación del muestreador y que no puede emplearse si los trozos del material son de más de 5 cm de diámetro.

La tabla Nº 1.1 , entrega las dimensiones de las palas de muestreo, considerando el tamaño máximo de partícula de una consignación.

Tabla Nº 1.1 Dimensiones palas de muestreo

PalaNº

Nº PALApor

reducción

Tamaño máx. dela partícula

(mm)

Dimensión interior (mm) Grosor delMaterial

(mm)

b/c Volumen(ml)

aprox.a b c d e f-g150 - 150 350 140 350 300 140 2 0,40 16000125 - 125 300 120 300 250 120 2 0,40 10000

8

100 - 100 250 110 250 220 100 A 2 0,44 700075 - 75 200 100 200 170 80 P 2 0,50 400050 - 50 150 75 150 130 65 R 2 0,50 170040 - 40 110 65 110 95 50 O 2 0,59 79030 - 30 90 50 90 80 40 P 2 0,56 40020 20D 20 80 45 80 70 35 I 2 0,56 30015 15D 15 70 40 70 60 30 A 2 0,57 20010 10D 10 60 35 60 50 25 D 1 0,58 1255 5D 5 50 30 50 40 20 O 1 0,60 753 3D 3 40 25 40 30 15 0,5 0,62 401 1D 1 30 15 30 25 12 0,5 0,50 15

0,25R 0,25D 0,25 15 10 15 12 0 0,3 0,67 2

Notas:

Los tamaños de palas indicados, cubren partículas de 3 veces su tamaño máximo, por lo tanto aunque se elija una pala de dimensiones más chicas para una hilera en la tabla anterior, difícilmente introducirá desvíos, por ejemplo: para el material que tiene el tamaño máximo de las partículas de 20 mm, la pala Nº 15 será aceptable en la mayoría de los casos.

Se debe usar palas sin punta ( e=0), en este caso que se utilicen para el método de reducción por incrementos. Esas palas son designadas por los números originales de la pala con “R” en los extremos.

1.4.2 Métodos Mecánicos

La aplicación practica más satisfactoria para minimizar variables en la alimentación de flujos tales como segregación por tamaño durante el carguío de minerales en correa, sedimentación de partículas en una pulpa debido a cambios de velocidad, cambios de presión, etc., es el uso de cortadores de muestra. En este método, las muestras de material (sólido, líquido, pulpa) son tomadas cuando este está en movimiento, en el punto en que se produce la descarga por caída libre, haciendo un corte transversal al flujo.

Dado que el flujo puede presentar segregación o cambios de composición la muestra tomada debe representar a todo el flujo. Cuando un cortador de muestras se mueve continuamente a través del flujo a una velocidad uniforme, la muestra tomada representa una pequeña porción del flujo total. Si el cortador se mueve a través del flujo a intervalos regulares el incremento de muestra obtenido es considerado representativo del flujo al momento de ser tomada la muestra.

Los principales factores que afectan la representatividad de la muestra son:

- Frecuencia de corte de la muestra- Técnica usada para obtener la muestra- Condiciones de resguardo de la muestra frente a la contaminación- Análisis de la muestra

9

Como condición, general, los cortadores de muestra deben moverse a través del flujo a velocidad uniforme. La abertura de estos debe ser de un tamaño adecuado a fin de prevenir un puenteo, obstrucción o detención del cortador. El diseño debe prevenir la contaminación debido a salpicaduras o condiciones de alto polvo.

El cortador de muestra debe descargar lo suficientemente rápido a fin de prevenir que éste se rebalse cuando esté cortando el flujo. La muestra debe ser tomada a una frecuencia tal, que el análisis refleje la verdadera condición del flujo completo durante un período de tiempo definido. La técnica usada para tomar la muestra dependerá del flujo en particular a ser muestreado.

Dentro de los cortadores de muestra es posible distinguir 3 categorías:

1. Cortadores de trayectoria recta: su geometría es correcta si y sólo si los bordes del cortador son paralelos, sin tomar en cuenta su ángulo con la corriente. El movimiento del cortador es en ángulo recto a través del flujo que está cayendo, a una velocidad uniforme de modo que se obtiene el incremento de muestra preciso, ejemplo: cortadores primarios de pulpa en concentradora, modelos S2, H2 y XH de Denver.

2. Cortador de trayectoria circular: Su geometría es correcta si y sólo si, los bordes del cortador son radiales, es decir se interceptan sobre el eje de revolución del cortador, sin tomar en cuenta su ángulo con el eje, ejemplo: cortador secundario ampliación concentradora, muestreadores Vezín que toman incrementos de muestra por rotación horizontal del cortador a través del flujo que cae verticalmente.

3. Otros Cortadores: Durante su trayectoria a través del flujo algunos muestreadores mecánicos generan una curva que no sea recta ni circular, el prototipo de esta categoría es el muestreo manual. Este tipo de cortadores presenta una geometría de corte incorrecto.

Posteriormente, se indicaran en detalle cada uno de los cortadores de muestra, en su trayectoria y geometría.1.5 Métodos de reducción de tamaño

1.5.1 Método de reducción manual

1.5.1.1 Reducción por Incremento

Para aplicar la técnica de reducción por incremento se debe usar palas JIS normalizadas de acuerdo a la siguiente tabla:Tabla Nº 1.2 Tamaño de la partícula de la muestra y especificaciones de la pala para el método de reducción por incremento

10

Tamaño máximo departícula de la muestra

Numero de pala para elMétodo de reducción por

incremento

Grosor de capa de la muestra(mm)

20 mm máx. 20 R 35 a 45

15 mm máx. 15 R 30 a 40

10 mm máx. 10 R 25 a 35

5 mm máx. 5 R 20 a 30

2830 p máx. 3 R 15 a 23

1000 p máx. 1 R 10 a 15

250 p máx. 0,25 R 5 a 10

Nota:

1) Las palas que se indican en la tabla Nº 3.1 cuando se aplican en la reducción por incrementos son sin punta (e=0).

2) Puede, usarse una pala más grande para el caso, método de reducción por incrementos que aquel dado por la tabla 3.1, pero en tal caro, el grosor de la capa de muestra esparcida no deberá exceder la dimensión b de la pala.

El número de incrementos a tornar deberán ser 2 ó más en total. Sin embargo, si se desea una alta precisión de reducción de la muestra deberán tomarse 40 ó más incrementos.

a) En el caso de reducir una muestra bruta (compuesto por lote, partida, etc.) el número de incrementos deberá ser 20 ó más.

b) En el caso de reducir una sub-muestra deberá ser 10 ó más.c) En el caso de reducir un incremento individual (tomado de una consignación, lote,

partida, etc.) deberá ser como regla lo siguiente:

1) Tres ó más de cada incremento (tomado de una consignación, lote, partida, etc.) si el número de incrementos tomados de la consignación es bajo 20.

2) Dos ó más de cada incremento, si el número de incrementos hasta 50 tomados, de una consignación es 20 hasta 50.

3) Uno ó más de cada incremento tomados si el número de incrementos tomados de la consignación es 50 ó más.

En el caso de reducir una muestra bruta por el método manual de reducción por incrementos, el procesamiento es el Siguiente, ver figura 1.4:

a) Mezclar la muestra minuciosamente y esparcirla sobre, una plancha de fierro o pino, formando un rectángulo de espesor uniforme de acuerdo a lo indicado.

11

b) Arreglar el rectángulo en 5 partes, iguales en forma longitudinal y 4 partes iguales a lo ancho.

c) Usando la pala adecuada para el método de reducción por incrementos, tomar un incremento de muestra de cada cuadriculada como en b) (el lugar para tomar el incremento se elige al azar en cada parte) y combinar los 20 incrementos de muestra (ver figuras 1.5 a, b) para formar la muestra dividida. En el procedimiento anterior, la pala deberá introducirse hasta el fondo de la capa de muestra.

Figura 1.4: Reducción por incremento

1) Caso en que se lleva a cabo la reducción sobre una muestra bruta de una consignación (ejemplo: de un arreglo de 20 partes)

Fig. 1.5-a

2) Caso en que se lleva a cabo la reducción sobre incrementos individuales tomados de una consignación (ejemplo: arreglo en 4 partes)

12

Fig.1.5-b

Nota:

a) Cuando se requiera una cantidad de muestra mayor que la obtenida por el procedimiento anterior, ya sea el tamaño del incremento o el número de incrementos, deberán aumentarse de antemano. En caso de aumentar el número de incrementos, el número de cuadrículas o el número de incrementos por cuadrícula deber aumentarse, sin embargo, el número de incrementos a tomar de cada cuadrícula deberá ser igual.

b) En el caso de reducir una submuestra individual, el número de cuadrículas deberá ser 10 ó más y deberá tomarse una palada de muestra de cada cuadrícula.

c) En el caso de reducir un incremento individual, el número de cuadrículas deberá ser 4 ó más de cada una de las cuadrículas seleccionadas al azar se deberá tomar una muestra. El número de partes divididas, deberá ser seleccionada al azar de acuerdo al punto 1.4.1.1, letra c).

d) En el caso de aplicar el método de reducción por incrementos, de acuerdo al tipo de material a granel, se recomienda tomar incrementos con la ayuda de una plancha tope Insertada a la capa de muestra. Sin, embargo, para un mineral fino de donde puede escapar humedad por el uso de la lámina tope, ésta no deberá usarse.

e) Cuando la muestra esté muy húmeda, a fin de evitar que se pierda humedad por evaporación, la reducción por el método de reducción por incrementos deberá efectuarse rápidamente sin mezclar la muestra.

13

1.5.1.2 Método de Pala Alternada (figura 1.6)

1) Apilar la muestra bruta molida en forma de cono, sobre una superficie dura, limpia y plana.

2) Repetir el procedimiento 1) una vez más en un lugar diferente.

3) a) Tomar una palada de muestra del cono y espárzala a lo largo en una capa delgada. b) Formar una pila grande depositando la capa larga delgada arriba de la anterior.

4) Tomar una palada de muestra una por una desde los alrededores de la pila grande y amontone alternadamente las paladas de muestra en dos conos, como se muestra en 5).

5) Guardar un cono de los dos y descarte el otro

6) Repetir los procedimientos desde el 1 al 5 con la mitad de la muestra.

Figura 1.6: Método de la pala alternada

1.5.1.3 Método de cono y cuarteo (figura 1.7)

14

1) Apilar la muestra bruta molida en un cono, sobre una superficie dura, limpia y plana

2) Aplastar el cono formado en 1) y repetir el procedimiento anterior una o dos veces en lugares diferentes

3) Aplastar el cono, empujando hacia abajo en forma vertical y dividida en 4 partes, por dos líneas que se interceptan en ángulos rectos al centro del montón

4) Muestra dividida en cuartos

5) Retener dos sectores diagonales opuestos A y A y descartar B y B

6) Repetir los procedimientos desde el 1 al 5 con la mitad de la muestra

Figura 1.7: Método de cono y cuarteo

1.5.2 Método de reducción por Riffles (figura 1.8)

Este método es uno de los más comunes y eficientes. El equipo a emplearse debe seleccionarse de acuerdo al tamaño de partículas de la muestra a reducir tal como se indica en la tabla Nº 1.3. Los cuarteadores estacionarios o Riffles reciben las siguientes designaciones:

Cuarteador Jones Cuarteador de canaleta

15

Reducidor de muestra Separador de muestra

Tabla Nº 1.3 Tamaño de partícula de la muestra

(mm)Número decuarteador

Ancho interior deLas canaletas (mm)

Sobre 13 hasta 20 50 50Sobre 10 hasta 13 30 30Sobre 5 hasta 10 20 20Sobre 2,4 hasta 5 10 10Menor a 2,4 6 6

Los cuarteadores deben cumplir con las siguientes especificaciones:

a) Las dimensiones y estructura del cuarteador de Rifle b) El ángulo entre las canaletas deberá ser de 60º o menosc) El número de canaletas deberá ser como regla 16 ó mas, sin embargo, con respecto

a los cuarteadores Nº 50 y Nº 30 el número de ranuras puede ser de 12 ó másd) Los recibidores de muestra deben colocarse apretados a la abertura de descarga del

cuarteador con el objeto de evitar la perdida de polvos finose) La superficie interior del cuarteador debe ser lisa no oxidada

La muestra deberá homogeneizarse y colocarse en la bandeja de alimentación, enseguida se dejara caer la muestra uniformemente sobre la superficie formada por el conjunto de ranuras sobre la superficie formada por el conjunto de ranuras, para reducir la muestra en dos partes. Una de las ranuras divididas deberá seleccionarse al azar como muestra dividida para la etapa siguiente de refinación. Se debe reducir para la etapa siguiente de refinado. Se debe tener la precaución de evitar que se tapen las ranuras, si esto ocurriera limpiar el cuarteador y luego reiniciar la operación.

Observaciones respecto al uso del cuarteador:

a) La razón de reducción en el Rifle es de 1:2 y puede que se requiera varias etapas de reducción, si hay sesgo éste se multiplicará

b) Las pérdidas de polvo son difíciles de controlar, por lo tanto, el operador debe cuidar de la higiene a fin de evitar el sesgamiento de la muestra

c) Alguna segregación de material puede tener lugar en el receptáculo usado para alimentar el rifle

d) El rifle no es fácil de limpiar

16

Figura 1.8: Esquema de un cuarteador Riffle

1.5.3 Métodos de Reducción Mecánicos

1.5.3.1 Reducidores de Muestra Rotatorios:

Conocidos-como cuarteadores giratorios o cuarteadores de cascada, los Reducidores rotatorios son considerados actualmente como el medio más preciso de reducción de muestra la alimentación se hace mediante una tolva qué descarga directamente dentro de los compartimientos del reducidor rotatorio. Usualmente la descarga de la tolva es difícil de controlar y un alimentador vibratorio intermedio es usado. La velocidad de rotación es variable, pero 60 rpm se considera un valor razonable. Allen y Khan recomiendan que a lo menos se usen 35 rpm, aunque esto dependerá de la homogeneidad del material. Ellos sostienen que mayores revoluciones dan una pequeña mejora en la precisión. Con un reducidor bien alineado, materiales sin mezclar pueden ser reducidos con precisión.

Los reducidores rotatorios tienen la ventaja que pueden producir varias muestras idénticas. Estos son útiles en transacciones comerciales donde las muestras idénticas son distribuidas para el comprador, el vendedor y árbitro.

La figura 1.9 muestra aun típico cuarteador giratorio con tolva, alimentador vibratorio y placa giratoria. La distancia a que los polvos caen es suficiente para cubrir las cajas receptoras, la figura 1.10 muestra un cuarteador de cascada con un alimentador directo. Con un recorrido libre de polvo tal como los detergentes, la válvula de la tolva tiende a suspenderse o a vaciarse muy rápidamente. Algunos casos obtenidos por alimentación manual la tolva gradualmente con el tenedor de muestra rotando. Donde solamente una porción de muestra es requerida, el rechazo puede ser adaptado para que caiga dentro de una tolva grande a fin de reducirla tarea de limpieza.

17

Fig. 1.9

Levin describe un cuarteador de disco rotatorio como un disco gramófono. Una o más bandejas con lados cortos verticales colectan la muestra, produciéndose muy poco polvo la muestra es fácilmente removida y el disco puede ser cubierto con una hoja plástica removible para facilitar la limpieza. Esta tarea de limpieza es la mayor desventaja de los cuarteadores rotatorios.

Fig. 1.10La tabla Nº 1.4 muestra una comparación de los divisores de muestras. Para una prueba tomada sobre 3200 gramos de arena, cada muestra tenía 200 gramos. Variaciones en la

18

media de las diferencias verdaderas en la muestra seleccionada no reflejan sesgo en las condiciones del test.

Tabla 1.4 Reducidores de muestra

Métodos de reducción

Nº de muestrasproducidas

Tamaño del Tamizm

Media%

DesviaciónEstándar %

Reducción porIncrementos 20

+ 1680-1680+840-840+420-420+210

-210

13,934,024,316,711,0

3,502,921,962,622,59

CuarteadorJones 16

+1680-1680+840-840+420-420+210

-210

13,133,824,817,311,1

0,971,100,570,800,87

CuarteadorOscilante 16

+1680-1680+840-840+420-420+210

-210

14,434,624,016,310,7

0,490,360,280,270,27

BandejaRotatoria 10

+1680-1680+840-840+420-420+210

-210

14,635,023,616,2

0,320,210,180,12

DiscoRotatorio 16

+1680-1680+840-840+420-420+210

-210

14,135,024,616,2

0,440,950,601,15

Reducidor de *Línea recta 12

+1680-1680+840-840+420-420+210

-210

10,435,227,015,811,6

0,250,350,150,220,27

* Los 12 productos en el divisor de línea recta fueron obtenidos repetidamente reprocesando el material rechazado.

1.6 Regla de Reducción

La relación entre el tamaño de las partículas de la muestra y masa de la muestra reducida podrá determinarse de acuerdo a los criterios siguientes:a) Tabla JISb) Línea de seguridad

19

1.6.1 Tabla JIS

Tamaño total delTamíz

Masa Mínima de la Muestra reducida (kg) Muestra Bruta Sub-muestra Incremento

20 mm máx. 140 70 4015 mm máx. 70 35 2021 mm máx. 35 17 105 mm máx. 8 4 2,5

2830 m máx. 2 1 0,61000 m máx. 0,5 0,5 0,3400 m máx. 0,1 0,1 0,1250 m máx. 0,05 0,05 0,05

Nota:1. La masa mínima de una muestra reducida, se da en base a que la gravedad específica de

la muestra es uno2. Una muestra de cierto tamaño de partículas, no deberá ser reducida más allá de su masa

inicial, como se especifico anteriormente

1.6.1.2 Descripción de la Tabla JIS

En esta tabla se muestra las características de muestras mínimas requeridas para un determinado tamaño de partículas.

En la dirección horizontal de la tabla se representa la etapa de reducción de la muestra por alguno de los métodos descritos en la tabla 1.4. En dirección vertical de la tabla se representa la reducción de tamaño por algún método de trituración, molienda o pulverización.

1.6.2 Curva de Seguridad

Se entiende por curva de seguridad a la representación grafica de una correlación entre el tamaño de la partícula el peso de muestra, que permite establecer un esquema de reducción tamaño (masa) de la muestra.

En este diagrama, cualquier carga de material particular es representado por un punto, cualquier etapa de trituración (reducción de tamaño a peso constante) es representado mediante un segmento horizontal. Cualquier etapa de muestreo con reducción de muestra es representado mediante un escalón.

1.6.2.1 Regla de Seguridad

Esta regla de seguridad es representada en la siguiente figura, mediante la línea de seguridad de la Figura Nº 1.11

Esta regla se deriva de la fórmula que expresa la varianza experimental en términos de una constante de muestreo C, el diámetro máximo de partícula d y el peso de muestra M.

20

Dicha regla, establece que, el peso de muestra debe ser siempre más grande que cierto valor Mo, con

M > Mo = 125.000 d3 M=g ; d=cm

Este resultado es un compromiso entre el costo y la reproducibilidad. Cuando el costo es considerado más importante en comparación con la reproducibilidad, entonces el factor puede ser reducido a 60.000. Cuando la precisión es considerada más importante que el costo, el factor puede ser aumentado al doble, es decir a 250.000.

Por ejemplo, la regla de seguridad es representada sobre el diagrama mediante la línea de seguridad. Esta línea recta une los dos puntos sobre un papel log-log.

dl = 0,02 cm MS1 = 1 gd2 = 0,20 cm MS2 = 1000 g o 1 kg

1.6.2.2 Expresión de la Regla de seguridad

Cualquier etapa de muestreo representa la medida un segmento, perteneciente completamente a la parte superior (o izquierda) del grafico, figura 1.11, puede ser considerado como seguro.

Cualquier etapa de muestreo representada mediante un segmento, perteneciente en parte o completamente a la parte inferior (o derecha) de al Figura 1.11. debe ser considerado como inseguro.

Muestra testigo L: El punto L, representa una muestra testigo, cayendo siempre sobre el lado inseguro de la línea de seguridad.

A fin de evitar cualquier equivocación, establecida para e1 muestreo de minerales, es aplicable solamente cuando se reduce el peso de la muestra testigo.

El hecho de que el punto L, descanse sobre el lado inseguro de la línea significa que la muestra testigo no puede ser reducida en peso sin una trituración previa.

Etapa de Trituración LL': El punto L' de la figura representa la muestra triturada y está ubicado en lado izquierdo de la línea de seguridad, este punto permite a lo menos un cuarteo en dos etapas (razón de cuarteo).

Este, ejemplo que puede ser observado como típico, la muestra testigo es reducida a un tamaño de grano de 0,25 cm previo a alguna reducción de peso. Esto puede ser alcanzado por ejemplo, mediante un chancador de mandíbula, seguido de un molino giratorio.

Etapa de Muestreo Primario L' S1: El punto S1 representa la muestra primaria sobre o alrededor de la línea de seguridad. El ejemplo, un cuarteo en dos etapas lleva el punto S 1

sobre la línea. Este cuarteo puede ser realizado con un cuarteador de riffle.

21

Después de la primera etapa de cuarteo se debe retener la mitad de la muestra en el cubo derecho del cuarteador, esta mitad se alimenta nuevamente al cuarteador y luego se rechaza la mitad contenida en el cubo izquierdo. Después, en la segunda etapa, se retendrá la mitad contenida en el cubo izquierdo así sucesivamente.

Etapa de Separación Secundaria S1 S1': El hecho de que el punto S1 descanse sobre significa que la muestra primaria debe ser triturada. El tamaño del grano dependerá del equipo disponible. Asumiendo que se usara un pulverizador de disco fijados en 0,08 cm, se obtendrá el punto S1 de la figura, bien arriba de la línea de seguridad, lo cual permitirá múltiple etapas de cuarteo.

Segunda Etapa de Cuarteo S1' S2: Un cuarteo de cinco etapas por medio de un cuarteador de riffle respetando la regla de alternación, producirá 60 a 65 gramos de muestra, representado por el punto S2, justo sobre la línea de seguridad.

Etapa de Pulverización Terciaria S2 S2': En la próxima etapa de pulverización se debe llevar el material al tamaño de grano requerido para el análisis, usualmente entre 100 y 150 micrones. Esto puede ser logrado mediante un segundo pulverizador de discos fijados en 150 micrones, por ejemplo. Así se obtendrá la muestra para el laboratorio S2'.

Etapa de cuarteo Terciario S2' S3: Aunque es frecuente observar el que se tome una porción de muestra de 1 gramo para ensayo S3, de la muestra para laboratorio S2, usualmente después del secado, esta etapa de muestreo está sujeta a introducir errores al azar y sesgos. Estos errores pueden ocurrir por una pequeña molienda, por un muestreo sesgado. Debido a una posible segregación de ciertos minerales, debido a su densidad o a su forma. Es siempre aconsejable en esta etapa del procedimiento mezclar las muestras de laboratorio colocándolas en recipientes cilíndricos que puedan rodar sobre los rodillos giratorios, de esta manera los sesgos por segregación serán minimizados al máximo. Debe notarse que cuando la reproducibilidad analítica sea experimentalmente determinada por la repetición de un ensayo dado, sobre una serie de porciones para ensayos extraídas de la misma muestra para laboratorio, la varianza calculada incluirá la varianza del muestreo terciario, que frecuentemente representará una gran parte de la varianza total.

Es satisfactorio observar que de acuerdo a los hábitos analíticos el punto S3 está usualmente ( pero no siempre) sobre el lado seguro de la línea.

22

200.000 – _ 200 DIAGRAMA DE REDUCCIÓN DE MUESTRA

100.000 – _ 100

50.000 – _ 50

L 20.000 – L _ 20

muestra testigo

10.000 – _ 10

Etapa de cuarteo primario 5.000 _ _ 5

2.000 _ S1 S1 _ 2Kg

Lado 1.000 _ Inseguro _ 1

Lado Seguro 500 _ _ 500

Etapa de cuarteo secundario 200 _ - 200

100 _ _ 100 gr. S2

50 _ S2 _ 50Conminución

20 _ _ 20Etapa decuarteo gr.

10 _ terciario _ 10

5 _ _ 5 S3 Porción para análisis o ensayo

2 _ _ 2

1 _ _ 1 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 mm

Figura 1.11 Líneas de seguridad1.7 Peso mínimo de la muestra (Ecuación de Pierre Gy)

El muestreo depende de la probabilidad y mientras más frecuente se tome la muestra incrementada, tanto más exacta será la muestra final. El método de muestreo ideado por

23

Pierre Gy se utiliza con frecuencia para calcular el tamaño de la muestra deseada para dar el grado requerido de exactitud. El método toma en cuenta el tamaño de partícula del material, el contenido y grado de liberación de los minerales así como la forma de la partícula.

La ecuación básica de muestreo de Gy se escribe como:

M = C * d 3 Ecuación (4) s2

Donde M es el peso mínimo necesario de muestra (g), C es la constante de muestreo para el material del que se toma la muestra (g/cm3), d es la dimensión de las piezas más grandes en el material que se va a muestrear (cm), y s es la medida de error estadístico que se puede tolerar en ensayo de la muestra, o el error que se comete durante el muestreo.

El término s se usa para obtener la medida de la confiabilidad en los resultados del procedimiento de muestreo. La desviación estándar de una curva de distribución normal que representa los datos de la frecuencia de ensaye al azar para un gran numero de muestras tomadas de la mena es s y la varianza estándar es s2.

Si se supone una distribución normal: 67 de 100 ensayos de muestras quedarán dentro de s del ensayo real: 95 de 100 estarán dentro de 2s del ensayo real y 99 de 100 quedarán dentro de 3s del ensayo real. Para la mayoría de los propósitos prácticos, una oportunidad de 95 veces en 100 de estar dentro de los límites prescritos es generalmente un nivel aceptable de probabilidades.

La varianza real que se determina por la ecuación de Gy difiere de la que se obtiene en la práctica porque usualmente es necesario efectuar un número de pasos de muestreo para obtener la muestra de ensaye y además existen errores de este. La varianza práctica (o varianza total) por lo tanto seria la suma de todas las otras variables, es decir.

St2 = s2 + Ss

2 + Sa2 Ecuación (5)

Los valores de Ss (muestreo) y Sa (ensayo) normalmente son pequeños, pero se podrían

determinar ensayando un gran número de porciones de la misma muestra (al menos 50) para obtener Sa

2 y cortando un numero similar de muestras de una forma idéntica y ensayando cada una para obtener (Sa

2 + Ss2). Sin embargo, para el muestreo de rutina de la

planta, s2 se pude asumir igual a St2.

La constante de muestreo C es especifica para el material del que se toma la muestra, teniendo en cuenta el contenido mineral y su grado de liberación.

C = f * g * l * m Ecuación (6)

Donde f es un factor de forma, que se toma como 0,5, con excepción para las menas de oro, donde es 0,2; g es el factor de distribución de partícula, generalmente se toma como 0,25, a menos que el material este clasificado por tamaños muy exactos, en cuyo caso se usa un factor de 0,5; l es un factor de liberación, con valores entre 0 para material completamente

24

homogéneo y 1 para material completamente heterogéneo, Gy ideó una tabla (que se muestra en la tabla x.1) basado sobre d, la dimensión de las piezas más grandes en la mena que se va a muestrear, la que se puede tomar como abertura del tamiz por la cual pasa del 90-95% del material y L, el tamaño en cm en el cual, para propósitos prácticos, el mineral estará casi todo liberado, lo cual se calcula microscópicamente. Los valores de l corresponden a los valores, d/L, y se calcula con los valores de la tabla

Tamaño Superior = dTamaño Liberación L

Tabla Nº 1.5: Factor de liberación l a distintas relaciones d/L

d/L 1 1-4 4-10 10-40 40-100 100-400 400l 1 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,02

m es un factor de composición mineralogica que se puede calcular por la siguiente expresión.

m = 1 – a * ( 1- a) * r + (a * t) Ecuación (7)a

Donde r y t son las densidades medidas del mineral valioso y los minerales de la ganga respectiva y a es el contenido mineral promedio fraccionario del material que se está muestreando. Este valor se determina ensayando varias muestras del material. La ecuación de muestreo de Gy se utiliza ampliamente y esto se simplifica usando calculadora para obtener rápidamente los requerimientos del muestreo.

La ecuación asume que las muestras son tomadas al azar, sin influencia alguna y es más aplicable a corrientes de menas transportadas sobre bandas o en corrientes de pulpa más bien que a depósitos en montón que resultan parcialmente inaccesibles al muestreador.

La ecuación proporciona el peso teórico mínimo de la muestra que se debe tomar, pero no establece como se debe tomar ésta. El tamaño de cada porción en el caso de muestreo en corriente y el incremento en los cortes sucesivos debe ser tal que se recupere el peso suficiente para que sea representativo. Siempre que sea posible o práctico se debe tomar de 2 a 3 veces el peso mínimo de la muestra para tener en cuenta las muchas incógnitas, aunque por supuesto el sobremuestreo se debe evitar para impedir problemas en el manejo y la operación.

La ecuación de Gy se usa para ilustrar los beneficios del muestreo del material cuando se encuentra en su estado más finamente reducido.

1.8 Factores que afectan el muestreo de minerales

1.8.1 Segregación de la Muestra:

25

Es una clasificación por tamaño, que se puede producir en la toma de la muestra. Debido al transporte, Chancado, etc., del mineral especialmente en "menas" o lotes de oro, plata, cobre metálico.

Esta se puede eliminar por medio de homogeneizar y reducción de tamaño del mineral, en casos muy especiales se somete a ciertos minerales a un tratamiento que impide la decantación o separación de los elementos constituyentes en su masa.

La homogeneización se puede realizar en cancha, por medio de traspaleos, sucesivos y en la muestrera en paño roleador (plástico áspero) por medio de un homogenizador mecánico tipo Betonera.

1.8.2 Relación peso / tamaño de partícula de la muestra.

Esta relación esta representada en la “curva de seguridad” la cual sirve para definir el esquema de preparación de muestras. Debe considerarse además la Homogenización de muestra, para evitar una Segregación de esta, por ej. Efecto nugget (efecto pepita)

Una etapa del proceso que puede inducir a errores significativos es la Reducción o Cuarteo de la muestra. La reducción de la muestra es crítica dentro del sistema de preparación de la muestra, ya que el no-cumplimiento, de esta regla introduce errores sistemáticos significativos, según resultados obtenidos en la práctica. Es importante también evitar el sobre secado de la muestra, ya que crea problemas de disgregación de los sólidos posteriormente y también alteración de la muestra si la temperatura es más de la necesaria.

1.8.3 Contaminación de la muestra.

Puede producirse por una deficiente limpieza de los equipos, por polvo del medio ambiente, por abrasión y o corrosión de los equipos empleados.

No se tiene que utilizar herramientas correspondiente a otro tipo de material, por ej., las herramientas(todas) se utilizan solamente para un tipo de muestras, las herramientas de muestras de relave son exclusivas de relaves, lo mismo para concentrados y alimentación, etc. los compartimentos de trabajo en la manipulación de muestras son exclusivos para el tipo de muestras, similar a las herramientas, esto hay que observarlo estrictamente, no se puede usar guantes de manipulación de concentrados cuando se manipulan muestras de otro tipo.

1.8.4 Pérdida de Muestra.

Puede producirse por uso de equipos no apropiados en molienda y pulverización, especialmente por descarte de material, como sobre tamaño en molienda pulverización.

1.8.5 Alteración de la composición química.

26

Esta puede producirse por oxidación de algunos sulfuros, por perdida de agua por óxidos o calcinación de minerales calcinados por sobre secado, por fricción y roce en los pulverizadores. (pulverizadores de disco)

1.9 Secado de la Muestra.

Cuando una muestra está muy húmeda y sea difícil de tamizar, chancar o reducir, se deberá presecar de manera que no se pegue en los equipos de preparación de muestras.

Este secado puede ser mediante aire a temperatura ambiente o haciendo uso de aparatos de secado (hornos o estufas), bajo condiciones específicas de:

a) Temperatura yb) Tiempo

Nota: El aparato de secado deberá tener una capacidad tal que permita admitir la totalidad de la muestra en su interior. La muestra, debe introducirse en el interior del equipo en su estado natural, es decir con bastante humedad. Además deberá ser capaz de regular la temperatura, para no alterar la calidad de la muestra.

1.9.1 Temperatura de secado

La temperatura de secado normalmente es inferior a 100°C, comúnmente 90 – 95 °C, no obstante se debe tener en cuenta la composición mineralógica del material a secar, por cuanto algunas especies mineralógicas pierden moléculas de agua a diferentes temperaturas o alguna otra propiedad, todo lo cual debe preservarse ya que la manipulación la muestra no debe alterar la muestra. Ocurre en ocasiones que por motivos operacionales de dejar todo listo para el próximo turno, las muestras se secan a mayores temperaturas, lo que altera totalmente las muestras, esto suele ocurrir aún en empresas mineras de importancia.

El papel usado para filtrar las muestras no debe quemarse en la estufa de secado, ello significan mucha temperatura y tiempos de secado inadecuados.

1.9.2 Manipulación de muestras en estufas de secado

Como se dijera anteriormente las herramientas de manipulación de muestras son de uso exclusivo para el tipo de muestras, pero además debe considerarse un estricto orden en las estufas de secado, desde arriba hacia abajo se deben colocar las colas (relaves), alimentación, productos intermedios y en la parte inferior las muestras de concentrado.

Se debe evitar colocar varias muestras o queques de filtración por bandeja que se va a secar, debido a que la contaminación es inevitable.

1.9.3 Procedimiento de cálculo del contenido de humedad

a) Determinar la masa inicial de la muestra total, humedad.

27

b) Esparcir la muestra a un grosor uniforme y secarla bajo condiciones específicas de temperatura, tiempo.

c) Después de completar el secado, determinar la masa de la muestra seca inmediatamente.

d) Calcular el contenido de humedad del secado A (%), mediante la siguiente formula

A (%) = Pérdida total de Masa secada Ecuación (8) Masa inicial de toda la Muestra

Nota

1) Cuando se esté secando la muestra se deberá tener cuidado de no sobre calentar la muestra.

2) En el caso de una muestra higroscópica, se deberá tener cuidado con el manejo y el almacenamiento de la muestra secada, ya que en este caso la muestra fácilmente vuelve a captar humedad del medio ambiente.

1.9.4 Molienda de la Muestra

La molienda del total de muestra se deberá realizar con una trituradora apropiada.

1) En general se recomienda obtener el tamaño final de la partícula en tres etapas. 2) Cuando la muestra contenga partículas difíciles de moler, se deberá seguir el siguiente

procedimiento:

a) Separar las partículas que sean difíciles de triturar y determinar la razón de masa respecto a la muestra inicial.

b) Preparar las muestras finales separadamente, una muestra A para aquella parte de la muestra inicial difícil de triturar y otra muestra B para la parte restante

c) Obtener los valores A y B separadamente

d) Obtener la medía de los dos valores medidos basados en la razón de masa obtenida en a), es decir, una media ponderada.

1.9.4.1 Selección de la trituradora

Esta se seleccionará de acuerdo al tamaño de la partícula de la muestra, antes y después de ser triturada y de acuerdo a las características físicas de la muestra.

Entre las características físicas a considerar se tiene el contenido de humedad, adhesividad, dureza y gravedad específica

28

1.9.4.2 Limpieza

El. interior de la trituradora deberá limpiarse antes de cargar una muestra y después de terminado el trabajo.

1.9.4.3 Muestra para ambientar

Cuando se va a hacer un cambio en el tipo de muestra que se va a moler, se recomienda hacer pasar una cierta cantidad del material que se va a moler en la trituradora eliminando éste posteriormente de la muestra para evitar posible contaminación.

1.9.4.4 Extracción de la Muestra

Se deberá tener cuidado de no dejar material en el interior de la trituradora después de completar la reducción de tamaño.

1.9.4.5 Protección de la Muestra de una Posible Alteración de la Calidad

Se deberá tener cuidado para no alterar la calidad de la muestra, debido al posible calentamiento causado por la trituradora o bien por el funcionamiento continuo, durante un largo período de tiempo.

1.9.4.6 Evitar esparcir la Muestra e Introducir Materiales Extraños

Durante el proceso de trituración, se debe tener cuidado con esparcir una parte de la maestra, así como también, no introducir polvo u otros materiales extraños de los alrededores que puedan alterar la claridad de la muestra

1.10 Preparación del flujo para ser muestreado

1.10.1 Acondicionamiento del flujo para un muestreo con un cortador mecánico correcto

En ocasiones en que el flujo a muestrear es muy turbulento, entonces los cortadores pueden tener problemas para captar el flujo sin que éste rebote. En estos casos es aconsejable extender el flujo en forma horizontal para que el flujo se distribuya en forma más laminar. El inconveniente de esta solución radica en que el cortador debe recorrer una distancia mayor, ya que el ancho del flujo se ha incrementado. Esta solución es aplicable cuando no hay problemas de espacio y el cortador mecánico ha sido diseñado correctamente, siguiendo todas las instrucciones de esta Norma.

1.10.2 Acondicionamiento del flujo para un muestreo puntual con un muestreador estático de un analizador en línea.

Este muestreo no es recomendable para muestras de balance metalúrgico. Sólo es válido para control de procesos, siempre que se controle periódicamente con un dispositivo en

29

norma. Este tipo de muestreo se utiliza para muestreos instantáneos de analizadores en línea. Estos dispositivos se usan frecuentemente para líquidos sin sólidos en suspensión o con muy pocos sólidos en suspensión. Estos dispositivos no pueden ser probabilísticas, debido a que la fracción del flujo que se va a muestrear está predeterminada.

En algunos casos, estos dispositivos podrían ser aceptables si no existen sólidos en suspensión y siempre que el flujo no esté conformado por la unión reciente de varios flujos de composición diferente.

Es recomendable que cuando se usen estos muestreadores, se introduzca turbulencia en el proceso ya que esta homogeniza la muestra, es necesaria pero no debe ser en exceso y debe bajar su intensidad antes de enfrentar el dispositivo de muestreo, tales como la inserción de dos o tres bafles que desvían el flujo (figura 1.12)

Flujo

Muestra

Figura 1.12: Analizadores en línea. Geometría para soluciones (no pulpas)

1.10.3 Estrategia de muestreo

a) Modo

Para el control de flujos que pasan en correas transportadoras, se usan muestreos sistemáticos, ya sea a intervalos de tonelaje constante o bien a intervalos de tiempo constante.

En general, se recomienda considerar un muestreo a intervalos de tiempo constante, variaciones significativas se podrán ponderar en forma adecuada, o bien al azar para eliminar variaciones cíclicas que a tiempo constante no se captan.

30

Es importante conocer cuales son los ciclos de variación que tiene el producto a muestrear, ya que podría coincidir el muestreo con un mínimo o un máximo que podría conducir a conclusiones erróneas. Para conocer los ciclos se recomienda la realización de variógramas.

La alternativa de muestrear a tonelaje constante exige cambiar el ajuste de los muestreadores cada vez que cambia el tonelaje, lo que es poco práctico, excepto cuando se dispone de los equipos de manipulación de materiales adecuados.

b) Frecuencia

La determinación de la frecuencia de muestreo es función de la variabilidad que pueden tener el lote o producto que se está muestreando. Como no lo conocemos a priori, no podemos definir cual será el mejor intervalo. Sin embargo, la realización de experimentos variograficos y el conocimiento de la variabilidad de los productos, permitirá optimizar el intervalo de muestreo.

1.11 Cortadores de Muestras

1.11.1 Cortadores de trayectoria recta y geometría correcta

Para efectos de simplicidad de los diseños, la geometría es correcta si el cortador es rectangular.

Se considera que en este caso se cumplen las condiciones:

El flujo se mueve a velocidad constante

El cortador se mueve en forma transversal al flujo a velocidad constante

La totalidad del flujo pasa por el interior de la apertura del cortador

En la figura 1.13, se ilustra la condición correcta para un cortador de trayectoria recta. En este caso se debe cumplir que las líneas que definen el intervalo t sean paralelos.

Vista superior t

Trayectoria delcortador

Flujo

geometría correcta de dirección del cortador cortador

Figura 1.13: Geometría correcta cortador trayectoria recta

31

1.11.2 Cortadores de trayectoria recta y geometría incorrecta (calificado fuera de la Norma)

Generalmente, un cortador transversal de trayectoria recta sufre alteraciones en su geometría por efecto del uso, o por mala calidad de los materiales que se usaron en su fabricación. Cuando esto ocurre los bordes del cortador no se mantienen rectos ni paralelos. La geometría es incorrecta si el cortador no es rectangular.

También se altera la geometría debido a obstrucción parcial del cortador por trozos de material. Como recomendación se debe efectuar una inspección frecuente y mantención preventiva de los cortadores, para lo cual el acceso visual y mecánico debe ser posible. (figura 1.14)

1.11.3 Cortadores de trayectoria circular y geometría correcta

El cortador de trayectoria circular tiene una geometría correcta solo si sus bordes son perfectamente radiales.

El tipo de cortador comúnmente se denomina cortador VENIZ. La geometría correcta se muestra en la figura 1.15 y se puede comprobar que para cualquier punto a lo largo del radio, el ancho de la apertura del cortador es directamente proporcional a su velocidad.

En la figura se puede apreciar que r es la apertura menor del cortador que viaja a una velocidad V y r es la parte más ancha del cortador que viaja a una velocidad V de manera que se cumple:

r / V = r / V = constante

t Vista superior

f FlujoTrayectoriadel cortador

geometría incorrectadel cortador

Dirección del cortador

Vista superior t

t Flujotrayectoriadel cortador

geometríaincorrectadel cortador Dirección del cortador

Figura 1.14: Geometría incorrecta cortador trayectoria recta.

Vista superior eje de rotación

32

t

VFlujo

r trayectoriadel cortador

r V

geometría Dirección del cortadorcorrecta decortador

Figura 1.15: Geometría correcta cortador trayectoria circular

1.11.4 Cortador de trayectoria circular y geometría incorrecta (calificado fuera de norma)Las mismas desviaciones respecto del diseño correcto, que se mencionaron para los cortadores de trayectoria recta se aplican a los cortadores de trayectoria circular. En este caso se debe cautelar que el cortador sea construido en forma radial y que su funcionamiento también sea radial, es decir debe girar con el mismo radio para el cual fue construido. Es importante notar que se debe mantener la relación de velocidades para mantener constante los dos extremos del cortador, el que se encuentra más cerca del origen y el que se encuentra en el caso paralelo opuesto. La figura 1.16, muestra que los sectores sombreados no corresponden al incremento y que por lo tanto se introduce un sesgo.

Vista superior eje de rotación

t

VFlujo

trayectoria r del cortador

V t r

geometría incorrectadel cortador Dirección del cortador Vista superior eje de rotación

33

t

V

r Flujotrayectoriadel cortador

Vr

t geometría incorrecta Dirección del cortador del cortador

Figura 1.16: Geometría incorrecta Cortador trayectoria circular.

1.11.5 Cortadores de trayectoria diferente a la carrera recta o circular. Siempre tiene una geometría incorrecta. (considerados fuera de la norma)Los cortadores más usados son de trayectoria recta o circular; sin embargo en el mercado existen otros dispositivos que se mencionan en este documento para señalar que son incorrectos desde el punto de vista del error de delimitación. Los equipos más típicos son:

a) Cortadores de flap o deflectores en el centro o al costado de los flujos.

Flujo

Cerrado posición de t

Abierto 1 descanso 1 posición de 2 descanso Flujo

2 t

Flujo Incremento Abiertoposición de descanso

Figura 1.17: Geometría Incorrecta, Cortador de flap o con deflectores.b) cortadores de manguera flexible

34

Estos generalmente entregan un incremento incorrecto, por lo que deben ser evitados.

Flujo de material

Trayectoriadel tubo

t

Flujo

t

Flujo IncrementoFigura 1.18: Geometría incorrecta. Cortador de manguera flexible.

c) Cortadores de compuerta móvil, instalados bajo “hoppers”, pilas o silos.

Siempre son incorrectos y deben ser evitados. Adicionalmente están sujetos a problemas de segregación.

d) Cortadores transversales al flujo con trayectorias de arco.

Aunque pueden teóricamente entregar un incremento correcto, no son recomendados ya que la mayoría de las veces presentan problemas de error de extracción al existir posiciones donde el ancho efectivo para cortar el flujo es demasiado pequeño.

1.11.6 Relación de pasadas o cortes de cortadores primario y secundario Posteriormente, se indicara la velocidad máxima de los cortadores, dentro de los errores de extracción. En esta sección se hace mención de la relación de velocidades de los cortadores en los casos que sea una estación de muestreo con más de un cortador. La más típica es la estación de muestreo que consiste de un cortador primario de trayectoria recta y cortador secundario circular tipo VEZIN.

La relación de pasadas que se debe tener es 1/5, es decir, mientras el cortador primario corta una vez el flujo, el cortador secundario debe hacerlo al menos cinco veces en ese mismo tiempo, independiente de la velocidad del primero.

35

En forma alternativa, para no sobrepasar la velocidad del cortador secundario, este último puede tener más de un recipiente, de manera de cortar el flujo del primario más de una vez; preferiblemente se construyen los secundarios con dos receptáculos opuestos e incluso se pueden colocar cuatro en forma de cruz. Se debe tener la precaución de verificar especialmente la posición de descanso de los cortadores, para que queden en un punto muerto mientras no se encuentran funcionando.

1.11.7 Cortadores de flujo transversales. Condiciones de movimiento y velocidad correctas.

Las condiciones correctas para el movimiento y velocidad del cortador son:

1) Movimiento

Los tipos de cortador se dividen generalmente en:

Eléctricos Hidráulicos Neumáticos Magnéticos Manuales

De estos cinco tipos de cortadores, se recomienda usar los que poseen movimiento con motor eléctrico, ya que son los que mejor cumplen las condiciones establecidas, siendo además de bajo costos, fáciles de mantener, simples y muy confiables.

Para los cortadores que están siempre en movimiento, es decir continuamente están sacando muestras, sólo es necesario asegurar que el sistema tiene suficiente potencia, para mantener la velocidad cuando el cortador intercepta el flujo.

Para los cortadores que funcionan en forma discontinua, la posición de estacionamiento del cortador debe estar lo suficientemente lejos del flujo, para que tenga tiempo suficiente de alcanzar su velocidad constante antes de interceptar el flujo. Se requiere motores y reducciones lo suficientemente potentes.

2) Velocidad

Se deben cumplir las condiciones:

La velocidad lineal o circular del cortador debe ser constante durante todo el tiempo necesario para cruzar el flujo.

La velocidad permanece constante durante la colección de todos los incrementos. La velocidad del cortador debe ser inferior a 60 cm/seg y preferiblemente menor o

igual que 45 cm/seg (Norma ASTM).

1.11.8 Ubicación del cortador de flujo transversal. Lugar de estacionamiento.

1) Posición correcta

36

La posición del cortador debe estar suficientemente lejos del flujo para permitir que el motor alcance su velocidad constante antes de llegar al flujo.

El flujo debe caer exactamente en el centro del cortador.

El cortador debe ser capaz de cruzar completamente el flujo.

La separación ver figura 1.19, entre el cortador y el flujo debe ser mínima, sin embargo nunca inferior a 1 cm.

En caso de partículas más grandes se debe respetar la regla que la distancia de separación no debe ser inferior a u = 3d + 1 cm. La figura 1.19, muestra la disposición correcta de un cortador de trayectoria recta. La figura 1.20, muestra la disposición correcta de un cortador circular o Vezin.

Flujo de material

Direccióndel cortador

u

t

Flujo

Trayectoria delcortador t

FlujoVista superior

Figura 1.19: Cortador trayectoria recta Ubicación correcta.

Se debe tener especial cuidado de evitar lugares de estacionamiento del cortador que pueden estar sujetas a contaminación por salpicaduras o polvo.

Cuando se genere demasiado polvo en la caída del material, se esta presente ante una contaminación de la muestra cuando el cortador no está funcionando. Además, se producirá una pérdida de la fracción fina cuando el muestreador funcione efectivamente.

37

Para el caso de los muestreadores de trayectoria recta en pulpas, se requiere que la distancia mínima al flujo en el lugar de estacionamiento sea de 50 cm. También se puede proteger el cortador con tapas adecuadas para evitar la contaminación.

Flujo eje de rotaciónEje de rotación

t

Flujo

t trayectoria del

cortador

Flujo Incremento

Vista superior

Figura 1.20: Cortador circular Veniz. Ubicación correcta.

2) Posición incorrecta

En algunas ocasiones se observan cortadores demasiado cortos o en posición equivocada en torno al flujo que se debe muestrear. En estos casos se aprecia que parte del flujo cae fuera de la trayectoria del cortador. Esta situación se muestra en la figura 1.21, donde se aprecian

38

los errores para cortadores de trayectoria recta y para cortadores de trayectoria circular, donde parte del flujo cae fuera del rango de pasada del cortador.

Porción del incremento que se pierde

t

Flujo

t

Cortador transversal de Cortador transversal detrayectoria recta trayectoria circular

Figura 1.21: Posición incorrecta de cortadores de trayectoria recta y trayectoria circular

También se encuentran frecuentemente errores en la posición cuando el cortador ejecuta movimiento de ida y vuelta, es decir, debiera cortar el flujo en dos pasadas consecutivas. El error se comete cuando el cortador empieza su segunda pasada, de vuelta, cuando aún no termina de completar su primera pasada; en otras palabras se devuelve demasiado pronto. En la figura 1.22, se muestra esta situación.

Flujo

39

Posición Posiciónde descanso de descanso

Flujo

Figura 1.22: Cortador de trayectoria recta que se devuelve demasiado pronto.

1.12 Condiciones especificas para la verificación de las estaciones de muestreo

1.12.1 Errores de extracción de los incrementos

1.12.1.1 Paralelismo de las hojas del cortador

Es frecuente asumir que los dos bordes del cortador son rectos y perpendiculares a la trayectoria del cortador. Sin embargo, la principal condición que debe cumplirse, es asegurar que el borde de ataque (el primero que toca el flujo) es perfectamente superponible con el borde de fuga (el ultimo que toca el flujo).

1.12.1.2 Espesor de las hojas del cortador

Aunque se pueda discutir bastante respecto del papel que cumple el espesor de las hojas del cortador, este factor no influye mayormente en el proceso de la obtención de la muestra.El espesor de las hojas del cortador no introduce ningún error y no altera la probabilidad de extracción

1.12.1.3 Forma del borde de las hojas del cortador (simetría)

Aunque el espesor no es un problema, la simetría y ángulos de las hojas del cortador en la apertura son importantes.Se sugiere que el ángulo superior del borde de las cuchillas del cortador sea menor de 45 grados (ángulo “filudo”).

Si los bordes son intercambiables para mantención y ajustables, se deben construir de manera que queden en una posición fija, sin que se suelten por vibración. Estas cuchillas que se ponen en el borde del cortador deben ser de un espesor de 2 a 3 mm.

40

Si los bordes son gruesos por razones mecánicas, ellos deben ser perfectamente simétricos.

En figura 1.23, se muestran diseños satisfactorios para los bordes del cortador.

A B

Buen diseño Buen diseño si 45º

C D

Buen diseño Mal diseño si 90º 45º

Figura 1.23: Diseños correctos e incorrectos para los bordes del cortador

1.12.1.4 Largo de la abertura del cortador

El flujo a muestrear debe pasar completamente a través de la abertura del cortador. Esto implica que el cortador debe tener una largo suficiente para cumplir esta condición. Para estar seguros de que el cortador tiene un largo correcto, este debe ser mínimo tres veces más largo que el flujo que se debe medir, en la figura 1.24, se muestran un diseño correcto, en el cual se permite que las partículas que rebotan en el borde del cortador tengan la posibilidad de ingresar debido a un tamaño adecuado.

Flujo

41

Fragmentos recuperables

Extracción correcta

incremento flujo

Figura 1.24: Largo adecuado de apertura de cortador

En el caso de materiales pegajosos, que se adhieren a la superficie de la correa, es necesario instalar un raspador que permita despegar este material, de acuerdo a como lo muestra la figura 1.25.

1.12.1.5 Inclinación del cortador

La inclinación de los bordes del cortador debe ser perpendicular al flujo a muestrear.

Esto es correcto en la medida que todos los fragmentos que rebotan y que pertenecen al incremento, caigan dentro de la abertura del cortador.

Lo anterior no siempre ocurre cuando las cuchillas se encuentran verticales. Adicionalmente se debe cumplir que el material que recupera el raspador, también caiga dentro del cortador, lo que en el caso de las cuchillas verticales es imposible (figura 1.26)

Flujo

1 1 Flujo principalRaspador 2 Flujo secundario

42

2 2 1

Flujo Incremento

Figura 1.25: Raspador adosado a correa para despegar material adherido

fragmentosrecuperados

Flujo

ººº º º

1Raspador

º

2

Flujo

1.- Flujo principalIncremento 2.- Flujo secundario

Figura 1.26: Cortador vertical. Inclinación y largo de abertura correctos.

En muchos casos existen cortadores con cuchillos verticales, donde se pueden encontrar los siguientes errores:

1. Todos los fragmentos que rebotan en los bordes del cortador, caen fuera del cortador, con lo cual se produce un error de extracción. Esto implica que muchas partículas se perderán, principalmente las gruesas, con lo que se producirá un desvió hacia las partículas más finas, generándose por lo tanto sesgo en la granulometría de la muestra.

2. El material recuperado por el raspador no caerá dentro del cortador, generándose nuevamente un sesgo.

43

En la figura 1.27, se ilustra un cortador que aunque cuenta con un largo de ranura apropiado y raspador para recoger partículas adheridas a la correa, produce un incremento con un error de extracción debido a los bordes del cortador.

Se ilustra que el flujo 2 se pierde totalmente por la inclinación del colector.

Con estas consideraciones se debe evitar usar cortadores de cuchillos verticales, ya que ellos generaran un sesgo en la delimitación del incremento.

Fragmento perdido

Flujo

ºº º

º 1Raspador

Flujo

F2

2

1.- Flujo principal 2.- Flujo secundario

Incremento

Figura 1.27: Cortador vertical con errores de extracción más comunes

1.12.1.6 Ancho y velocidad del cortador

Los efectos de la abertura del cortador W y la velocidad del cortador Vc son de una naturaleza balística y no se pueden disociar entre sí.

Al mismo tiempo se debe considerar que la abertura del cortador y la velocidad del flujo también están relacionadas.

1.12.1.7 Generalidades respecto del ancho y velocidad del cortador

44

En primer lugar en forma general se pueden establecer tres reglas para tener una extracción correcta.

1. Primera regla de extracción correcta

Para diámetros de partículas d: mayores o iguales a 3 mm, la abertura del cortador debe ser mayor o igual a 3d.

Para diámetros de partícula d: menores que 3 mm la abertura del cortador debe ser mayor o igual a 10 mm.

2. Segunda regla de extracción correcta

Para todos los valores de d: con W = n Wo y n 1; Vo es la velocidad crítica del cortador, mas allá de la cual la extracción es incorrecta, entonces:

3. Tercera regla de extracción correcta

La solución óptima y al mismo tiempo más barata es considerar

1.12.1.8 Dependencia de la abertura del cortador con el flujo de pulpas

Flujo de pulpa (ton/hora) W: Apertura cortador (mm) 100 - 250 W Wo 1 cm250 - 1500 Wo 2 cm1500 - 3000 Wo 3 cm

3000 Wo = 5 cmLos valores indicados en esta tabla son referenciales, ya que al mismo tiempo existe dependencia de la velocidad del cortador y de la perturbación hidráulica. Se debe efectuar experimentos variográficos para optimizar el sistema.

Condición: Las aristas están muy alejadas una de otra (pero no infinitivamente).

F

Sentido del desplazamiento del seleccionador.

45

d 3 mm ; W Wo = 3d

d 3 mm ; W Wo = 10 mm

Vc Vo = (1 + n) 0,3 m/s

W = Wo y Vc = Vo 0,60 m/s

B1. La abertura A B es bastante amplia, F pertenece

a la selección modelo y a la selección real. La tomada es correcta.

2. La abertura A B no es suficientemente amplia. F pertenece a la selección modelo pero escala

A B a la selección real. La tomada es incorrecta.

Vista en un plano vertical que contiene el eje del desplazamiento del seleccionador.

Estudio experimental muy preciso en curso

1.12.1.9 Profundidad y capacidad del cortador

El ángulo que se forma entre el flujo y la base del cortador debe mantenerse mínimo, pero siempre menor que 45º, para evitar que las partículas que reboten en el fondo del cortador tengan la probabilidad de caer fuera del cortador o transmitir su energía a partículas que vengan llegando al sistema.

Es importante considerar la profundidad del cortador para evitar que este rebote en el fondo del cortador signifique pérdidas.

En la figura 1.28, se presenta un cortador como se indicó anteriormente.

La profundidad del cortador, midiendo la sección recta antes que las partículas toquen el fondo del cortador, debe ser siempre mayor que 100 mm.

Flujo

46

Flujo

Incremento

Figura 1.28: Cortador de trayectoria recta. Profundidad, capacidad e inclinación.

Todo lo que se ha planteado en esta sección también se aplica a los colectores tipo balde, donde la capacidad del mismo debe ser al menos tres veces superior al tamaño del incremento más grande que se toma.

1.12.1.10 Diseño de cortador para materiales húmedos y pegajosos en correa transportadora (ejemplo concentrado húmedo)

Este es un problema de difícil solución y al no poder contar con un diseño satisfactorio, es preferible recolectar muestras con un sistema manual, que no es recomendable desde el punto de vista teórico, pero podría considerarse como muestra preliminar al no contar con un sistema que funcione correctamente. El muestreo manual no es recomendable para efectuar balance metalúrgico.

Para la implementación de un sistema automático, se pueden entregar las siguientes recomendaciones:

1. Diseñar el cortador con el mínimo de soldadura, rebordes, remaches, tuercas y tornillos. En ningún momento se debe permitir la acumulación de material en las paredes interiores del cortador o en el fondo. La experiencia indica que apenas se pega una pequeña cantidad de material dentro del cortador, se produce inmediatamente un bloqueo total del mismo.

2. Los bordes del cortador deben ser filudos y construidos de muy buen material, generalmente acero inoxidable muy liso y de buena calidad.

3. La abertura del cortador debe ser levemente más angosta que la parte inferior del cortador, como se muestra en la figura 1.29.

4. La abertura del cortador debe ser sobredimensionada y no es aplicable la regla anterior de un ancho de 1 cm, debiendo considerarse un ancho mínimo de 5 cm. Cada caso es un caso especial y debe ser investigado por el diseñador y el constructor.

5. El ángulo de la pendiente de todas las partes interiores del cortador debe ser mayores o iguales a 60º.

47

Y

X

Figura 1.29: Materiales húmedos. Diseño del cajón del cortador

1.13 Realización del muestreo

El muestreo permite definir un modelo de una situación idealizada, para un fenómeno físico, mediante una formulación matemática, los modelos pueden representar el modo físico en forma exacta o aproximada y esto será según las necesidades que se tengan.

1.13.1 Errores en Muestreo

Podemos escribir de modo general:

1.13.2 Los errores de corte

1.13.2.1 Lotes de una dimensión temporal- muestreadores transversales

Seleccionador que corta la totalidad del flujo durante una fracción del tiempo (oponiéndose a los seleccionadores continuos).

Dos tipos:

1) Selección de una parte del flujo durante la totalidad del tiempo.2) Selección de una parte del flujo durante una parte del tiempo.

48

Errores de realización

Errores de corte Errores de tomada

Desde 1902 se ha demostrado que estos aparatos son incorrectos. Son cada vez menos usados.

Condición de corte correcto: Selección uniforme de todos los hilos del flujo

Corte correcto Cortes incorrectos

El error de corte es nulo cuando el corte es correcto.

VL

VV

A B

x

D C

La velocidad de un punto cualquiera del seleccionador debe ser uniforme durante todo el trayecto

Trayectoria rectilínea. El ancho del seleccionador debe ser constante = aristas laterales paralelas

Trayectoria circular: el ancho del seleccionador debe ser proporcional al radio = aristas laterales radiales

Consejo práctico:

El seleccionador debe tener una anchura no-infinita y salir completamente del flujo, además debe barrer toda la superficie. Debe sobrepasarla ampliamente.

49

1.13.2.2 Realización práctica del corte correcto.

1) Uniformidad de la velocidad durante una selección.

Aparatos de marcha continua (sin detención e inversión de marcha):VEZIN, SNYDER, Muestreador de cubiletes en cadena sin fin.

Motor eléctrico: debe ser suficientemente potente para no disminuir la velocidad durante una tomada.

Aparatos de marcha discontinua (detención con o sin inversión de marcha): la mayor parte de los muestreadores transversales.

Motor eléctrico: ver mas abajo. Tracción neumática o hidráulica: incorrectos evitar. Tracción manual: incorrecta.

2 ) Forma del seleccionador:

Aparatos de trayectoria rectilínea: abertura generalmente concebida correctamente pero puede alterarse en el tiempo:

a) acumulación de materiales extraños en la abertura (pulpa).b) Desplome de las paredes muy débiles.c) Desgaste por abrasión o corrosión.

Aparatos de trayectoria circular: la abertura está a menudo mal concebida: por ejemplo: rectangular.

1.13.3 Instalación del -seleccionador:

Condición de corte correcto: El corte debe estar limitado por caras paralelas.

Condición equivalente: Todos los hilos del flujo deben ser cortados en el mismo tiempo.

1.13.3.1 Uniformidad de Muestreo en el espacio y en el tiempo.a) Uniformidad de Muestreo en el espacio

Condición cinemática (movimiento)Velocidad uniforme durante la selección para todas las líneas de flujo1.- Tracción eléctricacorrecta si, motor superpotente y posiciones de reposo del seleccionador conveniente alejadas del flujo de materia 2.- Tracción hidráulica3.- Tracción neumática4.- Tracción manualSiempre incorrectas a evitar

50

Condición geométrica (fabricación y trayectoria)

Anchura forma e instalación del seleccionador

Concepción del seleccionador1.- Trayectoria rectílinea correcta si aristas paralelas.

2.- Trayectoria circular correcta si aristas radiales.3.- Trayectoria, cualquiera (muestreo manual)siempre incorrecto.

Instalación y mantención del seleccionador.

b) Uniformidad de Muestreo en el tiempo

Condición cinemática (movimiento)Velocidad uniforme de una selección a otra.

1. Tracción eléctrica Prácticamente correcta si fluctuaciones (tensión flujo y frecuencia) no son muy altas. Error asimilable.

2. Tracción hidráulica Tracción manual Tracción neumáticaCondición geométrica (fabricación y trayectoria)Anchura) uniforme de una selección a otra.

Anchura uniformeCorrecta si se limpia la abertura periódicamente y si se vigila la deformación y el desgaste.

Incorrectas: a evitar1. Volver a cerrar el flujo de materia2. Evitar los polvos3. Posiciones de reposo o convenientemente alejadas del flujo de materia4. Limpiar la abertura periódica y frecuentemente5. Vigilar la deformación y el desgaste de la abertura

1.14 Condición geométrica de corte correcto y Concepción del seleccionador

Como ya se explico en el punto 1.11, esto se puede resumir como:

1. Trayectoria rectilínea:

51

Correcto Incorrecto Incorrecto Incorrecto(construcción (depósitos en las (aleta = selec- muy ligera) aristas) cionador a un

solo lado)

2. Trayectoria circular:

Eje 0 Eje 0 Eje 0 Eje 0

Correcto Incorrecto Incorrecto Incorrecto 3. Trayectoria, cualquiera (selección manual) Ninguna forma correcta

1.15 Condición geométrica de corte correcto e Instalación del seleccionador

A1 B1 A2 B2

- El flujo de materia es enteramente recortado durante las selecciones.

L

Está enteramente incluido en:B1 A2 D2 C1 y alejado de loscostados

D1 C1 D2 C2

Correcto

A1 B1 A2 B2

- El flujo de materia es sólo parcialmente

52

Selec.enreposo

recortado durante las selecciones. La trayectoria de CD recorta L

L

D1 C1 D2 C2

Incorrecto

A1 B1 A2 B2

- El flujo de materia es parcialmente cortado durante las posiciones de reposo o de inversión de marcha.

D1 C1 D2 C2

Incorrecto

- El núcleo (rayado) del flujo de materia está rodeado de un halo de polvo que:1. Escapan parcialmente de la selección2. Entran en el seleccionador entre las selecciones.

IncorrectoUna dimensión: ejemplo: Lote en circulación en una correa cuando se muestrea sobre una correa detenida (marco, método Blyth....etc...)

Corte: habitualmente correcto (ver también el error de tomada).

53

Dos dimensiones: Lotes extendidos horizontalmente (almacenamientos, contenido de los vagones, “polea” de químico...)Columna de sección constante - Falla de las sondas - Falla del rastreo.

Tres dimensiones: El corte es correcto cuando las selecciones son del mismo tamaño

- Forma teóricamente indiferente- Prácticamente es difícil y costoso hacer una selección lejos de la superficie

(diferencia con sólidos compactos):- Solución: Remitirse a uno de los problemas precedentes.- Peligro: de las selecciones superficiales.- Lotes de revolución: Teóricamente el corte correcto es un sector apoyado en el eje

de revolución. (parte de la torta) – Propiedad usada solamente en el cuarteo

Hemos definido las condiciones necesarias y conjuntamente suficientes de la corrección del corte. Permite afirmar que cuando un seleccionador respeta estas condiciones, opera necesariamente un corte correcto. Control menos costoso, más fácil, más rápido e infinitamente más eficaz que la verificación experimental.

1.16 Errores de preparación

En el resultado final de una determinación proporcionada por el laboratorio de análisis, existe siempre una cierta parte de imprecisión que se debe a los errores de preparación.

54

Se consideran errores de preparación aquellos que ocurren en etapas posteriores a la sección del incremento. Estas etapas se refieren por ejemplo a:

Transferencia del incremento desde el cortador a una correa transportadora, en forma continua o discontinua.

Transferencia desde la correa transportadora a la siguiente etapa de preparación. Etapas de conminución, cuya función consiste en disminuir el tamaño de partícula

d, y aumentar el número de partículas (molienda y pulverización). Tamizaje seco o húmedo, a menudo en conexión con una conminución. Secado de sólidos con diferentes cantidades de humedad. Esta operación a menudo

es necesaria para disminuir la obstrucción de los materiales húmedos en el circuito de muestreo.

Filtración de pulpas para separar la fase sólida de la fase líquida y así sucesivamente.

Estos errores de preparación son estrictamente inherentes a aquellos que diseñan, construyen, operan y mantienen estaciones de muestreo. Se revisarán los siguientes:

Errores de contaminación Errores por pérdidas Errores generados por cambio en la composición química Errores generados por cambio en la composición física Errores generados por equivocaciones casuales (no intencionales) Errores causados por fraude y sabotaje

1.16.1 Errores de contaminación

Existen muchas fuentes de contaminación que se pueden presentar al hacer el análisis de una operación. Una de las mejores maneras de evitar contaminación es capacitar a los operadores que se encuentran a cargo de las etapas de preparación indicando los puntos específicos que se deben cuidar.

1. Contaminación por polvo

Esta contaminación se produce principalmente mientras el equipo no está operando y esperando un nuevo incremento. En este caso se recomienda evitar las caídas largas del material seco antes de entrar en el muestreador, alimentándolo por ejemplo con un tornillo de alimentación (screw feeder). También se recomienda mantener cerradas todas las fuentes de polvo, con una pequeña presión negativa. Demasiada ventilación siempre es perjudicial para las operaciones de muestreo. Se debe proteger los muestreadores cuando se encuentran en la posición de estacionamiento de manera que no colecten polvo del ambiente.

2. Contaminación por material presente en el circuito

Esta contaminación se produce cuando existe una secuencia de material que utiliza los mismos equipos. Cuando el material es de la misma composición, es fácil prevenir una contaminación, haciendo una ambientación en primer lugar. También es necesario efectuar una limpieza a intervalos, por ejemplo una vez al día o una vez a la semana.

55

Cuando el material es de diferente composición se debe usar equipos separadores para cada producto, se debe procesar primero el de menor concentración para ir ascendiendo (colas, cabezas y concentrados por ejemplo)

3. Contaminación por abrasión

Chancado, molienda y pulverizado introducen una contaminación en la muestra, debido a la abrasión que ocurre en los equipos por el material de dureza variable. También el tamizaje por ejemplo con tamices de bronce puede significar una contaminación por cobre en muy bajas concentraciones. Se debe cautelar estas fuentes de contaminación.

4. Contaminación por corrosión

Existen materiales agresivos que producen corrosión del equipo de muestreo y por lo tanto generan una contaminación. Por ejemplo el muestreo de ripios de lixiviación, pulpas de flotación húmedas, instalaciones de muestreo a la orilla del mar, etc. Se debe tener en cuenta para evitar problemas mayores.

1.16.2 Errores por pérdidas

Estos errores ocurren en la medida que las partículas que pertenecen al incremento real, se pierden de la muestra.

1. Pérdidas como finos o polvos

Se consideran pérdidas de fino cuando el material seco se transfiere en una caída libre desde un punto a otro o al entrar en los cortadores. También se producen pérdidas de fino en los equipos de chancado, molienda y pulverizado.

Estas pérdidas son amplificadas por la extracción de los polvos con un equipo de vació muy potente. Se debe establecer un compromiso de control del polvo antes que una extracción exagerada.

2. Pérdidas como material remanente en el circuito de preparación

Se producen estas pérdidas, cuando no se saca todo el material de los equipos usados en el muestreo o en la preparación.

3. Pérdidas como fracción específica de la muestra

Al tamizar una muestra para que pase bajo una determinada malla, se debe volver a pulverizar el grueso para cumplir con el requisito. Por error, algunos operadores descartan la fracción más gruesa en lugar de volver a moler. Este efecto es crítico se trata de minerales de explotación de oro o metales preciosos.

También se pierde el material nativo cuando existe tendencia natural a adherirse a las piezas metálicas (oro y cobre nativos).

56

1.16.3 Errores por cambio en la composición química

Cada vez que se produce un cambio en la composición química de la muestra, se altera la base que estamos usando para el cálculo de los porcentajes finales. Estas alteraciones de composición química se pueden deber por ejemplo a oxidación de la muestra (sulfuros se oxidan en condiciones naturales si la temperatura es alta) como a cambios en la estructura por pérdidas de algún componente volátil (por ejemplo agua de cristalización). Es decir que se debe estar atento a las condiciones en que son transportadas, almacenadas y procesadas las muestras que representan el material en cuestión.

1.16.4 Errores por alteración de la composición física

Se considera que la humedad es uno de los factores más influyentes en el balance de los materiales y es necesario determinarlo con exactitud. Por esta razón es necesario proteger las muestras de ganar o perder humedad una vez que han sido colectadas puesto que se trata de una propiedad física de la muestra que debe determinarse en condiciones adecuadas y sin alteración de la muestra.

Otro factor importante puede ser una determinada granulometría la que se puede alterar por una mala manipulación de la muestra.

1.16.5 Errores por equivocaciones casuales

Generalmente, la capacidad deficiente, la mala descripción de los procedimientos, como las condiciones de trabajo no adecuadas llevan a cometer equivocaciones que son más frecuentes de lo que uno se imagina. Como un ejemplo se mencionan:

Botar parte de la muestra en forma casual Mezcla de fracciones de muestras diferentes Mezcla o confusión de etiquetas Mala mantención de equipos Contaminación y pérdidas, etc.

1.16.6 Errores por fraude o sabotaje

Se debe tener presente que pueden haber algún interesado en alterar las muestras, o reemplazarlas por otras para conseguir algún efecto. Es necesario tomar las precauciones responsablemente para cautelar que no ocurren fraudes o sabotajes.

1.17 Los errores de tomada

Fuentes principales de error de tomada:

1. No horizontabilidad de las aristas del seleccionador2. Anchura insuficiente del seleccionador. Es preciso:

d 3 mm; W Wo = 3d

57

d 3 mm; W Wo = 10 mm

Velocidad excesiva del seleccionador. Es preciso:

V W Vo con Vo = 400 mm/segWo

CUANDO EL CORTE ES CORRECTO Y LA TOMADA ES CORRECTA SE PUEDE CONCLUIR SIN RIESGO QUE LA REALIZACIÓN DEL MUESTREO ES CORRECTA, POR LO TANTO, QUE EL MUESTREO ES JUSTO PARA TODAS LAS NECESIDADES PRACTICAS.

Menos costoso, más simple, más rápido, más eficaz que la verificación experimental de la justeza.

58