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• Einstein Alva Gupioc

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FACTORES QUE DETERMINAN EL METODO DE MUESTREO Todos los factores pueden ser reunidos en dos grupos, los geológicos y los demás. A los primeros pertenecen el tipo de sustancia útil, dimensiones y estructura de los cuerpos mineralizados, el grado y carácter de variabilidad de la mineralización, las estructuras y texturas de las menas, las propiedades físicas de las menas y minerales; a los factores pertenecen: el objetivo del muestreo, criterio geológico-minero. A fin de cuentas, la forma de la toma, debe proporcionar representatividad al muestreo y un alto efecto económico. El tipo de mineral, o expresándolo mas correctamente, el tipo geológico-industrial de yacimientos, frecuentemente determina el método de toma de muestras. Esto se evidencia si comparamos por ejemplo los tipos de muestreos de yacimientos tipo placer y los filonianos, o los metálicos. Pero muchos tipos de yacimientos, particularmente los metalíferos se muestrean prácticamente con los mismos métodos. Las dimensiones de los cuerpos mineralizados tienen importancia en la toma de muestras de las labores mineras. En cuerpos potentes se pueden emplear los métodos de: barrenos de extensión, por puntos, y por puñados. En los cuerpos mineralizados de potencia media, fundamentalmente se emplea el método de canales y raramente el de puntos. Las estructuras mineralizadas de poca potencia (de solo algunos cm), es mejor muestrearlas por rebanado. La estructura de los cuerpos mineralizados determina el uso de métodos seccionados ya sea canales o testigos de perforación, si es que son cuerpos complejos o presentan ramificaciones y/o estructuras paralelas. Del grado de variabilidad de la mineralización también depende el método de muestreo, si la mineralización es homogénea, suficiente representatividad tendrá muestras por puntos y los canales e inclusive las muestras de mano (en casos extremos). En una mineralización irregular corresponde aumentar la sección de los canales, y en una distribución muy irregular hay que pasar a tomar muestras de rebanado y en el caso de las extremadamente irregulares tomar muestras globales. Se considera también la anisotropía en la variabilidad de la mineralización, pues si esta es fuerte solo en una dirección, entonces los mejores resultados los dan los métodos lineales de muestreo. En el caso de una fuerte variación en dos direcciones, o sea por área, la confiabilidad la determinan los métodos que tienen que ver con superficies: por puntos y de rebanado. Y finalmente si la variación es fuerte en tres direcciones o volumétrica el más correcto es un método global. El grado de variabilidad frecuentemente se expresa en la aparición de tal o cual estructura. Para la mineralización homogénea las estructuras características también lo son. La fuerte variabilidad en una dirección se acompaña de estructuras bandeadas, mientras que las fuertes variabilidades areales o volumétricas se caracterizan por las estructuras jaspeadas toscas o nodulares. Generalmente, cuando mayores sean los cristales de los minerales en la mena y menores las leyes, tanto más grande deben ser las muestras. Los métodos de toma de muestra dependen del destino de las mismas, es decir para qué? ; las tomamos. Si son para establecer composición química de la mena, las estructuras pueden ser tomadas por cualquiera de los métodos. El estudio de la mineralogía y las peculiaridades texturo-estructurales requieren de muestras de mano; mientra que para las pruebas metalúrgicas se requiere muestras de gran masa lo que se obtiene empleando el método

global, etc. Si buscamos también un muestreo representativo, no podemos confiarnos en las muestras tomadas en labores de superficie pues los agentes meteóricos originan una serie de procesos físico-químicos como la lixiviación de algunas sustancias, sesgo a los ensayos haciendo que los resultados no sean lo suficientemente confiables. Un buen conocimiento del yacimiento, ya en la fase de explotación, asi como el gran volumen de muestreos efectuados, permite el empleo de métodos simplificados y de gran productividad en la toma de muestras: por puntos, por puñados, etc. CONTROL DEL MUESTREO (Control del método elegido) La principal dificultad del control del método elegido consiste en que, en la mayoría de los casos, las muestras tomadas tanto en las labores mineras así como en los huecos de perforación, no son repetibles en razón de la irregularidad de la distribución en la sustancia útil de la mena. Como regla, para el control es necesario escoger un sector del yacimiento, en el que el grupo de muestras de control tomada, así como la evaluación de pares de muestras individuales den frecuentemente resultados incorrectos. La cantidad de muestras de control dependiendo del carácter de distribución del componente útil puede variar entre 15 y 60, correspondiendo las menores cantidades para distribución homogénea mientras que las máximas para las extremadamente irregulares. La confiabilidad de tal o cual método se determine por el cálculo del error sistemático según los resultados de los análisis de las muestras sistemáticas y de control. ALMACENAJE, ETIQUETADO Y ENVIO AL LABORATORIO Dependiendo del tamaño de la muestra, y de las características del material hay que almacenarlas de manera tal que se garanticen la integridad y se mantenga las propiedades físicas y químicas de la porción de material tomadas y en función de las pruebas y ensayos a que sean sometidas nos proporcionan los resultados correctos. Normalmente, las muestras pequeñas se almacenan en saquillos de lona especialmente preparados, o más frecuentemente ya en bolsas plásticas resistentes que son descartables pero a su vez muy prácticas. Con estas últimas se elimina la posibilidad de contaminar las muestras, ya que en las de lona a pesar del cuidado que se ponga en el lavado los residuos de la muestra previa pueden provocar algún tipo de error. En tanto que las muestras de gran volumen que generalmente se destina a pruebas metalúrgicas, hay que almacenarlas en recipientes apropiados: sacos, cilindros, etc. Las etiquetas deben:  

Identificar inequívocamente a la muestra, el eliminarse la posibilidad de ambigüedad. Ser claras, concisa y fácil de llenar por los muestreros.

Para cumplir con lo estimulado líneas arriba, las etiquetas deben consignar datos que:   



Permitan establecer el método de muestreo. Permita establecer el tipo de muestra. Ubiquen claramente el lugar de la toma de la muestra (coordenadas o referenciar a algún punto topográfico, labor minera o punto notable de fácil identificación, indicar la distancia, rumbo, etc.) Indiquen los tipos de pruebas o ensayos a los que deben ser sometida la muestra.



Establecer el responsable de la toma de la muestra.

De manera genérica señalaremos que el ticket que va con la muestra hacia el laboratorio, además del código de la muestra, la flecha de su toma, los ensayos y pruebas a los que debe ser sometida y el nombre o referencia del muestrero, (Ver fig. N° 1) no debe tener más detalle, pues información adicional puede influir indirectamente en los resultados de las pruebas y ensayos; dándole un sesgo inapropiado.

Figura 1. Propuesta genérica básica del ticket de muestreo, la parte posterior puede ser usada para un croquis, o apuntes adicionales si fuera el caso.

Dependiendo de cuál sea el destino de las muestras, ya sea el laboratorio de la empresa o un laboratorio externo, con el envió será finalizada la primera parte del muestreo, quedando pendiente aún: la preparación y la realización de pruebas y ensayos. Estos trabajos responsabilidad del laboratorio, debe llevarse a pérdidas y contaminación que dañaría eventualmente los resultados del muestro trabajo. Por ello es necesario ejercer algún tipo de vigilancia y control de cómo se ejecutan, para tomar las medidas correctivas del caso.

PREPARACION DE LA MUESTRA PARA ANALISIS Y PRUEBAS Antes de cualquier prueba o ensayo con una muestra es necesario realizar con ella algunas acciones, tales como su secado, chancado y pulverizado, etc. Que la preparen para tal fin. Generalmente las muestras iniciales pesan algunos Kg, y algunos de sus fragmentos tienen 5x102m, y para las investigaciones de laboratorio hay que reducirlas hasta 100 -150 g, y pulverizarlas hasta mallas -200, si el caso así lo requiere. Secado, casi siempre es necesario; ya que las muestras tomadas en todas las labores subterráneas de los detritos de los barrenos y los materiales resultantes de las voladuras, así como en las zonas donde hay filtración acuosa, poseen algún porcentaje de humedad. A veces el material esta tan húmedo, que durante el chancado es capaz de formar una masa lodosa que rellene el área de trabajo en las chancadoras, pulverizadoras y cribas, lo que dificulta o hace inviable la preparación. El esquema normal de tratamiento de la muestra para el análisis se confecciona a partir del supuesto que el material de la muestre está seco. Las muestras de gran masa, deben ser secadas preferentemente en áreas abiertas y techadas a fin de evitar sean humedecidas por las precipitaciones atmosféricas, en nuestra costa, quizá

dependiendo de la estacionalidad climática esta prevención no sea siempre aplicable. Cuando el secado de las muestras se hace en hornos o construcciones específicas, es indispensable efectuarse a temperaturas que no superen a los 100 °C. Ya que una temperatura mayor produce la descomposición de algunos minerales, provoca la pérdida de azufre en las menas sulfurosas y el agua de la red cristalina de muchos minerales. Los carbones minerales deben secarse a temperaturas de aproximadamente 50 °C, durante tres horas, mientras que los lignitos pueden secarse hasta por 5 horas, en secadoras adecuadas. Chancado y pulverizado de las muestras. Para los análisis químicos y mineralógicos, por lo común solo es necesario parte de la muestra inicial, (alrededor de 120-180 g.), la que debe ser siempre semejante a la muestra inicial, manteniendo la misma cantidad de partículas, que conforme una masa homogénea. Esa masa homogénea se obtiene de la muestra inicial, con fragmentos de diferentes dimensiones, solo a condición de su chancado hasta conseguir fragmentos de igual tamaño y el subsiguiente cuidadoso mezclado. Dicho de otra forma tenemos dos acciones conexas: a) La reducción de la masa (peso), de la muestra hasta lo necesario para el análisis, (prueba o ensayo) b) El chancado y/o pulverizado hasta tamaño adecuado para el ensayo. Como correctamente señala H. E. Mckinstry, reducir sistemáticamente una muestra, es como tomar muestra de una muestra, y debe hacerse de tal manera que sea verdaderamente representativa del conjunto. Para determinar el grado necesario de chancado del material de la muestra se emplea relaciones empíricas entre la masa y el diámetro de los fragmentos. Existen varios trabajos en este sentid, las tablas de Brunton, las de Henry Louis, etc., siendo la más general la propuesta por Demond y Jalferal:

Q=kd Donde: -

Q: más confiable de muestra, que garantiza su representatividad. k: coeficiente que depende del grado de homogeneidad en la distribución del componente útil en la masa. d: diámetro de los fragmentos más grandes en la muestra. : exponente que depende de los tamaños de la diseminación del material valioso.

La más difundida en la práctica del muestreo de prospección es la propuesta por Richards y Chechott; Richards, usando datos de la práctica estableció, que la representatividad de la muestra se conserva, si su masa varía proporcionalmente al cuadrado del tamaño de los fragmentos maxímos y Chechott el expreso en la formula siguiente:

Q=kd2

En la cual el coeficiente k, adopta valores que van de 0,05 hasta 0,3-0,5. El Dr. V. M. Kreiter, sugiere los siguientes valore, en dependencia de la variación en la distribución del componente útil en la mena. TABLA N° 1 Valor del coeficiente K en la fórmula de Richards y Chechott

Muestras compuestas o agrupamiento de muestras. Se hacen con el objeto de obtener datos promedio, sobre algún intervalo del objeto de prospección, con gastos mínimos en los ensayos de las muestras. Las reglas básicas que deben observarse en la confección de muestras compuestas, serían las siguientes: 1- Se puede juntar solo muestras contiguas, aquellas que se encuentran en el mismo trecho, por el que se presume obtener un valor promedio de los índices cualitativos de la sustancia útil. 2- Reunir solo material del mismo tipo según su calidad, que caracterice el tipo o clase de la sustancia útil. El agrupamiento de muestras se pueden hacer al inicio del proceso de preparación de las muestras, frecuentemente en el lugar de la toma de las muestras, sin chancado ni reducción, o al final de la preparación, después de haber alcanzado individualmente la masa necesaria final, para las investigaciones de laboratorio. La variante uno, es posible en el caso de que las muestras iniciales no sean grandes: e muestreos por canales, barrenos o por puntos. Para muestras de gran más, tales como las de puñados, globales o de canales grandes, es más cómodo realizar la segunda variante. Esta última tiene la ventaja adicional de que en caso necesario se pueden utilizar los duplicados de las muestras individuales reunidas para su ensayo por separado. Aquí hay algunas consideraciones que deben tenerse presente, dado el caso, la mezcla del material de las muestras finales que se efectúan por la segunda variante debe hacerse proporcionalmente a las masas de las muestras iniciales, si estas últimas reflejan diferentes magnitudes de las partes muestreadas (potencia, área de sección, u otras partes del objeto de muestreo). Cuando las muestras de diferente masa caracterizan porciones del cuerpo mineralizado de más o menos igual magnitud, entonces la muestra compuesta debe formarse de porciones iguales de material de todas las muestras individuales. Tamizado. El tamizado de la muestra se hace con el objeto de controlar el proceso de chancado, y dividir el material en clases según sus dimensiones. Esta separación ayuda a realizar mejor la preparación de la muestra, ya que la mezcla del fragmento de diferentes

dimensiones complica el chancado y trituración, particularmente si la muestra tiene una gran masa. Antes del chancado conviene tamizar la muestra; los gruesos en una parrilla, los finos en cribas, para separar los finos metálicos que no deben pasar por la chancadora de quijadas por la pequeñez de sus dimensiones. Este cribado se denomina auxiliar. Se emplea juegos de cribas para muestras de masas pequeñas. Las cribas se dividen en algunos tamaños estándar; existen dos valores de tamaño de las cribas, según sus aberturas expresadas en mm, pulgadas, y por el número de aberturas en una pulgada lineal. Ver tabla N° 2 TABLA N° 2 Tabla comparativa de tamices

Homogenización. También se le puede llamar mezclado, es una importante operación, pues tiene el objeto de asegurar una distribución homogénea de los componentes metalíferos y no metalíferos, se realiza después del cada chancado y antes de cada división (o cuarteo) Las muestras grandes, tales como los globales o por puñados, con masas de cientos de Kg hasta 2-3 toneladas se homogenizan generalmente vía traspaleo, para esto del montón de mineral, como una pala se toman porciones de diferentes partes y se trasladan a otro lugar, formando un nuevo cono. El traspaleo se repite varia veces hasta que se obtiene una mezcla de aspecto parejo.

Para una mezcla más meticulosa del material de la muestra se recomienda el método “anillocono”, que es adecuado para muestras de relativamente poco volumen, consiste en lo siguiente: Sobre una superficie lisa y limpia, se amontona el material de la muestra en forma de cono; a este montón cónico se aplana con una tabla del tamaño adecuado, se prosigue girándola alrededor del eje del cono hasta obtener un anillo (ver fig. N° 2). Después de esto el material empezado por la parte exterior del anillo se vuelve a reunir al centro hasta formar un nuevo cono, como se muestra en la parte superior del dibujo, la repetición 2-3 veces de esta operación generalmente da buenos resultados. En las muestras con más pequeña, de 3-5 kg, se puede entremezclar con el método del “enrollado” o roleo. Para esto en un lona o en un hule se coloca la muestra y se procede a su mezcla del siguiente modo: tomando los extremos opuestos por la diagonal de la lona alternadamente se levanta ya se el uno u otro extremo con una leve vibración, luego esto se repite con el otro par de puntas. En esto el material de la muestra va de un extremis a otro de la manta enrollándose y de esa manera mezclándose. Sin embargo si el material es demasiado grueso es posible que no se obtenga una buena homogenización. Reducción de la muestra. Es la parte final de la preparación de la muestra, cuyo objeto es reducir el material dela muestra hasta una cantidad suficiente para los análisis o pruebas. Las operaciones previas (chancado, homogenización), son preparatorias, indispensables para la obtención de un material con el tamaño requerido y una composición homogénea. Solo en estas condiciones se puede reducir el material de la muestra, con la garantía de que una pequeña cantidad va a corresponder al promedio cuantitativo del contenido de la muestra, o dicho de otro modo, será representativa para el análisis.

Figura 2. Homogenización en la varíate anillo-cono Análisis.

Las muestras grandes y pesadas se reducen generalmente en el sitio de su toma, después de su homogenización por traspaleo, se procede a reducirlas ya sea por reducciones sucesivas o por puñados. Reducciones sucesivas. Se emplea para reducir muestras globales de las labores mineras y se realiza con la separación para la muestra del segundo, tercero o quinto o decimo carro o balde o cucharon de la masa total del mineral extraído. Correspondientemente la masa derribada se reduce a 2, 3, 5 ó 10 veces, esto mismo puede hacerse para las reducciones por puñados, pero las porciones a tomarse serán menores, con una pala, por ejemplo: cada determinado intervalo. De esta manera de toda la masa de mineral se toma solo determinada parte para la muestra y el resto se desecha. La posibilidad de la reducción múltiple conviene verificarla según la fórmula de Richards y CHechott, con el valor de k escogido. Las muestras de masa pequeña, se reduce por diferentes variantes, de ellas las más difundidas en la práctica son: el cuarteo, y el empleo de algunos aparatos sencillos que dividen a la muestra en dos. El cuarteo. Es el más antiguo de los métodos de reducción de las muestras. Se ejecuta de la siguiente manera. El material cuidadosamente homogenizado se acomoda en forma de disco, de tal modo que el material forme una capa de 2-5 cm, dependiendo del volumen de la muestra. Luego el montón se divide en cuatro partes iguales ya sea con ayuda de una cruz o de una tabla. El material de los sectores opuestos es desechado, limpiándose la zona que ocupaba con una pequeña broca. Los dos sectores restantes se mezclan y conforman la muestra reducida a la mitad. (Ver fig. 3)

Figura 3. Reducción de la muestra por el método del Cuarteo. Divisor de Jones. Es el más productivo y confiable de los métodos, es útil para la reducción de cualquier tipo de muestra, solo es necesario concordar los tamaños del divisor, con las masas volumétricas de las muestras (ver fig. N° 4). El divisor está conformado por un cajón metálico en cuyo interior hay dos series de canaletas orientadas en direcciones opuestas, que se abren hacia afuera permitiendo la salida del material. El ancho de cada canaleta debe superar en 5-6 veces al mayor diámetro de las partículas de la muestra. En el mercado los hay de diferentes dimensiones. Los hay también modelos regulables/ajustables, en los cuales el usuario puede ajustar el ancho de las canaletas a sus necesidades.

La reducción de la muestra con la ayuda del divisor de Jones, es sumamente fácil, la cubeta se rellena en forma pareja, para luego volcarla al cajón, como se puede apreciar en la figura, entonces una de las bandejas inferiores se desecha, para repetir la operación con la restante, previa de homogenización desde luego.

Figura 4. Divisor de Jones.

El 16 a 1. Como se conoce al reductor, que de alguna manera es un descendiente del reductor de Jones, es una construcción usada en la reducción de la muestra, que reduce el material alimentando de una sola pasada en 16 veces, manteniendo la representatividad de la muestra inicial.