• Author / Uploaded
• Ludwin Salazar Valdivia

Citation preview

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017 APELLIDOS: NOMBRES:

FECHA

1 FIRMA

ENSAYO DEL ORO DISOLUCIÓN DE LA MUESTRA Es un método eficaz para comprobar la pureza del oro refinado el cual debe estar sin la presencia de cobre o plata. Se toma una muestra de aproximadamente un gramo se lamina lo mas fino que se pueda, se disuelve con 60 ml de agua regia en un vaso de precipitados (De formarse copos blancos-amarillento indica la presencia de plata). Diluir la solución con 30 ml de agua destilada, añadir 5 Gr de clorhidrato de hidracina y remover. El oro precipita al fondo del recipiente en forma de barro de color pardo y la solución se torna clara y transparente. Se separa un poco de solución y se añade amoniaco, si la solución torna un color azul indica la presencia de cobre, la formación de copos indicará la presencia de plomo, aluminio, bismuto. Si no se produce ningún sedimento se tiene la certeza de haber trabajado con oro puro. METODO PRACTICOS DE ANALISIS DE ORO: METODOS CUALITATIVOS. Entre los ensayos de mayor uso y de fácil aplicación tenemos los siguientes; APLICACIÓN DE ACIDO NITRICO Los objetos con recubrimiento de oro de tan solo unas pocas micras de espesor adquieren una apariencia externa igual a una pieza maciza de oro. Si se deja caer una gota de ácido nítrico sobre una pieza de latón o de cobre, recubierta con un recubrimiento de las características dadas anteriormente, no habrá ninguna reacción. , por este motivo es necesario limar la pieza y dejar caer una gota de ácido nítrico concentrado. Dependiendo del material ocurrirá alguno de los casos siguientes: No producirá reacción alguna, lo que indicaría que se trata de una pieza de oro macizo, con un título superior a 10 kilates. Si se produce una leve reacción indicará que es oro con un titulo inferior a los 10 kilates. Si el material es de cobre o de una aleación recubierta con una capa delgada de oro de unas cuantas micras, en la superficie no se producirá reacción alguna, pero en cambio en la parte limada se produce una reacción adquiriendo una tonalidad verde claro. LA PURPURA DE CASSIUS Se fundan en general en la reducción de los Haluros de oro, en solución clorhídrica, mediante el SnCl 2, de lo cual resulta una suspensión coloidal de oro reducido en el H2SnO2 o ácido meta estánico, que actúa como coloide protector. El H2SnO3 (realmente SnO2 hidratado, SnO2.H2O) se origina como resultado de la hidrólisis del SnCl4, de acuerdo con las siguientes reacciones: 3SnCl2 + 2AuCl3 = 3SnCl4 + 2Au 3SnCl4 + 9H2O = 3H2SnO3 + 12HCl 2AuCl3 + 3SnCl2 + 9H2O = 12HCl + [2Au. 3H2SnO3] (púrpura de Cassio). según el procedimiento aplicado para la obtención de la solución aúrica, se conoce varios métodos. Estos procedimientos se indican para la determinación del oro en minerales, residuos de procesos metalúrgicos (relaves de cianuración), líquidos cianurados, etc. En todos los casos se debe cuidar de eliminar previamente el exceso de reactivo utilizado en la obtención de la solución examen (Cl, Br, KCN, etc); igualmente es preciso agregar un exceso grande de la solución de SnCl2, sobre todo en presencia de altas concentraciones de soluciones de FeCl3. La solución de SnCl2, regularmente al 10%, se debe preparar en el momento del uso. Es un método rápido y seguro para determinar si una solución tiene presencia de oro. Es muy sensible que permite determinar oro en soluciones aúricas del orden de 0.03 gramos por litro. Determinación del oro en una solución. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

    

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

2

Se toman 3 a 5 gotas de la solución problema introduciendo en un tubo de ensayo al que se le añade 2 ml de ácido clorhídrico, calentar suavemente en un mechero bunsen a gas, hasta conseguir su ebullición durante 20 segundos, reposar. En otro tubo de ensayo introducir 0,5 Gr de cloruro estañoso (SnCl2), añadir 3 ml de ácido clorhídrico agitar hasta total disolución de la sal. Verter esta última solución al primer tubo de ensayo y agitar, el cloruro estañoso precipita al oro según la reacción anterior: Si se obtiene un precipitado de color negruzco o pardo indica que la concentración de oro en la solución es alta. Si se obtiene un precipitado de color púrpura indica que la solución es muy diluida en oro. Si no se obtiene ningún precipitado y el color no cambia la solución obtenida es transparente el contenido de oro es nulo.

ENSAYOS EN LA PIEDRA DE TOQUE Este método de análisis nos permite apreciar el Kilataje con una aproximación de hasta 20 milésimas, lógicamente depende mucho de la experiencia y habilidad honestidad de la persona que lo realiza. Las ventajas que ofrece este método son numerosas, en primer lugar no se daña ni se destruye la pieza a analizar, requiere de muy pocos medios y finalmente el tiempo empleado es mínimo. Los materiales necesarios para este ensayo son: Una piedra de toque Juego de testigos Reactivos adecuados de ensayo y remoción. La Piedra de toque Es también conocida como “Piedra de Lidia” está compuesta a base de rocas silíceas y pizarras silíceas oscuras de color marrón a negras de consistencia dura lisa y homogénea; debe resistir a los ácidos que se adicionan. Juego de testigos. Son tiras hechas de latón o alpaca de unos 6 cm de largo, convenientemente marcados en lugar visible. Cada testigo en la punta lleva soldado un trocito de aleación de oro de composición cualitativa conocida, suministrada en series. Se utilizan para comparar con el material obtenido luego del ataque con el reactivo adecuado. Los Reactivos requeridos Los reactivos que se utilizan son preparados por la combinación del ácido nítrico y el ácido clorhídrico en variadas proporciones, según sea el uso o la determinación de un título deseado. Lógicamente un reactivo destinado para un reactivo solo atacará las aleaciones de título inferior, pero no a las de título superior. Los reactivos se basan en una solución de agua regia, la cual tiene la propiedad de disolver aleaciones de oro puro, actúa más rápido cuan mayor sea el porcentaje de metales comunes presentes en la aleación. Reactivo para aleación de 22 Kilates. Ácido nítrico : Ácido clorhídrico : Agua destilada : Reactivo para aleación de 18 Kilates. Ácido nítrico Ácido clorhídrico Agua destilada

68 8 24

cc. cc. cc.

: : :

60 4 36

cc. cc. cc.

: : :

60 1 39

cc. cc. cc.

Reactivo para aleación de 18 Kilates. Ácido nítrico Ácido clorhídrico Agua destilada Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

3

Soluciones de Acido Nítrico (HNO3). 25% HNO3 50 % HNO3 75% HNO3

Consiste de una parte de ácido nítrico concentrado y tres partes de agua destilada (por ejemplo: 400 ml. de ácido y 1200 ml. de agua). Consiste de partes iguales de ácido nítrico concentrado y una parte de agua destilada (por ejemplo: 800 ml. de ácido y 800 ml. de agua). Consiste de tres parte de ácido nítrico concentrado y una parte de agua destilada (por ejemplo: 1200 ml. de ácido y 400 ml. de agua).

Solución de Hidróxido de Amonio (NH4OH). Mezclar 100 ml. de amoniaco concentrado con 900 ml. de agua destilada. Mantener la solución en un frasco bien tapado.

Realización de los ensayos Estos ensayos pueden realizarse con o sin la presencia de testigos, para las determinaciones sin testigo es conveniente seguir los pasos siguientes: -

Limpiar correctamente la piedra de toque. Untar la piedra de toque ligeramente con grasa Frotar la pieza sobre la superficie de la piedra, con suficiente presión para dejar un trazo visible. Añadir una gota del reactivo preparado sobre el trazo. A partir de este punto podemos tener cualquiera de los siguientes resultados:  Si tiene un ataque rápido, indica que se trata de una aleación de baja ley o un kilate inferior al que corresponde el reactivo. Entonces se debe trazar nuevamente y se deja caer una gota de reactivo de menor grado. Esto puede realizarse hasta que el trazo permanezca inalterable los primeros minutos. 

Si en el ensaye realizado no se observa reacción alguna, indica que se trata de una aleación de mayor ley o un kilataje superior. De igual forma se trazará nuevamente y se adicionará un reactivo de grado mayor. Esto puede

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

4

realizarse hasta que el color del trazo se altere en los primeros segundos, indicando que la aleación corresponde al título inmediato inferior. ANALISIS POR ORO EN SOLUCIONES DE CIANURACIÓN Producto del proceso de lixiviación con cianuro de sodio, se obtiene soluciones Cianuradas, a las cuales es necesario determinar la ley de oro por metro cúbico de solución. Existen tres métodos que empleamos en la mina y se opta por cualquiera de los dos primeros. METODO CHYDDY Conociendo la cantidad de solución conteniendo aproximadamente 0.5% de NaCN. 

Se toman 100 o 200 ml de solución muestra medidas en una fiola adicionando en un vaso de 1000 ml. Hervir durante unos minutos para eliminar el oxígeno.  Se adiciona 20 a 30 ml de Acetato de Plomo al 20 % (conteniendo 40 ml de ácido acético por Lt).  Se agregan 1 a 2 gr de Zn en polvo agitándose fuertemente con una varilla de vidrio.  Llevar a calentamiento de 20 a 30 min. pero no a ebullición, se ve efecto de precipitación de Pb, Ag y Au en una masa esponjosa.  Se añade 20 ml de HCl (cc) con cuidado y agitando constantemente con la varilla de vidrio, porque se forma abundante espuma. Trabajar siempre bajo campana extractora de gases.  Se lleva a calentamiento hasta que disuelva el Zn (1/2 a 1 Hr aproximadamente)  Se filtra la solución con papel filtro cualitativo de mediana rapidez (# 2 ó # 40).  Secar el papel filtro.  Se lleva a escorificación o fundición. METODO DE EVAPORACIÓN Este método consiste en llevar a evaporación el líquido y se analiza el oro del residuo.   

Tomar una cantidad de solución exacta medidas en una fiola de 50 a 200 ml, hacer evaporar en un vaso de precipitados, hasta obtener aproximadamente 30 ml Trasvasar dicha solución a una cápsula hecha de plomo en lámina y continuar evaporando el líquido hasta su total sequedad Esta cápsula de plomo que contiene el residuo de oro se funde con el flux para óxidos; se debe de agregar solo 0.8 a 1.0 gr de harina de trigo para de esta forma obtener solo un régulo de 20-25 gr

METODO DIRECTO   

Este método es apropiado para soluciones muy ricas, el líquido se agrega a un crisol con flux, se seca y se funde. Preparar un crisol nuevo con bórax para ensaye; o utilizar un crisol usado en buen estado (que este impregnado el interior para evitar filtraciones de solución). Medir en una pipeta volumétrica solución cianurada exactamente 25 a 50 ml, echarla con mucho cuidado en el interior de dicho crisol y proceder a secarla. Una vez seca fundir con el método ya acostumbrado.

Indicador almidón.- disolver 2 gr de almidón soluble en 50 ml de agua destilada fría, dejar un min. para que sedimente el insoluble y verter el líquido que sobrenada en un vaso que contenga 200 ml de agua hirviendo, continuar con la ebullición por unos min. y se deja en reposo toda la noche. Al día siguiente. Se decanta y se le añade 0.1 gr de ácido salicílico como conservador. (En un frasco ámbar). Ensayo del soplete Este método resulta de aplicación rápida y sencilla, aunque no presenta la exactitud del método de Copelación, y se indica, de preferencia, para la prospección en el campo.

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

5

El ensayo se verifica esencialmente sobre cantidades de 0.100 grs. de muestra, que se mezcla con poco de bórax y mas o menos un gramo de plomo granulado. La mezcla se envuelve en papel y se calienta, sobre carbón, con la llama de reducción del soplete, hasta fusión completa y luego por un tiempo más en la llama de oxidación. Se separa luego el botón de plomo y se calienta sobre una copela, hasta volatilizar el plomo y obtener un botón del metal noble. El diámetro del botón del metal noble se mide exactamente sobre una escala especial de marfil, para deducir su porcentaje en la muestra. El oro se separa luego, por partición, con HNO3.

ANALISIS POR ORO EN CARBÓN IMPREGNADO. Se realiza a los carbones impregnados en oro procedentes de la planta, tanques de adsorción. Una vez lavados, secados son pesados en una balanza analítica de precisión y luego son calcinados en un horno de calcinación a la temperatura de 700ºC durante dos horas.     

Secar la muestra a peso constante, durante 02 horas a una Tempº de 104-110ºC. Pesar 03 (tres) veces aproximadamente 5.00 gr de muestra. Calcinar (Tº 700ºC) durante 2 horas en un horno de calcinación. Traspasar a crisol de arcilla de 30 gr Fundir con 200 gr de FLUX

NOTA.- Antes de pasar el carbón al crisol, preparar una cama, con una mezcla de 10 gr de bórax y 2 gr de harina, echar el carbón y las ¾ partes del flux, mezclar bien con sumo cuidado, luego cubrir con el resto de flux. 

Seguir con el procedimiento general de fundición y copelación

ANALISIS DE ORO POR FUSION Y COPELACION: ASSAY FIRE (TONELADA DE ENSAYO Assay-Ton: A.T.) Ensayo de Sólidos (minerales) Generalidades El método empleado en los laboratorios de las minas para la determinación del oro y la plata en minerales, es el clásico método de ENSAYO AL FUEGO - FUSION Y COPELACION, cuya exactitud para determinar pequeñas cantidades de oro y plata excede probablemente la de cualquier método conocido para analizar cualquier otro metal. Ello, porque permite tomar una cantidad relativamente grande de muestra para el ensayo, lo cual es conveniente, ya que el oro y plata se encuentra normalmente en pequeñas proporciones en los minerales. El método de ensayo al fuego consta principalmente de dos etapas sucesivas: Fusión y Copelación, las cuales son similares a muchos procesos piró metalúrgicos, pero no pueden ser efectuadas apropiadamente sin suficiente práctica y sin buen conocimiento por parte del ensayador de los fundamentos químicos del método.

Fusión. a. Fundamento. El objetivo de la fusión es colectar en un botón (régulo) de plomo todo el oro y la plata presentes en la muestra y en la escoria, los compuestos (boratos, silicatos) de los óxidos metálicos Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

6

contenidos en la muestra y fundente usado. La fusión de la muestra se efectúa en recipientes refractarios (crisoles o escorificadores) por la acción conjunta del calor y el fundente, el cual contiene litargirio (óxido de plomo - PbO) y otros reactivos que funden la muestra fácilmente y permiten obtener los dos productos de fusión buscados un botón de plomo y sobre él una escoria. El peso del botón de plomo es un factor muy importante en el ensayo de oro y plata, porque se ha demostrado experimentalmente que el poder colector del plomo aumenta con el peso del botón hasta un máximo de 28 gramos, el cual debe ser el peso que debe obtenerse. Las escorias deben ser muy fluidas y no atacar el crisol y cuando estén frías, deben separarse fácilmente del plomo y ser homogéneas, lo que indica que la muestra ha sido completamente descompuesta en la fusión. b. Composición y tamaño a la muestras a ensayarse. De allí la importancia de efectuar el ensayo preliminar.  Es más confiable realizar los ensayos por triplicado que por duplicado y en el caso de obtenerse resultados dispersos, es conveniente aplicar más bien un criterio estadístico que uno arbitrario, al rechazar o aceptar un dato.  Se recomienda usar por lo menos un blanco por cada fila de copelas que se metan al horno, ubicándolas entre las muestras (en diagonal, en columna, en triángulo, etc.) de modo que permiten evaluar las pérdidas en peso que sufren las muestras. Esto se hace debido a que la temperatura del horno no es uniforme, teniendo a ser más alta hacia los lados y el fondo y por lo tanto, de acuerdo a la posición de las copelas en el hornos. En estos casos se tendrá en cuenta la posición de los blancos para corregir los pesos de oro y plata de las muestras.

COPELACION DEL ORO Y PLATA Fundamentos El ensayo del oro en los minerales, tiene en cuenta que, generalmente, se halla en pequeña proporción, se realiza por vía seca con el objeto de poder someter al ensayo una cantidad relativamente grande de la muestra. Los lineamientos que se indican a continuación son igualmente válidos para la plata que regularmente acompaña al oro en sus minerales, y también para los metales del grupo del platino. El método de vía seca de mayor aplicación es el de Copelación, aunque también se suele aplicar el método del Soplete, pero solo con carácter estimativo. El procedimiento de Copelación implica una concentración del metal noble (oro, plata o metales del grupo del platino), en una aleación de plomo (regulo), por fusión o por escorificación adecuada. Él regula obtenido en uno u otro caso, se somete a Copelación (oxidación a temperatura elevada), para expulsar el exceso de plomo y obtener asa un botón o perla de oro, plata o aleación de plata y oro. La posterior separación del oro y plata, se realiza por disolución con HNO3 ó H2SO4, para obtener un residuo de oro metálico, que se pesa. En presencia de platino o metales de su grupo, es preciso aplicar procedimientos especiales en esta última parte. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

7

La exactitud de los resultados, varía de acuerdo con la composición o naturaleza de la muestra. Es recomendable efectuar un primer ensayo, utilizando una cantidad grande de la muestra, por el método del crisol, para deducir, de acuerdo con el resultado obtenido, las condiciones optimas del ensayo definitivo. Los productos de reconocida concentración elevada (tal como los productos metalúrgicos concentrados, se pueden ensayar directamente por el método del Escorificador). El método de Copelación ha sido utilizado por los ensayadores alemanes desde el siglo XV (ErckerFrankfort, (1580) y Petters-Londres, (1686) hacen una descripción detallada del procedimiento). Método de copelación Según la composición de la muestra, es decir de acuerdo con su naturaleza química, se pueden aplicar dos procedimientos: - Fusión en crisol (para muestra de concentración media o baja). - Fusión en escorificador (para productos de alta ley). Esencialmente el método de Copelación comprende cinco fases: - Escorificación - Copelación propiamente dicha - Incuartación - Partición - Pesada del oro. a.

Escorificación

En la primera fase, se realiza una eliminación de la ganga y porciones inertes del mineral, que se convierten en una escoria fusible, mientras que el metal noble pasa a formar parte de un regulo (aleación) de plomo argentífero o argento-aurífero. Para este efecto se funden la muestra con un fundente adecuado (mezcla de Plomo metálico o de PbO con otros reactivos auxiliares), cuya composición y proporciones se determinan de acuerdo con los resultados obtenidos en un ensayo previo. b.

Copelación propiamente dicha

El proceso de copelación tiene por objeto la oxidación, del plomo y de las otras impurezas metálicas existentes, que mezcladas con mayor o menor cantidad de PbO, son absorbidas por la copela. El 98,5 % del PbO es absorbido por la copela, el resto se volatiliza. En la fase de copelación propiamente dicha, el regulo libre de todo exceso de escoria se somete a oxidación sobre una copela, calentada a temperatura del rojo blanco, en un horno de mufla, y en corriente de aire, con el objeto de expulsar el plomo y los metales corrientes que pueden existir que son absorbidos por la copela o volatizados en pequeña proporción. El final de la copelación se reconoce cuando la superficie del metal fundido ofrece una serie de iridaciones y súbitamente pierde su brillante quedando una superficie mate; este fenómeno se conoce con el nombre de "Relámpago", luego se sacan con las tenazas y se deja enfriar, se separa el botón de la copela con unas pinzas y sobre el yunque se le dan unos golpecitos a fin de laminarlo y ofrecer una mayor superficie para el ataque con ácido nítrico. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

8

(Botón de Pb + Au + Ag) + Impurezas Metálicas+ O2  (Au + Ag) + (PbO + Oxido metálico que son absorbidos por la copela). c.

Incuartación

El botón obtenido en la copelación, presentar un color blanco de plata o mas o menos amarillo-dorado según la proporción del oro y plata en el mismo. Cuando el color es blanco, lo que indica una mayor proporción de plata se somete directamente a la partición, es decir a la acción disolvente del HNO 3 en caliente, para disolver a la plata y obtener un residuo de oro metálico, que se pesa. Si el color es amarillo o dorado, se debe agregar plata y copelar nuevamente, para obtener una nueva aleación que contenga por lo menos 75% de plata; esta operación recibe el nombre de "Incuartacion". La incuartación puede realizar y es lo usual sobre los botones obtenidos en la copelación o sino para muestras ya conocidas-sobre el regulo de plomo argento-aurífero o inclusive sobre la muestra original en el momento de la escorificación. En las muestras que contengan además platino o metales de su grupo, se debe utilizar, para partición, el H2SO4. Partición Se coloca el botón auro-argentífero en un crisol de porcelana, se agrega ácido nítrico (4:1) y se calienta para que se disuelva la plata. La reacción que ocurre es: (Au + Ag) + 2 HNO3  AgNO3 + Au + H2O + NO2 Se lava por decantación con agua destilada hasta por 3 veces y luego se calcina fuertemente hasta obtener el oro, se deja enfriar y se pesa en la balanza de precisión.

d.

Pesada

La última fase del ensayo consiste en la pesada del oro, que se debe efectuar en balanzas especiales y con bastante precisión. Los resultados generalmente se expresan en onzas de metal noble por tonelada de mineral o en gramos por tonelada métrica (partes por millón). Para facilitar el cálculo de los resultados, en la pesada de los materiales para la carga de los crisoles, se aplica el sistema de la llamada "Tonelada de Ensayo" (A.T.) La tonelada de ensayo representa una cantidad de muestra que contiene tantos miligramos (mg.) como onzas (oz.) hay en una tonelada. En Inglaterra el mineral se expresa en tonelada avoirdupois (de 2240 libras, o sea 1016.05 Kg.) mientras que el metal noble se lo hace en onzas troy (de 31.103 gr.) de lo anterior resulta que una tonelada avoirdupois, que equivale a 101,606 gramos (2240 libras por 453.592 gramos), contiene 32,666 onzas troy; por lo tanto la "Tonelada de ensayo" en este caso pesara 32.666 gr. En Estados Unidos, se utiliza la tonelada corta (de 2000 libras avoirdupois), para el mineral, y la onza troy, para el peso del metal noble; por lo tanto en este caso una tonelada de mineral (907.2 Kg.) contiene 29,166 onzas troy, de lo cual resulta que la "tonelada de ensayo" pesa 29,166 gr.). Al aplicar el sistema de la "Tonelada de ensayo" (A.T.), cada miligramo de metal noble obtenido en el ensayo de una muestra, corresponde a una onza troy del mismo por tonelada (larga o corta, respectivamente) de mineral. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

9

Para el ensayo generalmente se emplean pesos entre 0.2 y 4 onzas de ensayo; si la expresión del resultado se hace en forma de gramos de metal noble por tonelada métrica de mineral, resulta mas ventajoso pesar la muestra en unidades del sistema métrico (5,20 etc. gr.). La cantidad de muestra empleada en el ensayo, se determina de acuerdo con la concentración del metal noble; para muestras cuyo contenido oscila entre 0.5 y 10 onzas por tonelada, se pesa una A.T. de la muestra y el botón de metal noble; se debe pesar en una balanza cuya sensibilidad sea de 0.02 miligramos o menos. En muestras muy pobres, se requiere una cantidad de 2 o 4 y 12 A.T.; en cambio en muestras de alta concentración, bastan 0.5 A.T. Cuando la cantidad de muestra es superior a 3 A.T. (o sea más de 90 gr.), la carga se distribuye en dos o más crisoles separados y los régulos se escorifican juntos, antes de someterlos a la copelación. Nota: Normalmente en el laboratorio para este contenido de metal precioso se pesa 1 A. T. que para nosotros es equivalente a 30 gr.

Mezclas de fundentes Antes de pasar a considerar en forma explicita detalles de los procedimientos del Crisol y del escorificador, veamos previamente algunas de las indicaciones que, son de carácter general, y que citan diversos autores para los efectos del ensayo por copelación de minerales de oro y plata. El ensayo se puede considerar idealmente correcto, cuando el regulo de plomo, obtenido en el ensayo de 30 gramos de la muestra, tiene un peso de 18 gramos. Para este efecto Treadwell indica un ensayo previo a base de 5 gramos de la muestra, 20 gr. de NaHCO3, 80 gr. de PbO 5 gr. de bórax; con cubierta de NaCI. Según los resultados de este ensayo se deducen las proporciones de los reactivos para el ensayo definitivo, la proporción de la muestra y los reactivos auxiliares (oxidantes o reductores), que resulten mas adecuados para el ensayo definitivo. La carga se prepara con Litargirio (PbO) o Minio (Pb3O4), carbón y fundentes adecuados, y eventualmente limaduras de hierro o un oxidante. Aunque algunos autores son opuestos al empleo del Minio, por su carácter oxidante, se ha demostrado que los resultados que produce son iguales que para el PbO, y en tal concepto es señalado por Clowes y Coleman (véase el cuadro N° 2). La naturaleza y composición de la carga adecuada para la fusión de una muestra dada se determina de acuerdo con el criterio del ensayador y con la experiencia, así como con el conocimiento de la composición de la muestra, para lo cual presta una ayuda efectiva el examen microscópico o con una lupa. En el cuadro N° 1 se señala una cargas típica, para la fundición de una tonelada de ensayo de muestra (1.00 A.T. + 30 gr.)

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

10

Cuadro No 1 Muestra Pesada 30 gr. Litargirio (PbO) Carbón Madera Na2CO3 anhidro KNO3 Borax anhidro Si2O

Cuarzosos 30 02 45 -10 --

Oxidados 25% de Fe2O3 30 02 25 -10 --

Sulfurados 25% de FeS2 30 -30 05 10 10 – 40

En el caso anterior se agregara además una cubierta de NaCI.

Mezclas de fundentes para casos especiales a.

Si se trata de muestras con altas concentraciones de sulfuros, arseniuros, antimoniuros ó altamente piritosas, etc., resulta muy recomendable efectuar una tostación previa de la muestra, en atmósfera oxidante, ya sea en crisoles o cápsulas especiales, generalmente en un mufla, con la cual el S y As son oxidados y volatilizados. La operación se puede favorecer por agitación mediante una varilla o espátula de hierro. El calentamiento debe ser gradual y no demasiado intenso para prevenir la formación de arseniatos y antimoniatos que expondrían a perdidas de la plata durante la copelación. El procedimiento, sin embargo, debe utilizarse con mucha reserva, por que expone a perdidas y dilata la operación.

b.

Aunque en la mayoría de los casos se indica el uso del PbO, que elimina la posibilidad de perdidas por oxidación del metal noble Clowes y Coleman, señalan el empleo del Minio, de acuerdo con la siguiente cuadro: Cuadro No 2 Muestra + fundente Peso de la muestra Peso del Na2CO3 anhidro Peso del minio Peso del bórax Peso de la harina de trigo Peso del carbón vegetal

Gramos 15.166 40.000 30.00 10.00 4.50 1.50

Gramos 50.00 75.00 40.00 15.00 4.50 1.50

Gramos 100.00 125.00 40.00 25.00 4.50 1.50

c.

En caso de minerales con carácter reductor (alta concentración de sulfuros, teleruros, seleniuros, arseniuros, etc.), que se reconocen por su color gris azulado, se deben agregar oxidantes (KNO3 o KCIO3) o sino desulfurantes (limaduras de hierro). Si se trata de muestras de carácter oxidante (alta ley de óxidos de Mn, Fe, Cr, etc.), que se caracterizan por su color pardo o rojizo, se incrementar la proporción de la harina u otros reductores (carbón vegetal, almidón, bitartrato de potasio), así como de SiO2 en los fundentes para favorecer a la formación de escorias fusibles.

d.

De acuerdo con la naturaleza de la ganga que acompaña al metal noble, se puede recomendar la

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

11

aplicación de fundentes especiales; para el ensayo de 30 gramos de la muestra se pueden utilizar las siguientes mezclas fundentes ("oro, plata y cobre": Ricardo Ramírez Monreal), para los tipos de minerales cuarcíferos, ferruginosos, cupríferos entre 12 y 30% de Cu y complejos: Cuadro No 3 Peso de la muestra 30 gr.

Litargirio Na2CO3 Almidón ó (harina) Bórax SiO2 puro Cubierta de fundición CINa calcio Borax

Tipo de mineral Cuarcífero Ferruginoso Cuprifero Au Ag Au Ag Au Ag

80 30 2 15 15

80 40 2 15 14

150 20 2 15 15

160 40 2 15 15

200 20 2 15 15

240 40 2 15 15

En muestras piritosas o de alta ley de sulfuros, someten previamente a tostación en el aire o se agrega una cantidad adecuada de KNO3 u otro oxidante. Para concentraciones de Cu menores a 12%, se pueden aplicar las mezclas de los dos grupos anteriores, según la naturaleza de la muestra. También es útil una cubierta auxiliar (de una pulgada de espesor), de una mezcla de 6 partes de NaHCO3, 3 partes de bórax y dos partes de SiO2, sobre la que se coloca la cubierta estándar. En muestras de alta concentración de cobre se debe reescorificar y regular, con un poco de bórax, en un escorificador. Las muestras de carácter complejo se someten a tostación en una cápsula de arcilla refractaria (cuyo fondo se frota con CaCO3) hasta que no se desprenda SO2 u otros óxidos volátiles (As, Te, Sb, Se, etc.); y según la naturaleza del residuo se utilizar la mezcla mas adecuada. Igual indicación para las muestras zinciferas. *Si la ganga de la muestra es silicosa, se puede reducir la proporción de SiO2 en el fundente. Influencia de la temperatura en el proceso de copelación La temperatura adecuada para la copelación de minerales de oro no es la misma que para los de plata. La temperatura mínima para la oxidación del plomo es de 675°C (que corresponde al rojo oscuro); la temperatura adecuada del aire en la mufla ser de 700°C, que debe mantenerse en el curso de la operación en presencia de Fe, Sb, etc. se necesita una mayor temperatura, pero esta condiciona una posibilidad mayor de absorción de metal noble por la copela. La mufla debe hallarse al rojo blanco y la copela a una temperatura ligeramente inferior; el plomo fundido debe observarse mucho más luminoso que la copela. Algunos ensayadores prefieren finalizar la operación a una temperatura más baja, para que se formen cristales de PbO en la copela (unos 630°C), pero es dudoso el beneficio que de ella resulta. La posibilidad de formación de escamas de PbO solo es factible cuando la copela no se halla saturada con dicho óxido; este fenómeno se acompaña un lento y pesado movimiento de los vapores, los cuales disminuyen en el interior de la mufla. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

12

Por otra parte cuando la temperatura es demasiado elevada, y las copelas se observan blanquecinas, se perciben con menos claridad el metal fundido y los vapores producidos. Lo ideal es una temperatura que permita observar estas características, sin ser demasiado elevada. Influencia de los metales en la copelación La presencia de metales cuyos óxidos no son volátiles, tienen influencia notable en el curso y resultados de la copelación, Una concentración elevada de hierro demora el tiempo necesario para la fundición del plomo y además puede originar la formación de glóbulos desperdigados del mismo, que condicionan una perdida del metal noble; las copelas quedan algo corroídas y teñidas en rojo pardo. El zinc determina una intensa corrosión de la copela y la formación de una escoria blanco amarillenta; además origina perdidas mecánicas, por proyección del metal fundido.

El cobre ejerce una acción netamente nociva pues determina el arrastre del metal noble al interior de la copela, disminuye la capacidad de absorción de la misma, la cual queda coloreada en pardo oscuro o negro. El Co y Ni, que no son absorbidos por la copela impiden el desarrollo normal de la copelación. El Mn al igual que el zinc determina perdidas del metal noble que se halla en ebullición, además forma una escoria negra. El Cr y Al, debido a la dificultad con que se oxidan y su pequeña capacidad de absorción por la copela, dilatan demasiado el tiempo de la copelación. El As y Sb, en concentraciones superiores al 4% en el regulo de plomo pueden originar escorias no volátiles, de color pardo mas o menos intenso. El Cd origina un proceso bastante irregular, violento en el comienzo (con llama rojo amarillenta), seguido de decrepitación y formación de escamas de color rojo-oscuro que flotan en el plomo fundido; produce una abundante escoria no volátil. El Se y Te pueden originar la formación de varios botones de metal, noble; determinan manchas de color pardo, mas o menos intenso. La influencia de otros metales como el Bi, Mo, vanadio, talio, etc. que pueden acompañar al oro, se manifiesta por una corrosión m s o menos ostensible de las copelas o por la mayor duración del proceso de la copelación, sin embargo debido a que generalmente no formen escoria, no parecen ejercer efecto nocivo sobre los resultados. Pérdidas en el proceso de la copelación Las pérdidas por volatilización del metal noble, señaladas por Makins, son insignificantes; mayor gravedad representa la posibilidad de absorción por la copela. Según Rivot la oxidación del oro, a temperatura del rojo oscuro, es mayor en presencia de óxidos superiores de Sb, Pb, y su consecuente absorción por la copela, se incrementa. Cuando se forma escoria en el proceso de la copelación, la posibilidad de perdida del metal noble es mayor, porque puede quedar englobado en la misma, en forma de pequeños glóbulos imposibles de colectar. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

13

Las pérdidas por decrepitación son usualmente pequeñas, porque este fenómeno cesa antes de que el plomo se enriquezca en metal noble. Se han verificado diversos ensayos para determinar la magnitud y características de las perdidas que son debidas a metales específicos (T .A.Ross), sometiendo a copelación mezclas de plomo argentoaurífero adicionadas de los metales respectivos. Pero los resultados obtenidos solo pueden ser aceptados por cierta reserva, debiendo recordarse que la formación de escoria no siempre implica perdida de metal noble. La posibilidad de pérdida es mayor, lógicamente en botones voluminosos y también con la temperatura y la abundancia de cobre. La absorción por la copela varía, en definitiva, con la temperatura, el material y la calidad de las copelas y con la presencia de impurezas en el regulo, las copelas de MgO, se comportan en este aspecto igual que las de cenizas de huesos, siempre que la proporción del plomo sea adecuada. ACCION DE LOS REACTIVOS. A continuación se detalla el comportamiento de los reactivos usados en el análisis. de oro. a.

Litargirio u óxido de plomo: PbO

El punto de fusión 883°C, tiene varios usos. Es el reactivo más importante en la fundición. Una

parte del litargirio se reduce a plomo metálico mediante el almidón o cualquier otro reductor. Desempeña el papel de colector de oro y la plata contenida en el mineral. El resto del litargirio actúa en parte oxidando las impurezas metálicas o bien pasa a formar la escoria al estado de silicato de plomo, o también, es muy posible, puede formar plumbatos con los óxidos metálicos.. Es un fundente básico muy fuerte. PbS + 2PbO FeS + 3PbO

 

SO2+ 2Pb FeO + 3Pb + SO2

La proporción de PbO es regularmente de 1.5 a 2.0 partes por cada 2.0 partes de la muestra; la cantidad de plomo reducido, en el curso de la operación, en tal caso, es de 25 a 30 gr. por cada 30 gr. de muestra. b.

Carbón

Es un agente reductor adecuado. La cantidad de carbón empleada varía de acuerdo con la naturaleza de la muestra, en especial con el grado de oxidación de esta; si se utiliza en exceso, determina la formación abundante de burbujas y una escoria pastosa; por lo regular bastan de 1.0 a 1.5 gr. por cada 30 gr. de mineral; sin embargo en minerales muy oxidantes y en piritas tostadas, se pueden emplear hasta 3.0 gr. de carbón por cada 30 gr. de muestra, para lograr una reducción de los óxidos metálicos a sus valencias inferiores (FeO), que es la forma mas adecuada para que pasen a la escoria. Esto se logra cuando mas o menos el 90% de PbO es reducido; de otra manera existe el peligro de que parte del metal noble permanezca en la ganga. En lugar de carbón de madera en polvo fino, se pueden utilizar harina, almidón, bitartrato de potasio (argol) u otras sustancias orgánicas semejantes. El poder reductor de tales reactivos, debe ser ensayado previamente. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

c.

14

Nitrato de potasio ó salitre

El KNO3 cuyo punto de fusión es 339°C; es un agente oxidante importante. En muestras ricas en azufre o elementos semejantes, se debe suprimir el empleo del carbón y sustituirlo por una cantidad adecuada de nitrato de sodio o potasio; si la concentración de sulfuros es elevada, se deberá incrementar la cantidad de NaNO3 en el fundente o sino tostar previamente la muestra; en el caso de que se forme una mata imprevista, se le debe tratar separadamente. 4KNO3 + 5C



2K2CO3 + 3CO2 + 2N2

Se usa como oxidante en los minerales piritosos. Se prefiere el nitrato potásico al nitrato sódico por no ser higroscópico. d.

Carbonato de sodio

El Na2CO3 anhidro, punto de fusión 852°C, es un fundente básico poderoso. Se combina con la sílice y alúmina, produciendo silicatos y aluminatos fusibles. Cuando se funde tiene la propiedad de disolver o mantener en suspensión varios materiales refractarios de la ganga. A cierto grado, también actúa como agente oxidante y desulfurante. En general es preferible el uso del Na2CO3 anhidro. Se puede emplear el NaHCO3, indicado en algunos tratados, pero no es recomendable, debido al desprendimiento tumultuoso de H2O y CO2, puede originar perdidas en la fusión, requiere un calentamiento mas lento y cuidadoso. Se puede usar también el K2CO3.

Na2CO3 + SiO2  Na2SiO3 + CO2 e.

Tetraborato de sodio; bórax: (Na2B4O7.10 H2O)

El Na2B4O7, cuyo punto de fusión es 742°C. Es un fundente acido, disuelve un gran número de óxidos metálicos como: el óxido ferroso, oxido de aluminio, oxido crómico y además disuelve grandes cantidades de sílice. Se explica el poder de disolución, si se examina la fórmula del bórax constituido por dos moléculas de metaborato y una de anhídrido bórico, para producir boratos complejos fusibles. Previene la corrosión del crisol y aumenta la fluidez de la escoria. La cantidad relativa de dichos reactivos se determina de acuerdo con la apariencia de la muestra; en primer lugar, y se modifica, para el ensayo definitivo, teniendo en cuenta los resultados del ensayo previo y las características de la fusión. Usualmente se requieren 30 a 45 gr. de Na2CO3 y 10 a 15 de bórax, por cada 30 gr. de muestra. En muestras de naturaleza cuarzosa, se debe utilizar una mayor proporción de bórax.

Na2B4O7  2 NaBO2 + B2O3 f. Sílice: SiO2 La SiO2, cuyo punto de fusión es de 1755°C. es un fuerte fundente ácido. La SiO 2 (sílice, arena o vidrio molido), se emplea en la fusión de muestras con alta concentración de BaSO4, CaCO3, óxidos básicos metálicos etc., con los cuales forman silicatos los cuales son muy fusibles. Previene la corrosión del crisol. La proporción varía entre 10 a 40 gr. de SiO2 por cada 30 gr. de la muestra sometida al ensayo. Más o menos 2 partes de vidrio molido se pueden emplear en lugar de una parte de SiO2 puro.

La sílice actúa como escorificador del fierro principalmente: Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

15

SiO2 + FeO  FeSiO3 Reaccionan además con el PbO, carbonato de sodio; etc. SiO2 + PbO  PbSiO3 SiO2 +Na2CO3  Na2SiO3 + CO2 g.

Espato flúor u fluorita

El CaF2 se recomienda para favorecer la fusión de muestras que contienen BaSO 4 o CaSO4 y en la fusión de las copelas, como este reactivo desarrolla una fuerte corrosión de los crisoles se debe evitar toda deficiencia de la SiO2 en el sistema sometido a la fusión. Se puede establecer, como premisa, que para impurezas de carácter básico, se requieren fundentes de naturaleza acidas, y viceversa, para gangas acidas se utilizan fundentes básicos. h.

Hierro metálico

El hierro metálico se puede agregar a las cargas, ya sea en forma de clavos, sunchos o de chatarra, con el objeto de extrae del regulo de plomo, al azufre, arsénico y antimonio. i.

Cloruro de sodio

La sal común o CINa tiene un punto de fusión de 819°C. es una sustancia neutra que se utiliza para proteger la masa fundida contra la acción oxidante o reductora de la atmósfera del horno. j. Copelas Se utilizan para separar el oro y la plata del plomo que ha actuado como colector, además de las otras impurezas metálicas que generalmente acompañan al botón auro-argentífero. Estas copelas son vasos pequeños de poca profundidad están hechas a base de fosfato de calcio, pequeños porcentajes de fosfato de magnesio, calcio y fluoruro; así como de carbonato de magnesio. Generalmente se obtiene de la calcinación de los huesos de animales, preferentemente ovino. k. Plata metálica. Se usa plata metálica, pura y laminada, para incuartar en los análisis de oro, a fin de obtener así una aleación de oro y plata (dore) con un exceso de este último metal (Una relación de 1 parte de oro por 3 de plata), para poder separar bien el oro de la plata que contenga el mineral, es necesario recordar que la plata es un metal que acompaña siempre al oro en los minerales, en mayor o menor proporción. l. Crisoles Utilizados para fundir el mineral con la mezcla de reactivos necesarios (fundente), son fabricados con arcilla refractaria, debe poseer una gran resistencia a los ataques químicos, a la penetración de metales y escorias, a los cambios bruscos de temperatura, siendo los más aconsejables para los análisis de oro los crisoles de 30 g.

Reacciones Reacciones de Reducción Los sulfuros como la pirita, la derrotita, la arsenopirita, la calcopirita, la estibina, la galena, la blenda, y otros, reducen el litargirio a Pb metálico. Las diferentes reacciones de reducción experimentan ciertas Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

16

variaciones, según sea el flujo de fundición empleado, como podemos observar considerando la pirita como ejemplo: a) En presencia de litargirio y carbonato de sodio: 2 FeS2 + 15 PbO 

Fe2O3 + 4 SO3 + 15Pb

4 SO3 + 4 Na2CO3  4 Na2SO4 + 4CO2 b) En presencia de una menor cantidad de litargirio y de menor cantidad de carbonato de sodio: FeS2 + 7 PbO  FeO + 2 SO3 + 7 Pb 2 SO3 + 2 Na2CO3  2 Na2SO4 + 2 CO2 c) En presencia de Litargirio y ausencia de carbonato de sodio no se forma sulfato: FeS2 + 5 PbO  2 SO2 + 5 Pb + FeO Reacciones de Oxidación Es indispensable la oxidación de las impurezas para que se forme la escoria con los reactivos de fundición y no pasen al botón de plomo. 7 Pb +6 KNO3 

7 PbO + K2O + 3 N2 + 4 O2

5 C + 4 KNO3 

2 K2O + 5 CO2 + 2 N2

2 FeS2 + 6 KNO3  SO3 + Na2CO3 

Fe2O3 + SO3 + 3 K2SO4 + 3 N2 Na2SO4 + CO2

Como se ha visto, por las reacciones que hemos anotado, el proceso de fundición tiene por objeto concentrar el oro y la plata en un botón de plomo; este último metal actúa como un colector de estos metales preciosos. Además, este proceso elimina las impurezas, que acompañan a estos metales en los minerales en forma de compuestos oxidados en la escoria. Esta escoria está formada además, por boratos, silicatos y plumbitos de metales alcalinos y otros. Resumiendo: (Mineral Aurífero o Argentífero) + Flux+ Reductor  Botón de plomo + (Au + Ag + impurezas Metálicas + Escoria) PROCEDIMIENTO  Preparar un crisol de arcilla refractaria de 30 gr, conteniendo 90-100 gr del fundente apropiado, para la muestra a fundirse.  Pesar 10, 15, 25 o 30 gr de muestra según el tipo de muestra y transfiéralo al crisol preparado con fundente (flux)  Homogeneizar la muestra y el flux con una espátula y cubrirla con una capa de bórax.  Fundir en el horno de fundición a 1050 ºC por un espacio de 50 a 60 min. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

         

     

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

17

Verter la fundición sobre un molde de hierro en forma de cono invertido previa agitación en forma rotatoria y golpes suaves contra el fondo, luego dejarlo enfriar naturalmente. En el fondo del cono se deposita el plomo junto con los metales nobles (Au, Ag, Pt)y en la parte superior queda la escoria en forma vidriosa, una vez enfriado se le extrae y se le separa de la escoria por medios mecánicos (golpes con un martillo). Al plomo se le da una forma cúbica para facilitar el manipuleo llamándosele régulo Según el aspecto que este tiene si es quebradizo contiene Sb, As, Fe, Cu, considerable y se procede a la escorificación; caso contrario si es un régulo plástico se sigue con la copelación. La escorificación consiste en agregarle aprox 20 gr de plomo al régulo y cubrirlo con una capa de bórax (en un escorificador) luego poner a fundirlo, algunas veces necesario realizar esta operación hasta por tres veces para conseguir que estos interferentes pasen a la escoria. Efectuar el calentamiento de las copelas al rojo vivo, luego introducir los régulos con una tenaza, incrementar la tempº del horno a aprox 900 durante 5 min. para que se fundan los régulos, luego mantener en 850ºC, facilite la entrada de una corriente de aire para una mejor copelación. La copelación dura de 30 a 60 min. (Según el peso de régulos, se recomienda obtener régulos de 18 a 20 gr). El término de la copelación se puede apreciar por un centelleo relámpago que emite la perlita en la copela. Apagar el horno y enfriar lentamente para evitar que la perlita o doré (aleación de oro y Plata) explosione por un enfriamiento rápido. Ataque Químico Para efectuar un buen ataque químico debe cumplirse la relación de 1 parte de oro por 3 partes de plata como mínimo. De haber una mayor cantidad de oro es necesario efectuar la denominada encuartacion, que consiste en adicionar la cantidad de plata pura en la relación mencionada y efectuar una segunda copelación, adicionando 18 a 20 gr de plomo granulado. El criterio para proceder a la encuartacion es la observación del doré, si éste tiene un color amarillento, indica que hay una mayor cantidad de oro, por lo que debe efectuarse el encuartado; caso contrario si el doré presenta un color plateado, debe procederse al ataque químico. (El ataque se efectúa en un crisol de porcelana). Limpie las impurezas impregnadas en el doré y laminarlo con la finalidad de darle mayor superficie de contacto a la acción del reactivo de ataque (HNO3 1:5). Terminado el ataque debe lavarse el residuo con amoniaco caliente NH4OH (1:2), y posteriormente lavados con agua caliente. Secar el residuo (oro) en la plancha y luego calcinar al rojo vivo, el residuo final presenta un color dorado. Una vez frío pesar en la Microbalanza en mg Cálculo de leyes gs mgs oro × 1000 LEY DE ORO ( )= TMS Peso Muestra Oz mgs oro × 29.167 LEY DE ORO ( )= TCS Peso Muestra

Nota

1 onza troy tiene 31.1035 gr de oro.

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

18

DIAGRAMA DE B LOQUE DE ANALISIS DE ORO POR FIRE ASSAY M UEST RAS G EO Q UIM ICA M ALLA 140

M UESTRA OXIDADA

M UESTRA SULFURADA

ADICION DE HARINA

ADICION DE KNO3

(Reductor)

(Oxidante) AG REG AR 100 G r DE M EZCLA FUNDENTE

HO M O G ENEIZACIO N

ADICIO NAR PLATA M ETALICA

ACO NDICIO NAM IENTO DE CRISO LES

FUNDICION 1050 ºC

COPELACION 850ºC

PART ICIO N DEL DO RE CO N HNO 3 (1:5)

ANALISIS PO R

ANALISIS PO R

ABSO RCIO N AT O M ICA

G RAVIM ET RIA

ADICIO NAR 3 ml DE HCL(cc)

COLOCAR BOT ONES DE ORO

CALENTAR DISO LUCIO N DE O RO

EN CRISOLES DE PORCELANA

AFO RAR A 10 ml.

LIM PIAR CO N HNO 3

CO N HCl AL 20%

AL 30%

LAVAR 5 VECES CO N AG ITACIO N AG UA DESTILADA

LECTURA PO R

LAVAR CO N SO LUCIÓ N

ABSO RCIO N ATO M ICA

DE NH4O H (1:1)

CALCINAR 650ºC-700ºC (5 M in)

PESADO DE O RO EN BALANZA MICROANALÍT ICA

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

19

ANALISIS POR ORO EN MINERALES CONCENTRADOS 

A laboratorio ingresan dos tipos de muestras procedentes de la Planta, a saber concentrado gravimétrico producto del concentrador Knelson y un concentrado bulk producto de las celdas de flotación.  Cuando las muestra son de un lote de despacho, luego de preparadas convenientemente (incluido el pasar malla), el producto de se analiza por triplicado, para poder comparar resultados los que deben ser aproximadamente iguales; caso contrario cuando son muestras de las guardias 1 ó 2 solo se analiza por una vez.  Cuando son muestras de concentrados oxidados la muestra a pesar oscila entre 25 y 30 gr por crisol, para lo cual se agrega entre 1.8 y 2.5 gr de harina de trigo como reductor del litargirio. El fundente apropiado es el preparado para minerales oxidados.  Cuando son muestras de concentrados sulfurados, la muestra a pesar oscila entre 10 y 15 gr por crisol, para lo cual se agrega entre 2 y 15 gr de nitrato de potasio como oxidante. El fundente apropiado es el preparado para minerales sulfurados. Como consejo si la muestra es bien oscuro añadir una capa de litargirio puro como tapa, se obtendrá un régulo de buen aspecto sin impurezas. ANALISIS DE ORO FINO EN BARRAS DE ORO FUNDIDO. Fundición de oro metálico. Aparte de poder presentarse la barra de oro fundido, puede también presentarse oro del producto de la destilación de amalgama (la cual tiene color amarillo en su totalidad), una vez eliminado el mercurio, el cual luego de ser fundido con el flux apropiado, es analizado para determinar el % de pureza. Para la fundición se usa crisoles de grafito en vez de los crisoles de arcilla, los cuales son muy vulnerables y por lo tanto puede peligrar la operación.

Junto con el oro pesado en una balanza analítica, se coloca en el crisol por cada 100 gr de oro el siguiente flujo: Carbonato de sodio Bórax

40 gr 30 gr

Con este flux se coloca el crisol en el horno a temperatura suave (750ºC), luego se va aumentando dicha temperatura poco a poco; si solo se dispusiera de un crisol pequeño se puede recargar, para lo cual una vez fundido se puede sacar el crisol del horno, se espera que enfríe un poco y se agrega la muestra de oro con mas flux, se coloca nuevamente en el horno para que funda. La operación ha terminado cuando la fusión está tranquila. Se saca el crisol y con mucho cuidado se vacía su contenido en una lingotera, se espera que enfríe lentamente y luego se retira la escoria, la cual se desprende fácilmente. Se limpia el oro obtenido con escobilla de pelos de acero La barra de oro una vez limpia y seca, se lleva a un taladro mecánico para realizarle dos o tres perforaciones en distintos puntos, lo más profundamente posible. Con las virutas obtenidas se toma una muestra la cual se destina para análisis. Análisis de oro  

De la muestra obtenida se pesa 01. A 0.5 gr exactamente en la balanza de precisión (Microbalanza MC –5), se le coloca en un pedazo de plomo en lámina al cual se le agrega tres veces el peso de plata pura. Todo este conjunto se procede a copelar para lo cual las copelas deben estar al rojo vivo según el método ya indicado. Una vez copelado se procede a la partición con ácido nítrico hasta obtener un botón de oro puro, el cual luego de calcinado es pesado.

Calculo del contenido fino. Las leyes se expresan en % ó en milésimas de fino. Tomemos como ejemplo lo siguiente: Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

Peso inicial de oro Peso final de oro

20

176.478 mg Oro 156.121 mg Oro.

En 176.478 mg oro 156.121 mg oro

100% x%

donde x = 88.46 % ó 0.8846 ochocientos ochenta y cuatro milésimas de fino ANALISIS POR ORO EN AMALGAMAS 

Para determinar el contenido de oro en amalgamas de oro que están acompañados de porcentajes altos de plata, cobre y fierro. Se procede a pesar en la balanza analítica 0.5 gr de amalgama, envolver en una lámina de plomo con 1.5 gr de plata metálica pura y se le funde con el siguiente fundente:    

Litargirio Carbonato de sodio Harina de trigo Bórax

20.0 gr 30.0 gr 1.8 gr 20.0 gr



Seguidamente se sigue el método descrito para fundición de oro, luego de copelar, se lamina y se coloca en un crisol de porcelana de 50 ml y se procede a atacar con ácido nítrico diluido 1:3; deberá cambiarse varias veces el ácido para lo cual se utiliza ácido 1:1 y puro, hasta que se cese el desprendimiento de burbujas. Luego de calcinar se procede a pesar en la Microbalanza y se realiza los cálculos respectivos. Calculo. Las leyes de oro en las amalgamas se expresan en %, de manera que se aplica esta proporción: Peso de botón de oro x 100 Peso de amalgama Suponiendo que se a pesado 498.567 mg de oro y se ha obtenido un botón de oro puro que pesado en la Microbalanza da 401.324 mg de oro, luego 369 .296 498 .567

x100

=

74.07 % pureza

DETERMINACION DE LA PLATA POR ESCORIFICACION Y COPELACION Pesar:  Pesar 0.1 assay ton de muestra preparada a malla –100, en escorificadores de 2.5 pulgadas de diámetro, y que contengan 20 g de plomo granulado químicamente puro, más 2 g de bórax granulado, para luego homogeneizar completamente con una espátula la muestra pesada.  Cubrir con 20 g de plomo granulado la muestra homogeneizada, agregado un gramo de bórax tratando de cubrir toda la superficie.  Escorificar en la mufla a 1600ºF, primero con la puerta cerrada, tan pronto se funda el plomo, se abre la puerta de la mufla para admitir aire a medida que la oxidación avanza, se forma alrededor del plomo un anillo de escoria conocido como el ojo de gallo, a medida que se va fundiendo el mineral, también va cubriendo al plomo fundido quedando completamente cubierto por la escoria. Se cierra la puerta un rato más para que toda la escoria quede líquida con el aumento de la temperatura, todo este proceso dura aproximadamente 30 minutos.  Vaciar el contenido de los escorificadores con la muestra fundida a los moldes o lingoteras, dejar enfriar, romper la escoria con un martillo y limpiar el botón por martilleo, dándole forma de un cubo.  Los cubos deben tener un peso aproximado de 20 a 25 g, si tiene mas peso, es necesario volver a escorificar, por que estos botones son demasiados grandes para coperar.  Cuando una muestra tiene mucho cobre es necesario copelar dos veces. Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.

Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

21

COPELACION:  Se calientan previamente las copelas enumeradas, aproximadamente unos 20 minutos antes de introducir los botones o cubos de plomo a 1600ºF.  Colocar los cubos con una pinza apropiada de acuerdo a su numeración sobre las copelas calientes.  Tan pronto como se han terminado de colocar los botones se cierra la puerta de la mufla manteniendo la temperatura unos 5 minutos hasta que se funda todos los botones de plomo.  Después que ha fundido, se abre la puerta de la mufla y se deja bajar la temperatura hasta 1400 ºF, cuidando que el litargirio que se forma no se solidifique sobre la plata.  El plomo absorbido por la copela y parte volatilizado y veces es necesario colocar corriente de aire.  Alrededor del botón de plata debe quedar unas plumillas de litargirio, lo que indican una buena copelación.  El tiempo de copelación en la mufla es también aproximadamente 30 minutos.  Sacar las copelas de la mufla, dejarlas enfriar y pesar los botones de plata, reportar en onzas por toneladas ó en la forma que lo indiquen los usuarios. CALCULOS: Cuando se pesa la muestra en assay ton, el peso de los botones de plata se lee en miligramos, dando directamente el resultado en onzas por tonelada. Ejemplo: 1 assay ton = 29.1666 g Si se pesa la muestra. 1.0 assay tom, se lee en plata 0.0014 g resultado es 1.4 onz./tn 0.5 assay tom, se lee en plata 0.0014 * 2 resultado es 2.8 onz./tn 0.2 assay tom, se lee en plata 0.0014 * 5 resultado es 7.0 onz./tn 0.1 assay tom, se lee en plata 0.0014 * 10 resultado es 14.0 onz./tn Cuando se desea reportar en Kg/Ton métrica, el resultado en onzas por tonelada corta se divide entre el factor 29.1667. Ejemplo: Un mineral a dado su peso de 8.98 onz/Tn, determinar en Kg/TM 8.89 𝑜𝑛𝑧/𝑇𝑛 = 0.308 𝐾𝑔/𝑇𝑀 29.1667

DETERMINACION DEL ORO POR ESCORIFICACION Y COPELACION          

Pesar 0.5 assay ton para concentrado de plomo, zinc, cobre, 1.0 assay ton para cabeza y relaves de muestra preparada a malla –100, en crisol de 30 gramos, que contenga 65 g de flux, (usar de 85 a 90 g de flux para 1.0 assay ton). Agregar un poquito de nitrato de plata y mezcla bien con una espátula. Poner un clavo de 5 pulgadas y cubrir con 25 g de flux, si no se usa clavo, usar 5 g de nitrato de potasio, para minerales pacos no usar nitrato de potasio sino 5 gramos de harina. Colocar al crisol en la mufla a 1400ºF e ir subiendo la temperatura hasta 1700ºF, este proceso dura aproximadamente de 50 a 60 minutos. (se conoce que ya ha fundido el mineral cuando el crisol es casi transparente). Sacar de la mufla y vaciar en las lingoteras cónicas para dejarlos enfriar, separar la escoria del plomo, valiéndose de un martillo, moldea el plomo dándole forma cubica. Colocar el cubo de plomo en una copela que de antemano ha sido calentado durante 15 minutos a 1600 ºF, proceder a la copelación como en el caso anterior. Sacar la copela de la mufla y enriar totalmente, el botón de plata que contiene al oro, se limpia con una brocha especial y colocar en un crisol de porcelana, agregar ácido nítrico (1:7) para su ataque lento de la plata. Decantar lentamente la solución, agregar ácido nítrico (1:3) y seguir atacando a calor muy lento, hasta que toda la plata se haya separado del oro, si es necesario se puede decantar la solución y agregar ácido nítrico (1:1). Tener cuidado de no atacar a calor suave porque el oro se disemina en partículas, que al lavar se puede perder y los resultados son falsos. Decantar la solución cuidadosamente, lavar el oro tres veces por decantación con agua amoniacal caliente (1:7).

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.



Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.- UNSA Análisis de Minerales. - Práctica Calificada - 2017

22

Secar el crisol que contiene el oro en la plancha y después llevarlo al horno por 10 minutos, enfriar, sacar el botón de oro para pesar y calcular en onzas por tonelada o en la forma en que lo pidan.

REACTIVOS: FLUX: Este flux se usa para fundir, minerales de cabeza, concentrados y relaves. Litargirio = 30 Kilos Carbonato de sodio = 3.5 Kilos. Bórax = 3.5 Kilos. Sílice = 3.5 Kilos. Mezclar bien y guardar en un lugar seco. El siguiente flux da muy buenos resultados para cabezas y relaves, cuando se funde en mufla de petróleo. Litargirio = Una parte en peso Carbonato de Sodio = Tres partes en peso Bórax = 0.1 parte en peso. Usar de 80 a 85 g para 1.0 assay ton, cubrir con bórax. BIBLIOGRAFIA  QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA APLICADA A MINERALES.- M. Useglio.- UNSA.- 1974  MANUAL DE ANALISIS QUIMICO.- CENTROMIN PERU.  MANUAL DE LABORATORIO DE ANALISIS QUIMICO.- MINERO PERU.- Unidad de Cerro Verde.  COLECCCION DE PROBLEMAS Y EJERCICIOS DE QUIMICA ANALITICA.- A. Yaroslavtsev.- Ed. Mir-Moscú 1979.  PROBLEMAS Y EJERCICIOS DE ANALISIS CUANTITATIVO.- A.P. Musakin.- Ed. Mir-Moscú 1976.  ANALISIS CUANTITATIVO.- Alexeiev.-Ed. Mir Moscú 1978.  ANALISIS DE MINERALES.- Escuela nacional de Ingenieria Tecnica.- Victor H. Montenegro.- Lima Peru 1976 1.

Ing. D. Carcausto Z

Ing. V. Bustinza R.