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Manual de Laboratorio Químico Metalúrgico

6.0 EQUIPOS DE LABORATORIO METALURGICO 6.1 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE MUESTREO EN PLANTA MUESTREADOR AUTOMÁTICO Son equipos instalados adecuadamente en puntos estratégicos en el proceso, con la finalidad de que obtengan muestras en forma continua y los depositen en recipientes adecuados o bien para que reporten resultados en forma directa hacia a la sala de control. Algunos equipos reportan los resultados a partir de muestreos indirectos es decir, no entran en contacto con el material y obtienen su muestra aplicando algún principio de la física, la química o algún otro campo del conocimiento que les permita obtener en forma indirecta el dato para el cual son utilizados. Las variables que pueden ser medidas por los equipos automáticos son cada vez más, la tecnología cada día trata de satisfacer en mas medida las exigencias de las industrias y los procesos que requieren tener lecturas de sus diferentes variables en línea los mismos que les permiten actuar a tiempo, con lo que se gana eficiencia en el proceso y se evita daños sobre los equipos de las plantas y el medio ambiente. Como ejemplos de los equipos automáticos tenemos: El Split Online En el pasado la falta de una técnica de medida fácil, económica y no invasiba en la fragmentación de rocas, en la mayoría de los casos no había sido definida en términos cuantitativos. Ahora el Split Online provee una alternativa económica al muestreo manual y cribado, una medida objetiva en vez de estimaciones subjetivas cualitativas. Figura No. 1 Cámara y sistema de Decisiones técnicas: iluminación Costos de voladura, eficiencia y productividad operacional, funcionamiento de equipos. Todos estos parámetros pueden ser relacionados con la óptima fragmentación de la roca. La rentabilidad puede ser perfeccionada optimizando la fragmentación del mineral para maximizar el rendimiento de su proceso y el correcto funcionamiento de los circuitos de chancado y molienda.

La ubicación más conveniente para una cámara permanente es una correa transportadora, esto incluye a los alimentadores de chancadoras primarias, correas de alimentación y productos de chancadores en general, correas transportadoras de mineral de alimentación a molinos AG o SAG, correas alimentadoras a molinos de bolas u otras ubicaciones. El Split Online es un sistema de análisis de imágenes digitales, automatizado y diseñado para operar continuamente en ubicaciones adecuadas, para cámaras instaladas permanentemente. El Split Online funciona continuamente y puede capturar imágenes desde una o más cámaras o intervalos de tiempo programados por el usuario o gatillados por estados del proceso. La arquitectura del programa Split Online esta orientada a objetos. Los pasos de procesamiento son componentes individuales DLL, enlazadas para ejecutarse como una cadena de eventos, la cual analiza imágenes y genera resultados de salida. La cadena de DLL’s se llama un canal. No Manual de Laboratorio Químico Metalúrgico 449283368.doc

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hay límites arbitrarios en los números de canales que pueden ser creados y ejecutados. Hay cinco pasos que se ejecutan y son: La iniciación a Gatillo: Esto puede ser un temporizador o Relay automático. Adquisición de Imagen: El software puede ser configurado para correr continuamente y capturar imágenes para procesamiento de cada una de las posibles ocho entradas de video, el muestreo de las imágenes pueden ser iniciadas por temporizadores, relay u combinación de ambos, las imágenes también pueden ser obtenidas de fuentes de archivo o ser provenientes de fuentes de video en vivo. La ubicación más conveniente para una cámara permanente es sobre una correa transportadora, la cual va acompañada de un sistema de iluminación.

Figura No. 2 Ubicación de una cámara sobre una correa

transportadora

Procesamiento: Una vez que las imágenes son adquiridas, el próximo paso para Split Online es de transformarlas, aplicando rutinas de procesamiento de imágenes para extraer información útil. La etap de procesamiento transforma una imagen que esta en escala de grises a una mostrando tres niveles, partículas, bordes, áreas de finos.

Figura No. 3 Imagen antes de ser procesada

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Figura No. 4 Imagen después de ser procesada

Análisis: Usando la imagen procesada, el análisis deseado es ejecutado. Algoritmos específicos de medida son usados para calcular el tamaño de fragmentación de roca, en la producción. Hay dos razones por la cual materiales finos no son adecuadamente tomados en cuenta, en imágenes de fragmentos de roca. Primeramente, el material fino no siempre esta presente en la superficie de los fragmentos debido a: Vibración, establecimiento, viento, lluvia, compactación de rocas y otros factores. Segundo, aun si los finos son visibles en la superficie, los fragmentos individuales son muy pequeños para ser delineados apropiadamente.

Figura No. 5 Usando la imagen "binaria" producida en el módulo de procesamiento de fragmentación, los algoritmos de tamaño entonces son aplicados

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Resultados: Los resultados son producto de las muestras del mineral captadas por medio de imágenes y su respectivo procesamiento con el uso de los algoritmos y lógicas de ruta que tiene implemento el equipo.

Figura No. 6 Resultados producidos por el software del

equipo

MEDICIÓN DE LA HUMEDAD EN LINEA La medición en línea en la actualidad es muy común y esta siendo utilizada para la obtención de beneficios reales, entre los beneficios de las mediciones en línea se tiene, la entrega de la posibilidad de tener un control en tiempo real de la calidad del producto, además de mejoras en la productividad y control sobre el costo de producción. La medición en línea de las variables que afectan al producto es un requisito dominante para la industria en especial para lograr una calidad pareja y consistente del producto.

Figura No. 7 Equipo de determinación de humedad

MUESTREADORES MANUALES Pueden ser equipos construidos con planchas de acero de distinta denominación definido por las características del material que será muestreado por ejemplo su acidez. La capacidad del Manual de Laboratorio Químico Metalúrgico 449283368.doc

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muestreador esta en función del flujo que será muestreado y la abertura del mismo depende del mayor tamaño de partícula presente en el flujo a ser muestreado, en el caso de que sea diseñado para muestrear mineral. En general se debe considerar las siguientes recomendaciones para muestreadores manuales. Los cortadores deberían ser manejados de modo que su abertura se mantenga siempre perpendicular a la dirección del movimiento del mismo cortando la totalidad del flujo sólo en una dirección a una velocidad lo más uniforme posible. La capacidad del cortador debe ser la adecuada de modo que no exista peligro de rebalse al momento de cortar el flujo de pulpa. El ancho del cortador debe ser por lo menos tres veces el diámetro de la partícula más grande de la pulpa. El largo del cortador debe ser suficiente para cubrir la totalidad del flujo. El cortador debe estar diseñado con un material liviano, de modo que su superficie interna se pueda limpiar fácilmente. Es preferible muestrear en los puntos en los cuales la totalidad de la pulpa fluye en forma de cascada. Puede ser usado como muestreador manual cualquier accesorio que nos permita recolectar la muestra en forma representativa y segura, así las probetas de laboratorio pueden ser usados para muestrear flujos pequeños.

Figura No. 8 Probetas de plástico que se usan como muestreadoras en

planta

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6.2 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE LA DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD Los principales equipos asociados a la fase de determinación de la humedad son: ESTUFA DE SECADO Es un horno de acero inoxidable y acero al aluminio con sistema de aislamiento. Tiene un sistema de control de temperatura por termocuplas, el cual se puede graduar o resetear en forma manual, con la finalidad de regular la temperatura de secado requerida. La puerta tiene un picaporte y una empaquetadura de goma de silicona para protegerlo contra las pérdidas de calor. Los ventiladores continuos operan después de fijado el de calor y permite una uniforme distribución de calor. Posee un controlador digital luminoso que, alternativamente muestra el punto fijado de temperatura, con una luz piloto en el panel de control frontal. Esta provisto con parrillas corredizas removibles y cordón de conexión a la tensión de 120V.

Figura No. 9 Estufa de secado

BALANZA DE PLATAFORMA La balanza de plataforma de 30Kg posee un indicador de medida con pantalla grande que esta montado sobre una columna de acero inoxidable, donde se puede leer fácilmente los pesos registrados, cuenta además con 4 teclas (Zero, Tare, lb y Kg) de fácil operación. Funcionan con baterías para proveer máxima libertad y flexibilidad. Un conductor de corriente alterna es suministrado como norma y cuando la unidad se abastece con AC (corriente alterna) las baterías de larga duración son recargadas automáticamente. Las células de carga y baterías están ubicadas dentro de la base de aluminio diseñada para resistir choques. El indicador montado en la columna tiene un pie de goma fácil de remover para una operación a distancia. Cuenta con alarma de sobrecarga, Indicador de modos de pesado en Kg o lb, Indicador de batería baja, luz de cargado de batería, completo rango de tara. El suministro de

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energía es una batería interna recargable /suministro AC (selección 110/220v). La vida típica de la batería es de 200 horas.

Figura No. 10 Balanza de plataforma

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6.3 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE PREPARACIÓN MECANICA DE MUESTRAS Ver En el anexo del Laboratorio químico la descripción de los equipos asociados a la fase de preparación mecánica de muestras.

Figura No. 11 Chancadora

Figura No. 13 Microsplitter Jones

Figura No. 12 Cuarteador de Jones

Figura No. 14 Pulverizador

Figura No. 15 Campana extractora

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6.4 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE ANÁLISIS GRANULOMETRICO GILSON TEST- MASTER TM-4 Es una zaranda hidráulica estándar que permite la separación de partículas de mineral de acuerdo a su tamaño mediante la operación de tamizado. Esta unidad trata al igual que otras un pie cúbico de muestra, permitiendo la clasificación de partículas entre dos y siete tamaños. La característica de velocidad y amplitud son óptimos para materiales de 90 -100 lb/pie 3 en el rango del tamaño Nº 4 y más grueso y para los finos en el rango de tamaños Nº 8 a malla 200. Los materiales frágiles requieren velocidades lentas y amplitudes bajas. Esta provisto con botones temporizadores automáticos, acercamiento de puertas permanente, sujetador de zaranda con pie-pedal hidráulico y caja adjunta que confina el polvo y el ruido. No es necesario la base de concreto para su montaje y no transfiere vibración a otros instrumentos, ideal para el laboratorio, pudiéndose también instalarse en el campo. Todas los accesorios son compatibles con los modelos existentes TM-1, TM-2 y TS-1 y opera con corriente de 220v - 50Hz. Para muestras que contienen grandes cantidades de material, puede usarse un alimentador con chute inclinado.

Figura No. 16 Gilson Screen Test Master

RO-TAP Y SERIE DE TAMICES Este equipo sirve para realizar análisis de mallas. Las máquinas ro-tap proporcionan o distribuyen a las partículas dentro de los tamices y estas tienen, un movimiento rotatorio excéntrico horizontal y un movimiento vertical. El movimiento vertical se logra mediante una manilla colocada en la parte superior del equipo con la que se aplica un golpe seco vertical a los tamices. Esta máquina tiene un timer o reloj, controlador, a fin de regular el tiempo de tamizado, por lo general el timer es automático.

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Los parámetros a tomar en cuenta para la eficiencia de la operación del tamizaje, son:

Capacidad , a baja capacidad, prácticamente se efectuará una buena separación y cuando la máquina trabaja a alta capacidad, la eficiencia es baja. Tamaño absoluto de las partículas,. Tamaño relativo de la partícula con respecto a la abertura por la cual tiene que pasar. El porcentaje del área de las aberturas respecto al área total de la superficie del cedazo , cuanto mayor sea la relación entre el área abierta respecto al área total, mayor será la probabilidad de paso de las partículas; por ello los cedazos con aberturas pequeñas tienen menores capacidades. La humedad del material de la mena que está siendo cernida, afecta negativamente la operación de tamizado, por encima del 8% de humedad esta se hace ineficiente . Tipo de superficie de tamizaje ya que ésta depende del tipo de mineral a cernir, la superficie debe cumplir principalmente con los requerimientos de tamaño de corte (o de separación), de resistencia a la abrasión y vibración. Partículas de tamaño crítico son las que ocasionan la mayor parte de los problemas durante el cernido. Si la proporción de este tipo de material fuera considerable, la capacidad del cedazo disminuiría y sería necesario aumentar el tiempo de retención. La serie de tamices se ha estandarizado existiendo varios sistemas Tyler y ASTM. Las mallas de ambos tamices son hechas de tejidos de alambre y es el grosor de estas fibras de alambre donde radica la diferencia de algunas numeración entre una serie y la otra y también de sus coincidencias en la numeración. Ello es debido a que la medición del tamaño de abertura en tamices, tanto la Serie Tyler como la ASTM es en “número de malla”, que significa el numero de aberturas por pulgada lineal, en donde el grosor de los alambres de la malla Tyler es mayor que los ASTM, por ejemplo, la malla 65 de la serie Tyler equivale a la malla 70 de la serie ASTM. SERIE TYLER Está es una de las series de tamices originales de secuencia geométrica y difiere de la serie U.S. en que identifica las telas por una designación de malla y no abertura. La serie está basada en una abertura cuadrada de 0,0029 pulgadas (74 µm) y un diámetro de alambre de 0,0021 pulg (53 µm). El diámetro del alambre más la abertura es igual a 0,0050 pulg (12 µm), de modo que la tela tiene 200 aberturas por pulgada lineal y se le conoce como la tela Tyler de 200 mallas o de malla 200. Las telas sucesivas tienen aberturas con una relación de 2 , aunque también se emplea “ una 4 serie doble con relaciones de 2 . RO- TAP SIEVE SHAKER Este ro-tap tiene la misma uniformidad de movimiento rotatorio excéntrico horizontal con la aplicación de un golpe seco como el antiguo estilo de ro-tap, reúne todas las especificaciones ASTM, administrativas e industriales. Reúnen los estándares OSHA, virtualmente libres de mantenimiento. Se caracteriza porque encierra un mecanismo impulsor, motor montado verticalmente y ajuste del soporte del plato que facilita la manipulación del tamizado; temporizador

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digital de 30 minutos, pie de nivelación ajustable. Puede ser ordenado o convertido a arreglos de tamices de 12” de diámetro. Este ro-tap posee tamices de 8” de diámetro, instalación de corriente para 110-220V/60Hz.

Figura No. 17 Ro – Tap Sieve Shaker de laboratorio

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6.5 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE PREPARACIÓN DE REACTIVOS DETECTOR DE GASES La lectura directa de los instrumentos permite determinar rápidamente la concentración de gases y vapores en el aire. Esta lectura se puede definir en aparatos en los que el instrumento toma las muestras y análisis directamente y la información necesaria se puede leer en una pantalla. Un instrumento de lectura directa ideal deberá ser capaz de muestrear el aire en el lugar de trabajo o de ocurrencia del accidente y definir la concentración de las sustancias muestreadas. Los aparatos colorimétricos de lectura directa se valen de las propiedades químicas de un contaminante que produce coloración al entrar en contacto con un agente químico. El indicador colorimétrico o tubo detector, cuya principal aplicación es indicar la concentración de gases o vapores a través del cambio de coloración, es una técnica de detección ampliamente usada en las industrias, áreas de seguridad, estudios sobre salud ocupacional y en la atención de accidentes ambientales. Este instrumento se ha hecho muy popular debido a la simplicidad de su operación, el bajo costo inicial y la versatilidad para la detección de innumerables contaminantes. Sin embargo, como todos los instrumentos, también tiene limitaciones de aplicación, especificación y precisión que el usuario debe conocer para evitar eventuales errores de interpretación. El sistema de tubo detector colorimétrico está compuesto por dos elementos básicos: la bomba detectora de gases y los tubos colorimétricos indicadores (tubos reactivos). Las bombas detectoras de fuelle o de pistón pueden succionar un volumen fijo de aire (generalmente 100 cm 3 ) con solo una bombeada. El tubo detector es de vidrio herméticamente sellado y contiene materiales sólidos granulados como sílice gel, alúmina o piedra pómez impregnados con una sustancia química que reacciona cuando el aire que atraviesa el tubo contiene un contaminante específico o un grupo de contaminantes. Principio de operación Antes de iniciar la medición se debe probar la hermeticidad de la bomba detectora de gases. Para este fin, se deberá seguir la siguiente secuencia de operaciones: Comprimir toda la bomba detectora de gases o bomba de fuelle (pliegues); Tapar con el dedo el lugar donde se insertará el tubo reactivo (cabeza de la bomba); Sin quitar el dedo de la cabeza de la bomba, abrir la mano; Si el pliegue regresa, entonces hay fuga de aire en la bomba de fuelle. Antes de realizar la medición es muy importante leer las instrucciones de uso del tubo reactivo que se usará para poder conocer la coloración final obtenida en el tubo después de la lectura, así como las posibles interferencias con otras sustancias, temperatura y humedad. La desventaja de los tubos detectores es el bajo nivel de exactitud y precisión. Las sustancias químicas usadas en los tubos se deterioran con el tiempo. Por lo tanto, se debe observar el periodo de validez indicado en sus embalajes (de uno a tres años). Cada tubo detector está diseñado para medir un gas específico como el gas sulfhídrico, cianhídrico, etc.

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Figura No. 18 Equipo detector de gas cianhídrico con sus respectivos tubos detectores

EQUIPO DE AGITACION Los equipos de agitación más usados en el laboratorio son los equipos de agitación magnética y los de agitación mecánica. Agitador Magnético Modelo AG Tienen un mueble exterior metálico, pintado al horno con resina epoxi. Su plato superior en aluminio, de ø 135 mm. (para el AG-2) y de ø 190 mm. (para el AG-5). Regulación de la velocidad lineal desde 75 hasta 1.700 r.p.m. (según viscosidades). Panel de mandos con interruptor de puesta en marcha, mando de regulación de velocidad, mando regulación de temperatura y piloto de señalización. Cuenta con un control de temperatura con regulador de impulsos de energía. Cuenta con un orificio lateral que permite acoplar una varilla soporte..Se usa generalmente con un imán revestido de teflón de ø 8 x 40 mm. de largo.

Figura No. 19 Equipo de agitación magnética con su respectivo magneto

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6.6 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE LA CIANURACION EN BOTELLAS EQUIPO ROLLER Es un equipo en el que se realiza la homogenización de muestras sólidas. La homogenización es una operación que consiste en uniformizar una muestra que puede estar en fase sólida o en fase mixta (líquido y sólido). El equipo consta básicamente de una serie de rodillos giratorios paralelos entre sí, topes de control y uniformización de giro , estas son estructuras metálicas circulares que se colocan en los extremos de la serie de botellas por rodillo. La operación que realiza el equipo Roller es proporcionar el movimiento adecuado a velocidad constante para mantener agitada la solución durante el tiempo que dure la prueba.

Figura No. 20 Equipo Roller

Figura No. 21 Equipo Roller Con botella de prueba de

cianuración

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Figura No. 23 Tambor aglomerador de mineral

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Figura No. 22 Columnas de laboratorio para pruebas de cianuración

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6.8 EQUIPOS ASOCIADOS A LA FASE DE CALIBRACIÓN DE EQUIPOS LECTOR DE PH ORION 420 A

Figura No. 24 Lector de pH marca Orion Modelo 420 A

Principio de operación Su principio básico de medición electrométrica de pH es la determinación de la actividad de los iones de hidrógeno mediante la verificación potenciométrica con un electrodo patrón de hidrógeno y un electrodo de referencia. La membrana del electrodo de vidrio separa dos líquidos de diferentes concentraciones de iones H + ; en los lados de la membrana se desarrolla un potencial proporcional a la diferencia de pH entre los dos líquidos, que se mide en relación con un potencial de referencia (indicado por un electrodo de calomel saturado). El electrodo de vidrio y el electrodo de referencia pueden estar combinados en un solo electrodo. En la extremidad del tubo de vidrio hay una fina capa de vidrio especial, sensible a los iones H + . El tubo se llena con una solución de pH constante y se sumerge un conductor en la solución interna. Si la actividad del ion hidrógeno es mayor o menor en la solución procesada que dentro del electrodo, existirá una d.d.p. (diferencial de potencial) mayor o menor en la extremidad del vidrio. Limitaciones y consideraciones El método electrométrico está prácticamente libre de interferentes como color, turbiedad, material coloidal, cloro libre, oxidantes, reductores o alto contenido de gas. Los aceites y grasas pueden interferir y producir una respuesta lenta. La influencia de la temperatura de la muestra en el potencial del electrodo se compensa en el propio aparato. El "error alcalino", que es el error negativo de determinación de pH, aparece cuando la concentración de iones H + es muy pequeña en relación con las concentraciones de los demás cationes de la muestra, principalmente del catión sodio. Estos cationes se difunden a través de la membrana del electrodo, lo que dificulta la

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migración de los aniones. De esto resulta la acumulación de un potencial más elevado, lo que indica un pH más bajo. El error alcalino también se conoce como error del sodio. Este error, que produce un pH superior a 10, se puede corregir si se consulta el cuadro o curva proporcionada por el fabricante para ese tipo de electrodo o puede ser un electrodo llamado "de bajo error alcalino". OXIMETRO WTW OXI – 330 Es un equipo que permite conocer la concentración de oxígeno dentro de las soluciones. Puede ser utilizado en soluciones que tengan temperaturas entre –5 á 50 grados centígrados con una resolución de 0.1° C. Pude realizar lecturas entre 0 y 19. 99 mg/l de oxígeno con una resolución de 0.01 mg/l de oxígeno. O puede ser ampliado su rango a 0 y 90mg/l de oxígeno con una resolución de 0.1 mg/l.

Figura No. 25 Oxímetro modelo WTW OXI - 330

Su pantalla por la cual presenta sus datos de lectura la podemos ver en el gráfico adjunto con las debidas indicaciones.

Figura No. 26 Pantalla del oxímetro

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Así mismo los principales ingresos del equipo se muestran en la figura adjunta.

Figura No. 27 Partes de oxímetro

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