Muestreo y Análisis Granulométrico

En el beneficio de minerales se trabaja con sólidos que pasan por procesos de disminución de tamaño con el objetivo de poderlos manipular y transportar mejor.

Estas partículas tienen propiedades que cambian de mineral a mineral y lo caracterizan estableciendo dimensiones y capacidades de los equipos utilizados.

Una de estas características de los minerales es el ángulo de reposo que indica cómo se comportan las partículas de un mineral al almacenarlo o transportarlo y establece la capacidad, dimensiones y presión que deben tener y soportar los equipos para albergar una determinada cantidad del mineral.

Objetivos

Determinar el ángulo de reposo de la muestra problema a través del método del cono.

Familiarizarse con las técnicas para determinar el ángulo de reposo.

Analizar los factores que influyen y cómo influyen en el ángulo de reposo de distintos materiales.

Analizar cómo la capacidad fluidez de los minerales es afectada por factores como el tamaño de grano, la humedad y el porcentaje de partículas finas.

Conocer las aplicaciones que tiene el ángulo de reposo en los distintos minerales.

Procedimiento

La práctica se dividió en dos etapas:

1. Se formaron dos grupos. A cada grupo se le asignó un mineral distinto (galena o mineral de hierro), se procedió a hacer toda la práctica de laboratorio siguiendo los mismos pasos, pero con la muestra asignada. Una vez asignada la muestra cada grupo procedió a hacer un muestreo con la ayuda de un Cuarteador de Rifles.

2. Obtener dos muestras de aproximadamente 250 g cada una. Una de estas muestras fue utilizada para el proceso de medición del ángulo de reposo, mientras la otra fue utilizada en un análisis granulométrico.

Se toma una muestra de mineral a analizar, en este caso 1 kg aproximadamente, se deja caer el mineral por un embudo, haciendo que este forme un cono, luego se tabulan las dimensiones de dicho cono.

Este proceso se realizó tres veces para tener mayor precisión de las mediciones y los datos tabulados.

Posteriormente, se va variando el porcentaje de partículas finas a la muestra, y la humedad progresivamente, luego se tabulan las dimensiones del cono formado.

Datos

Mineral de hierro		Galena Seca
Altura	Base	Altura	Base
6,5	20	5,5	22,5
8,5	22,5	5,8	22
8,4	21	5,6	21
8,3	20	6,4	20,4

Muestra mineral de hierro	Ángulo de reposo	Muestra Galena	Ángulo de reposo
25	33,02	10	26,05
50	37,07	20	27,80
75	38,65	50	28,07
100	39,69

Ángulo de reposo

Distancia C-A= 10

Distancia B-A= 6,5

Gráficas

Muestra mineral de hierro	Ángulo de reposo	Muestra Galena	Ángulo de reposo
25	33,02	10	26,05
50	37,07	20	27,8
75	38,65	50	28,07
100	39,69

Ángulo de reposo vs abertura

Ángulo de reposo vs humedad

Análisis de gráficas

Ángulo de reposo vs Humedad: De la anterior gráfica se puede concluir que el ángulo de reposo en minerales se ve fuertemente influenciado por la humedad que éste posee, pues como lo demostró el laboratorio al humedecer la muestra usada aumentaba progresivamente el ángulo de reposo. Sin embargo, existe un límite del porcentaje de humedad donde nuevamente el ángulo va a disminuir. Este límite no se pudo hallar en el laboratorio porque no se realizaron suficientes experimentos con porcentajes de humedad diferentes.

Ángulo de reposo versus Abertura.

Respecto a la primera gráfica, se observó un notable aumento en el ángulo de reposo cuando se aumentaba la abertura, de los dos primeros datos, después fue aumentando de una manera progresiva, considerando los experimentos realizados, se estableció que para mayores tamaños de partículas el ángulo de reposo va a disminuir.

 Factores que afectan el ángulo de reposo

El ángulo de reposo está influenciado por:

a) Tamaño

b) Forma

c) Volumen

d) Superficie del mineral

e) Contenido de humedad

f) Orientación de las partículas que conforman la masa del mineral.

Por medio de las consultas realizadas previamente, se encontró que los ángulos de reposo varían desde aproximadamente 20° para minerales que fluyen libremente, hasta aproximadamente 60° para minerales con malas características de flujo, lo cual fue constatado por los experimentos del laboratorio donde los ángulos se encontraron dentro de estos límites.

El ángulo de reposo es un indicador útil para saber la fluidez del material. Entre menor sea el ángulo de reposo más fácil se desliza el mineral, sin riesgo de impacto.

Los minerales con bajos ángulos de reposo tienden a empaquetarse rápidamente para dar casi inmediatamente una alta densidad de relleno. Si el ángulo de reposo es grande, se forma inicialmente una estructura suelta, y el mineral se consolida posteriormente si se somete a vibración.

Conclusiones

Se pudo confirmar que la influencia de la humedad hace que el ángulo de reposo aumente, esto se puede ver claramente en las tablas de datos y resultados.

Se puede observar también que al humedecer ambos minerales, la galena tuvo un cambio más drástico que el mineral de hierro, su ángulo de reposo tuvo un mayor aumento.