CORPORACIÓN UNIVERSITARIA AUTÓNOMA DE NARIÑO INGENIERIA MECÁNICA INGENIERIA CONCURRENTE
universidad nacional de piura - facultad de ingenieria de minas
-
Upload
khangminh22 -
Category
Documents
-
view
0 -
download
0
Transcript of universidad nacional de piura - facultad de ingenieria de minas
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUÍMICA
TESIS
DETERMINACIÓN DE ORO EN MUESTRAS GEOLÓGICA DE
EXPLORACIÓN MEDIANTE COMPARACION DE DOS TÉCNICAS
ANALÍTICAS: VIA ENSAYO AL FUEGO Y METIL ISOBUTIL
CETONA (MIBK), EN LA MINERA SANTA BÁRBARA DE
TRUJILLO.
PRESENTADA POR:
Bach. GHEIDER ARLINGTON SILUPU FLORES
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO QUÍMICO
Línea de Investigación:
INGENIERÍA QUÍMICA, DE MATERIALES Y PROCESOS
PIURA-PERÚ
2021
i
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
TESIS
DETERMINACIÓN DE ORO EN MUESTRAS GEOLÓGICA DE
EXPLORACIÓN MEDIANTE COMPARACION DE DOS TÉCNICAS
ANALÍTICAS: VIA ENSAYO AL FUEGO Y METIL ISOBUTIL
CETONA (MIBK), EN LA MINERA SANTA BÁRBARA DE
TRUJILLO.
Bach. GHEIDER ARLINGTON SILUPU FLORES
TESISTA
Ing. M.Sc. OSCAR ANTONIO ALIAGA FLORES
ASESOR
Línea de Investigación:
INGENIERÍA QUÍMICA, DE MATERIALES Y PROCESOS
PIURA-PERÚ
2021
ii
DECLARACIÓN JURADA DE ORIGINALIDAD DEL
INFORME FINAL DE TESIS
Yo, GHEIDER ARLINGTON SILUPU FLORES, Bachiller de la Escuela Profesional de
Ingeniería Química, de la Facultad de Ingeniería de Minas, identificado con DNI N° 47959796 y
domiciliado en Urb. 5ta Julia Mz G-01, Distrito PIURA, Provincia PIURA, Departamento PIURA,
Celular:921571073, Email: [email protected]
DECLARO BAJO JURAMENTO: que la tesis que presento, DETERMINACIÓN DE
ORO EN MUESTRAS GEOLÓGICA DE EXPLORACIÓN MEDIANTE COMPARACION
DE DOS TÉCNICAS ANALÍTICAS: VIA ENSAYO AL FUEGO Y METIL ISOBUTIL
CETONA (MIBK), EN LA MINERA SANTA BÁRBARA DE TRUJILLO.
es original e inédita, no siendo copia parcial ni total de una tesis desarrollada, y/o realizada en el
Perú o en el Extranjero, en caso contrario de resultar falsa la información que proporciono, me
sujeto a los alcances de lo establecido en el Art N° 411, del código Penalconcordante con el Art. 32°
de la Ley N° 27444, y Ley del Procedimiento Administrativo General ylas Normas Legales de
Protección de los Derechos de Autor.
En fé de lo cual firmo la presente.
SILUPU FLORES,GHEIDER ARLINGTON
Piura, 30 de septiembre del 2021
iii
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE DIGENIERIA DE MINAS ESCUELA
PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
DETERMINACIÓN DE ORO EN MUESTRAS GEOLÓGICA DE
EXPLORACIÓN MEDIANTE COMPARACION DE DOS TÉCNICAS
ANALÍTICAS: VIA ENSAYO AL FUEGO Y METIL ISOBUTIL
CETONA (MIBK), EN LA MINERA SANTA BÁRBARA DE
TRUJILLO.
PRESIDENTE:
ING. EDUARDO SALAZAR CASTILLO. M.Sc.
SECRETARIO:
ING. MIGUEL ALBURQUEQUE VELASCO
VOCAL:
ING. CARLOS MARCHENA TORRES
v
DEDICATORIA
Primero, dedicar este proyecto a dios, por regalarme un día más de vida y ser la mano guía en mi
camino.
A mi madre, por enseñarme que, con perseverancia, toda meta se puede cumplir.
A mis familiares, en especial a Manne Balladares por formarme e inculcarme los valores para ser
una buena persona, un buen hombre.
A todos y cada uno de mis compañeros de clase, por compartir estos años de estudios, de amistad, y
ser una gran familia.
A todos los maestros, en especial a los de la escuela de Ingeniería Quimica,por transmitir
sus enseñanzas, sus conocimientos y ayudar en nuestra formación profesional.
vi
AGRADECIMIENTO
Agradezco a mis docentes y a mi asesor, ingeniero Oscar Antonio Aliaga
Flores quienes demostraron vocación y sapiencia en mi formación y
sugerencias del presente trabajo.
Agradecer a los ingenieros José y Julio Santos Ballardo, de la unidad
minera Santa Barbara de Trujillo, por darme las facilidades por
emprender este proyecto.
A los ingenieros geólogos Carlos Nima y Victor Apomayta por guiarme
en la etapa del muestreo y extracción de muestras.
vii
INDICE GENERAL
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 1
CAPÍTULO I
ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA........................................................................................... 2
1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ................................................ 2
1.2. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN .................................. 2
1.3. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 2
1.3.1. Objetivo General ...................................................................................................... 2
1.3.2. Objetivos Específicos .............................................................................................. 3
1.4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................. 3
1.4.1. Espacial.................................................................................................................... 3
1.4.2. Temporal.................................................................................................................. 3
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO .......................................................................................................................... 4
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................ 4
2.2. BASES TEÓRICAS .......................................................................................................... 5
2.2.1. El Oro. Generalidades .............................................................................................. 5
2.2.1.1. El Oro en la naturaleza ....................................................................................... 6
2.2.1.2. Propiedades físicas y químicas del oro .............................................................. 7
2.2.1.3. Geoquímica del oro ........................................................................................... 8
2.2.2. Geología de los yacimientos de Oro en el Perú. ..................................................... 11
2.2.2.1. Tipos de yacimientos. ...................................................................................... 12
2.2.3. Procesamiento de minerales auríferos. ................................................................... 12
2.2.3.1. La Escogencia a mano. Proceso muy antiguo, de tiempos prehistóricos .......... 13
2.2.3.2. La Concentración Gravimétrica ....................................................................... 13
2.2.3.3. Procesamiento por flotación ............................................................................ 13
2.2.3.4. La amalgamación ............................................................................................. 14
viii
2.2.3.5. La separación magnética.................................................................................. 14
2.2.3.6. Proceso hidrometalúrgico del oro .................................................................... 14
2.2.4. Controles analíticos en el procesamiento de minerales. ......................................... 14
2.2.5. Determinación de Oro y Plata en minerales de exploración ................................... 15
2.2.5.1. Ensayo al fuego................................................................................................ 15
2.2.5.2. Ensayo por Absorción atómica ........................................................................ 25
2.3. GLOSARIO DE TÉRMINOS BÁSICOS........................................................................ 27
2.4. HIPÓTESIS ..................................................................................................................... 28
2.4.1. Hipótesis general ................................................................................................... 28
2.4.2. Hipótesis específicas.............................................................................................. 28
2.5. DEFINICIÓN Y OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES .................................... 28
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO ......................................................................................................... 29
3.1. ENFOQUE Y DISEÑO ................................................................................................... 29
3.2. SUJETOS DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................................ 29
3.2.1. Población ............................................................................................................... 29
3.2.2. Muestra .................................................................................................................. 29
3.3. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS ............................................................................... 29
3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ........................... 53
3.4.1. Técnicas de Muestreo ............................................................................................ 53
3.4.2. Técnicas de Recolección de Datos. ........................................................................ 53
3.5. ASPECTOS ÉTICOS ...................................................................................................... 53
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................................... 54
4.1. RESULTADOS ............................................................................................................... 54
4.1.1. Preparación de la muestra mineral ......................................................................... 54
4.1.2. Resultados obtenidos de ley Au para cada método de ensayo ................................ 55
4.1.3. Comparación de la Ley de Au (g/TM) entre los dos métodos de ensayo ............... 57
4.1.4. Análisis Estadístico ................................................................................................ 58
4.1.4.1. Análisis Estadístico Método A: Ensayo al Fuego ............................................ 58
4.1.4.2. Análisis Estadístico Método B: Ensayo MIBK ................................................ 58
4.1.4.3. LEY Au (g/TM) en los Estándares con el método de Ensayo al Fuego ............ 58
4.1.4.4. LEY Au (g/TM) en los Estándares con el método Ensayo MIBK .................... 61
4.1.4.5. Porcentaje de Recuperación de Au en los estándares con ensayo al fuego ....... 63
4.1.4.6. Porcentaje de Recuperación de Au en los estándares con ensayo MIBK ........ 63
4.2. DISCUSIÓN DE LOS REULTADOS ............................................................................ 64
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 67
ix
RECOMENDACIONES ................................................................................................................. 70
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 71
ANEXOS ........................................................................................................................................ 73
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Propiedades Físicas del Oro.............................................................................................. 7
Tabla 2.2. Algunas especies minerales del oro .................................................................................. 9
Tabla 2.3. Contenidos litosféricos, según Boyle (1979, modificado), en ppb. ................................. 11
Tabla 2.4. Reactivos utilizados en el ensayo al fuego ..................................................................... 16
Tabla 2.5. Variables involucradas en el trabajo de investigación .................................................... 28
Tabla 3.1. Muestras geológicas de exploración ............................................................................... 31
Tabla 3.2. Composición química de flux para muestras oxidadas .................................................. 39
Tabla 3.3. Composición química de flux para muestras sulfuradas ................................................. 39
Tabla 3.4. Estándares certificados de Au utilizados. ....................................................................... 51
Tabla 4.1. Leyes Au (g/TM) para el método ensayo al fuego ......................................................... 55
Tabla 4.2. Leyes de Au, para el método ensayo vía MIBK ............................................................ 56
Tabla 4.3. Leyes de Au, para ensayo al fuego y ensayo vía MIBK ................................................ 57
Tabla 4.4. Ley Au (g/TM). Ensayo al Fuego con tres repeticiones .................................................. 58
Tabla 4.5. Ley Au (g/TM). Ensayo MIBK con tres repeticiones ..................................................... 58
Tabla 4.6. Ley Au (g/TM) en los Estándares. Método A................................................................. 58
Tabla 4.7. Ley Au (g/TM) en los Estándares. Método B ................................................................. 61
Tabla 4.8. % de Recuperación de Au, ensayo al Fuego ................................................................... 63
Tabla 4.9. % de Recuperación de Au, ensayo MIBK ...................................................................... 63
x
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 4.1. Ley de Au (ensayo al Fuego), promedios de tres réplicas. ........................................... 55
Gráfico 4.2. Ley de Au (ensayo vía MIBK), promedios de tres réplicas. ......................................... 56
Gráfico 4.3. Comparación de la Ley de Au entre los 2 métodos de ensayo ..................................... 57
Gráfico 4.4. Ley de Au (g/TM) en el STD1 (método de ensayo al fuego) ....................................... 59
Gráfico 4.5. Ley de Au (g/TM) en el STD2 (método de ensayo al fuego) ....................................... 59
Gráfico 4.6. Ley de Au (g/TM) en el STD3 (método de ensayo al fuego) ....................................... 60
Gráfico 4.7. Ley de Au (g/TM) en el STD4 (método de ensayo al fuego) ....................................... 60
Gráfico 4.8. Ley de Au (g/TM) en el STD1 (método MIBK) .......................................................... 61
Gráfico 4.9. Ley de Au (g/TM) en el STD2 (método MIBK)........................................................... 62
Gráfico 4.10. Ley de Au (g/TM) en el STD3 (método MIBK) ........................................................ 62
Gráfico 4.11. Ley de Au (g/TM) en el STD4 (método MIBK) ........................................................ 63
xi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Zona de estudio ............................................................................................................... 3
Figura 2.1. Oro nativo ....................................................................................................................... 7
Figura 2.2. Geoquímica del oro ...................................................................................................... 10
Figura 3.1. Diagrama de flujo del trabajo de investigación ............................................................. 30
Figura 3.2. Recepción de la muestra mineral en el laboratorio........................................................ 31
Figura 3.3. Laboratorio de preparación de muestras ........................................................................ 32
Figura 3.4. Chancadora de quijada .................................................................................................. 33
Figura 3.5. Secado de muestras mineral de exploración .................................................................. 33
Figura 3.6. Muestras minerales enfriándose .................................................................................... 33
Figura 3.7. Muestras minerales codificadas .................................................................................... 34
Figura 3.8. Separador Rifles o Jones ............................................................................................... 34
Figura 3.9. Pulverizador de anillos. ................................................................................................. 35
Figura 3.10. Anillos concéntricos del pulverizador ......................................................................... 35
Figura 3.11. Tamiz N°140 (ASTM E-11)........................................................................................ 36
Figura 3.12. a) Mezcla fundente b) Fundición de muestra ............................................................... 40
Figura 3.13. Horno de fundición ..................................................................................................... 40
Figura 3.14. Descarga de la mezcla fundida en las lingoteras ......................................................... 41
Figura 3.15. Separación del regulo de Pb y escoria con el martillo ................................................. 41
Figura 3.16. Regulo de Plomo ......................................................................................................... 41
Figura 3.17. Colocación de la copela con el regulo de plomo al horno............................................ 42
Figura 3.18. Botones brillantes de oro y plata después del proceso de copelación .......................... 43
Figura 3.19. Botones brillantes de oro y plata laminados. ............................................................... 43
Figura 3.20. Balanza micrométrica para pesar el doré .................................................................... 44
Figura 3.21. Equipo de Absorción Atómica SHIMADZU AA-700. ............................................... 46
Figura 3.22. Balanza Analítica OHAUS ......................................................................................... 47
xii
Figura 3.23. Plancha de calentamiento IKA RCT Basic .................................................................. 47
Figura 3.24. a) HNO3, 90%; b) HCl 36.5-38%; c) HClO4; 70%;.........................................................
d) MIBK p.a. (min. 99.5%), e) HBr 48% ........................................................................................ 47
Figura 3.25. (a)Solución Estándar de ORO, 1000 ppm en HCl, 250ml, ..............................................
(b) Estándar de Au en mineral ......................................................................................................... 48
Figura 3.26. Separación de las dos fases. ......................................................................................... 50
Figura 4.1. Balance del material mineral ......................................................................................... 54
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO 1. INFORME DE ANÁLISIS QUÍMICO DE MUESTRAS MINERALES
SULFURADOS. FC-UNI ...................................................................................... 73
ANEXO 2. INFORME DE ANÁLISIS QUÍMICO DE ESTÁNDARES DE MINERALES DE
ORO. FC-UNI ......................................................................................................... 73
ANEXO 3. CERTIFICADO DEL MATERIAL DE REFERENCIA DE Au OxE166................ 74
ANEXO 4. CERTIFICADO DEL MATERIAL DE REFERENCIA DE Au OxL159................ 77
ANEXO 5. CERTIFICADO DEL MATERIAL DE REFERENCIA DE Au SC110 .................. 80
ANEXO 6. CERTIFICADO DEL MATERIAL DE REFERENCIA DE Au SJ111 ................... 83
ANEXO 7. MATERIAL DE REFERENCIA CERTIFICADO ROCKLABS OxE166 .............. 87
xiii
RESUMEN
Se determinó leyes de Au en 10 muestras geológicas de exploración (sulfuros), procedentes de la
minera Santa Bárbara de Trujillo-Pataz. Se compararon dos métodos químicos: Ensayo al Fuego y
AA vía MIBK. Se determinó leyes de oro mayores en las muestras: MG-06, MG-05, MG-02, MG-
03 y MG-08; con 111.60, 109.83, 108.50, 95.00 y 73.20 µg/g respectivos, para ensayo al Fuego;
113.40, 111.70, 110.70, 98.00 y 75.40 µg/g, para ensayo AA vía MIBK. Para comparar la exactitud
de los métodos de ensayo, se utilizó cuatro estándares de mineral de oro certificadas por RockLabs:
OxE166 (0.652±0.0050 µg/g) y OxL159 (5.849±0.0420 µg/g) en matriz óxido; SC110
(0.235±0.0030 µg/g) y SJ111 (2.812±0.0210 µg/g) en matriz sulfuro. Se obtuvo porcentajes de
recuperación de Au con los estándares utilizados, siendo: 107.26, 102.32, 108.79 y 103.70 %, para
ensayo al Fuego y 99.90, 99.98, 100.71 y 99.77%, para ensayo vía MIBK. Se determinó Desviaciones
Estándar (s) como 0.1287, 0.1657, 0.0433 y 0.1814, para ensayo al Fuego, con los respectivos
estándares de mineral de oro OxE166, OxL159, SC110 y SJ111. Y valores de 0.0072, 0.0147, 0.0055
y 0.0127, para el ensayo vía MIBK. Se calculó errores relativos (Er) del promedio de las medidas con
respecto a los estándares utilizados, valores como: 7.2546, 2.3201, 8.8085 y 3.6984, para ensayoal
fuego, y valores como: -0.1074, -0.0171, 0.7234 y -0.2240, para ensayo vía MIBK. Los coeficientes
de variación (CV) de los promedios fueron mayores para ensayo al fuego con 18.4041, 2.7687,
16.9339 y 6.2209 y mucho menores para el ensayo vía MIBK con valores de: 1.1055, 0.2514,2.3236 y
0.4526. Se concluyó que las determinaciones de oro para los estándares fueron más exactasy precisas
con el ensayo AA vía MIBK.
Palabras claves: Ensayo al Fuego, MIBK, análisis químico, santa Bárbara, oro.
xiv
ABSTRACT
Au grades were determined in 10 geological exploration samples (sulfides) from the Santa Bárbara
de Trujillo-Pataz mining company. Two chemical methods were compared: Fire Assay and AA via
MIBK. Higher gold grades were determined in the samples: MG-06, MG-05, MG-02, MG-03 and
MG-08; with 111.60, 109.83, 108.50, 95.00 and 73.20 µg / g respectively, for the Fire test; 113.40,
111.70, 110.70, 98.00 and 75.40 µg / g, for AA assay via MIBK. To compare the accuracy of the test
methods, four RockLabs certified gold ore standards were used: OxE166 (0.652 ± 0.0050 µg / g) and
OxL159 (5.849 ± 0.0420 µg / g) in oxide matrix; SC110 (0.235 ± 0.0030 µg / g) and SJ111 (2.812 ±
0.0210 µg / g) in sulfide matrix. Recovery percentages of Au were obtained with the standards used,
being: 107.26, 102.32, 108.79 and 103.70%, for the Fire test and 99.90, 99.98, 100.71 and 99.77%,
for the MIBK test. Standard Deviations (s) were determined as 0.1287, 0.1657, 0.0433 and 0.1814,
for Fire testing, with the respective gold mineral standards OxE166, OxL159, SC110 and SJ111. And
values of 0.0072, 0.0147, 0.0055 and 0.0127, for the assay via MIBK. Relative errors (Er) of the
average of the measurements were calculated with respect to the standards used, values such as:
7.2546, 2.3201, 8.8085 and 3.6984, for fire testing, and values such as: -0.1074, -0.0171, 0.7234 and
-0.2240, for assay via MIBK. The coefficients of variation (CV) of the averages were higher for the
fire test with 18.4041, 2.7687, 16.9339 and 6.2209 and much lower for the test via MIBK with values
of: 1.1055, 0.2514, 2.3236 and 0.4526. It was concluded that the gold determinations for the
standards were more exact and precise with the AA assay via MIBK.
Keywords: Fire Assay, MIBK, chemical analysis, saint Bárbara, gold.
1
INTRODUCCIÓN
Los proyectos de explotación minera se pueden definir de manera conceptual como aquellos
en los que se describe de manera detallada cada una de las fases necesarias para la extracción de los
recursos minerales. Para desarrollar dicho proyecto, son necesarias muchas tareas previas para llegar
a poder definir las características del yacimiento a explotar, incluyendo como parámetro fundamental
la calidad del mineral y su ubicación espacial (Herrera, 2006). En este aspecto es importante
entender “calidad” de un mineral como la cantidad de elementos aprovechables económicamente
dentro de la matriz rocosa, además de sus características geotécnicas, que nos influirán en gran
medida en la selección del método de explotación. De este modo, es clave conocer tanto la forma del
yacimiento como la concentración de mineral en el macizo rocoso, debiendo definir la ley de mineral
en cada uno de los puntos del yacimiento, con la mayor precisión posible. Esto nos conlleva a definir
bien el método de ensayo químico a utilizar, ya sea ensayos al fuego para el oro y la plata o ensayos
por vía húmeda (Castilla y Herrera, 2012). La forma de conocer las propiedades mineralógicas y el
contenido de mineral en un macizo rocoso puede obtenerse de dos formas diferentes:
Indirecta: por medio del estudio de parámetros inferidos, a partir de las propiedades de los
minerales, de la roca encajante y del macizo rocoso.
Directa: a través del estudio de las propiedades de muestras de minerales y rocas, bien a
través del estudio de afloramientos, bien por el estudio de muestras tomadas en profundidad
(Castilla y Herrera, 2012).
En estudio de parámetros de forma indirecta se valdrá de técnicas de prospección geofísica,
geoquímica, etc. para conocer el comportamiento del terreno frente a estímulos de tipo sísmico,
eléctrico y electromagnético, entre otros.
Será la determinación del contenido mineral de un macizo rocoso de manera directa la que
necesitará de un gran conocimiento de técnicas de perforación de sondeos en el campo de la
exploración minera, junto con un estudio geológico pormenorizado de los posibles afloramientos de
los yacimientos a estudiar (Herrera, 2006).
En este trabajo de investigación se propone el estudio de la comparación de dos métodos de
ensayos químicos para el oro, para muestras geológicas de exploración en la minera Santa Bárbara
de Trujillo.
2
CAPÍTULO I
ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA
1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA
Hoy en día el sector minero en el Perú es uno de los pilares de la economía peruana y
exportaciones. La minería aporta un 20% de los ingresos fiscales, contribuye alrededor del 15% PBI
nacional y el 60% de las exportaciones. Por todo lo mencionado es necesario hacer ciertas
exploraciones geológicas para determinar las leyes de los metales preciosos en el mineral y así poder
explotarlos y comercializarlos, especialmente si son muestras minerales de oro. Existen diversas
técnicas analíticas para realizar los ensayos químicos y saber las leyes del metal precioso, desde
ensayos al fuego hasta ensayos espectroscópicos con tecnología de punta. Sin embargo, cuando nos
referimos al oro, especialmente en minerales oxidados, el hierro da falsos positivos con respecto a la
ley, por lo que, cuando realizamos los ensayos químicos para el oro utilizando la Absorción atómica,
tanto el oro como el hierro tienen la misma absorción de energía en rangos cercanos de longitud de
onda, creando así confusión en las leyes respecto al oro. Es así que en este trabajo de investigación
vamos a comparar un método de análisis químico de oro utilizando el Metil Isobutil Cetona para
hacer una extracción ácida en medio bromhídrico para separar el hierro interferente y tener solo el
oro en la fase orgánica MIBK. Compararemos la exactitud de los resultados con el método de ensayo
al fuego con respecto al oro.
1.2. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
Justificación
La presente investigación se justifica porque tiene como fin establecer la mejor forma para
determinar las leyes de oro en muestras geológicas de exploración, utilizando un ensayo analítico
que usa como solvente orgánico MIBK para separar el hierro interferente del oro, y así obtener leyes
verdaderas del metal precioso.
Importancia
El conocimiento suficiente del uso potencial de técnicas analíticas, hace que nuestra
investigación tenga vital importancia para implementar a corto plazo nuevas enseñanzas en la
determinación de oro en muestras geológicas de exploración, con minerales polimetálicos sulfurados
y oxidados.
1.3. OBJETIVOS
1.3.1. Objetivo General
Determinar oro en muestras geológicas de exploración, comparando dos técnicas analíticas:
ensayos al fuego y MIBK, en la minera Santa Bárbara de Trujillo.
3
1.3.2. Objetivos Específicos.
Comparar dos técnicas analíticas para la determinación de oro en muestras geológicas de
exploración.
Implementar un método de ensayo químico rápido para el oro.
Describir cada proceso del ensayo químico para los dos métodos analíticos del oro.
1.4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
1.4.1. Espacial.
Para desarrollar el proyecto de investigación, se eligió como lugar adecuado la zona de la
minera Santa Bárbara de Trujillo, ubicada en Pataz, Trujillo - La libertad, con las siguientes
coordenadas: Latitud -8.079754 y Longitud -77.422089.
Figura 1.1. Zona de estudio.
Fuente: Maps de Google
El trabajo de investigación se llevvó a cabo en las instalaciones del campamento minero Santa
Bárbara de Trujillo y en colaboración con el laboratorio de química de la Escuela Profesional de
Ingeniería Química – UNP y La Universidad Nacional de Ingeniería.
1.4.2. Temporal.
La investigación tuvo una duración de 6 meses según el cronograma de actividades
mencionadas durante el proyecto.
4
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.
A continuación, algunos antecedentes sobre estudios comparativos de métodos para
determinar oro.
Según Lipa (2019); en su trabajo de investigación “ANÁLISIS QUÍMICO DE ORO Y
PLATA EN SUS DIFERENTES PROCESOS EN LA EMPRESA MINERA ARUNTANI
S.A.C. OCUVIRI – LAMPA: LABORATORIO QUÍMICO”. Las muestras mineralógicas
recepcionado tuvieron un peso aproximado de 5 kg dentro de una bolsa debidamente
codificadas, según hoja de ingreso. Luego se llevó a un horno de secado donde se eliminó toda
la humedad a una temperatura de 150°C. En el chancado primario se redujo a un tamaño no
mayor a 3/8’, luego en el chancado secundario se redujo hasta un tamaño no mayor a malla 10,
de inmediato se pasó al cuarteo donde se obtuvo una cantidad de muestra representativa entre
200 a 300 g y por último se pasó al pulverizado donde se obtuvo una muestra al 100% bajo la
malla 150. Se describió el proceso sistemático de análisis de oro y plata según los PETSy
Estándares que se realiza en la Empresa minera Aruntani SAC. La determinación de la cantidad
de oro en muestras de mineral (Geología, exploraciones, mina y PAD) se reportaronen g/ton,
según el cálculo de leyes para 5 muestras, de los cuales las 3 primeras eran muestrasmina dando
una ley promedio de 0.645 g/ton y los 2 últimos eran muestras patrón, con un STD(Estándar) de
ley 0.621 g/ton y un BK (Blanco).
Según Mercado (2013); en su trabajo titulado “ESTUDIO COMPARATIVO DE ANÁLISIS
DE ORO ENTRE LOS MÉTODOS VÍA SECA Y VÍA HÚMEDA EN MINERALES
CONCENTRADOS”, muestra un estudio comparativo en resultados de ley de oro, tiempos de
análisis de seis técnicas por vía química en minerales concentrados de sulfuros polimetálicos
en el Laboratorio MINLAB S.R.L. En la selección de técnicas de análisis empleadas se evaluó
cuidadosamente la disponibilidad de materiales, reactivos, equipos y muestras para los
ensayos. La evaluación gráfica, así como la evaluación estadística confirmaron que empleando
las técnicas que implican fundición se obtienen resultados más eficientes en ley de oro que las
técnicas que implican vía húmeda. La evaluación estadística permite ver los resultados de los
%RSD. Para el caso de las técnicas que implican fundición vemos que los %RSD<5, lo cual
está dentro de la tolerancia para este parámetro, caso contrario para las técnicas que implican
vía húmeda se observan valores para los %RSD>5, lo cual está fuera de la tolerancia para este
parámetro.
5
Según Mantari y Paúcar (2009); en su trabajo de tesis, cuyo título es “ESTUDIO DE LOS
PARÁMETROS PARA EL ANÁLISIS QUIMICO DEL ORO EMPLEANDO EL NITRATO
DE POTASIO EN LA VÍA PIROMETALURGIA DE LA EMPRESA CHANCADORA
CENTAURO SAC”. Demostraron que el método más eficiente para el análisis químico
cuantitativo de los minerales de oro es el empleo de la vía pirometalúrgica o conocido como
ensaye al fuego. La importancia de determinar cómo los parámetros de análisis químico del
oro, radican en este trabajo, en su aplicación sobre muestras de mineral de cabeza de la planta
chancadora Centauro, y determinar su variabilidad con respecto a un promedio obtenido y
verificar mediante la inferencia estadística, la confiabilidad de los resultados obtenidos. De
igual forma, se demuestró estadísticamente que el método pirometalúrgico es más preciso que
el método de análisis espectrofotométrico por absorción atómica; para esta demostración
también se ha recurrido a uso de la estadística inferencial, en el que se hace una comparación
de varianzas.
2.2. BASES TEÓRICAS.
2.2.1. El Oro. Generalidades.
El oro, cuyo símbolo químico es Au, ocupa el lugar 79 en la tabla periódica y se sitúa entre el
platino y el mercurio; pertenece al grupo IB del sistema periódico, junto con el cobre y la plata. Es
un metal moderadamente blando, muy dúctil y maleable, buen conductor del calor y de la
electricidad. Tanto el oro como los dos elementos que pertenecen al grupo IB muestran poca similitud
con los metales alcalinos del grupo IA (Viladevall, 2012).
El nombre de oro deriva del latín Aurum, y es el metal precioso por excelencia para la
humanidad, de hecho, fue el primer metal noble (un término alquimista) que conoció el hombre, en
lo que influyó la particularidad de encontrarlo en forma metálica, no como un compuesto químico,
como sucede con la mayoría de los metales. Entre sus características destaca su elevada densidad que
solo es sobrepasada por la del osmio, iridio y platino por lo que para hacernos una idea de su peso
hemos de pensar que un kg de oro puro formaría una esfera de solo 46 mm de diámetro (Cruzat,1984).
No hay un metal tan dúctil o maleable como el oro. Con una tonelada se podría fabricar un hilo tan
fino que llegaría hasta la Luna y volvería a la Tierra. De otra parte, puede ser batido en laminillas
que se conocen con el nombre de "pan de oro" tan delgadas que 20.000 de ellas solo tendrían un
espesor de 1 cm. Es de un color amarillo brillante porque refleja toda la gama de coloresexcepto el
amarillo que absorbe. El oro puro no se oxida por lo que no se formará ninguna película de óxido
sobre él. Es químicamente inactivo, propiedad que le ha otorgado un significado místico asociado a
la inmortalidad. No es atacado por ácidos fuertes ni siquiera en caliente. Sin embargo, esfácilmente
soluble en "agua regia" o en mezclas que contengan cloro. Se disuelve también en soluciones
cianuradas que contengan oxígeno y se alea fácilmente con el mercurio formando una
6
amalgama que es líquida si el mercurio es el metal dominante. Los romanos ya conocían esta
propiedad del mercurio y lo utilizaron con profusión al igual que se sigue haciendo ahora en muchos
lugares del mundo para separar el oro de las arenas y minerales auríferos.
El oro de la amalgama se extrae destilando el mercurio o disolviéndolo con ácido nítrico. Los
egipcios utilizaron a la que consideraban más perfecta de las figuras geométricas, el círculo, para
simbolizarlo y los alquimistas lo representaban también con el símbolo de perfección el círculo con
un punto en el centro (López, 2007).
2.2.1.1. El Oro en la naturaleza.
Hay tres tipos de yacimientos de oro: los que se explotan a cielo abierto, los que están en el
subsuelo constituyendo las minas y el marino (López, 2007).
Oro a cielo abierto: Entre ellas incluimos las minas de placer (nombre de procedencia
española). Los placeres pueden enterrarse bajo depósitos volcánicos, glaciales, lacustres,
eólicos o aluviales. El oro aluvionar, también llamado washgold o selfgold, se encuentra la
mayor parte de las veces situado cerca de torrentes o en las orillas de cauces fluviales. Aquí se
le halla en la superficie o a profundidad variable entre los depósitos aluviales donde ha ido a
parar arrastrado por las aguas después de la erosión físico-química de la roca que lo contenía.
Se obtiene lavando las arenas que fue el primer método utilizado por el hombre para su
beneficio.
Oro en minas: El oro de las minas convencionales se encuentra en las menas, filones y venas.
Se le denomina oro de gangas y también Berggold. Aquí el metal se halla fuertemente encajado
entre la roca o el mineral, en forma de masas irregulares de espesor variable. Hay yacimientos
de gangas de oro donde se le encuentra bastante puro, aunque es más normal que se presente
con cuarzo o con pirita o aleado con otros minerales, como plata, cobre, bismuto, mercurio,
antimonio, arsénico, etc. Estos minerales auríferos reciben distintos nombres en función del
metal acompañante. El denominado "oro negro", que se encuentra en Australia, contiene el 34
% de oro y el resto minerales de la familia del platino. Si contiene entre el 5 y 11 % de paladio
se llama Propecita y si contiene rodio recibe el nombre de Rodita o Rhodiumgold. Por su parte
la plata acompaña al oro en cantidades muy variables, que no suelen sobrepasar el 20 %, pero
si lo sobrepasa al mineral entonces se le llama Elektrum. Cuando contiene el oro un elevado
porcentaje de cobre, del orden del 15 al 20 % o más se llama Aurocupric. Si dicho porcentaje
es de bismuto se denomina Bismutaurit. La Maldonita (Au2Bi) contiene alrededor del 35% de
bismuto. También lo encontramos mezclado con teluro dando minerales como Calaverita
(AuTe2), Montbrayita (Au2Te3), Silvanita (AuAgTe4) y Petzita ((AuAg)2Te). (López, 2007).
7
Oro marino: El tercer yacimiento de oro es el marino. El agua del mar contiene cantidades
muy pequeñas de este metal, pero como su volumen es muy grande (del orden de 1.300
millones de kilómetros cúbicos) resulta que se convierte en el mayor depósito existente con
unos 9.000 millones de toneladas, aunque por ahora resulte antieconómica su extracción.
Probablemente en el futuro cuando haya que extraer Deuterio del agua del mar para la
producción de energía con los reactores de fusión nuclear que desarrolla el Proyecto ITER, se
encuentre también una tecnología rentable para el oro. Los niveles de oro en el agua del mar
según los muestreos realizados varían en función de las localidades. Los resultados muestran
que las aguas de los alrededores de Japón presentan las mayores concentraciones, tal vez ligado
al aporte juvenil de oro que pudiera producirse en esa zona de contacto entre placas de la
corteza terrestre. Se ha citado también que el plancton y los sedimentos marinos tienen
concentraciones superiores a las del agua (Zabaleta, 1999).
Figura 2.1. Oro nativo.
Fuente: (Piña A., 2015)
2.2.1.2. Propiedades físicas y químicas del oro.
Propiedades Físicas: A continuación, algunas propiedades físicas más importantes, como se
muestra en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1. Propiedades Físicas del Oro.
Descripción Valores
Símbolo Au
N° atómico 79
Peso atómico 197
Densidad (20°C) 19,300 kg/m3
Punto de Fusión 1064.18 °C
Punto de ebullición 2856 °C
Brillo Metálico
Transparencia Opaco
Color Amarillo fuerte
Raya Amarilla
Dureza (Mohs) 2½ - 3
Tenacidad Maleable
Fuente: (Mantari y Paúcar, 2009).
8
Propiedades químicas:
El oro es uno de los metales más inertes. Es insoluble en muchos ácidos inorgánicos, sin
embargo, es soluble en ácido clorhídrico en presencia de oxidantes como ácido nítrico, oxigeno,
iones cúpricos o férricos y dióxido de Manganeso. El agua regia (combinación de ácido clorhídrico
con ácido nítrico) disuelve el oro siguiendo la siguiente ecuación:
𝐴𝑢 + 4𝐻𝐶𝑙 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝐻[𝐴𝑢𝐶𝑙4] + 2𝐻2𝑂 + 𝑁𝑂 .......(1)
También forma aleaciones y compuestos intermetálicos con Plata y Mercurio como Au3Hg o
Au2Hg cuando la concentración de Mercurio es mayor a 16%, a concentraciones menores forma
soluciones sólidas. (Espilco 2013).
El oro se disuelve con facilidad en mercurio para formar amalgamas. Es uno de los metales
menos reactivos químicamente. No pierde lustre, ni se quema al aire. Es inerte en soluciones
fuertemente alcalinas y en todos los ácidos puros, menos el ácido selénico. El oro puede tener
valencia 1+ (auroso) o 3+ (aúrico) en sus compuestos. La tendencia a formar complejos es tan fuerte
que todos los compuestos de oxidación 3+ son complejos. Los compuestos del estado de oxidación
1+ no son muy estables y tienden a oxidarse al estado 3+ o reducirse a oro metálico. Todos los
compuestos de cualquier estado de oxidación se reducen con facilidad. En sus complejos el oro forma
enlaces más fácilmente y más estables con los halógenos y el azufre, menos estables con oxígeno y
fósforo y muy débiles con nitrógeno. Los enlaces entre oro y carbono son normalmente estables,
como en los complejos de cianuro y varios compuestos orgánicos.
2.2.1.3. Geoquímica del oro.
En la naturaleza, el oro se presenta por lo general en estado nativo o en aleación con otros
metales, principalmente con plata (Ag) (cuando el contenido de Ag es superior al 20% se denomina
electrum); cobre (Cu); antimonio (Sb); bismuto (Bi); platino (Pt); rodio (Rh) e iridio (Ir) (Tabla 2.2).
El color del oro nativo aleado es ampliamente dominado por la plata, de tal manera que a partir
de un contenido igual o superior al 65% de plata, es prácticamente imposible diferenciarla de la
propia plata nativa. Aparece igualmente combinado con teluro (Te) y selenio (Se) para dar teluros y
seleniuros, así como en forma de inclusiones en un buen número de sulfuros, sulfoarseniuros de
hierro (Fe), Cu, Ag, Sb y arsénico (As), en la arsenopirita, pirita, pirrotina, cobres grises, etc. Por el
contrario, los sulfuros y sulfosales de zinc (Zn) y plomo (Pb) no acostumbran a ser auríferos, aunque
ciertas galenas y blendas presenten contenidos elevados. Igualmente, pequeños contenidos de oro
aparecen en ciertos elementos nativos tales como el As, Bi, Cu, Ag y Pt. Una de las peculiaridades
de su alta difusión en la corteza terrestre, comparativamente con otros metales de interés económico,
es la de su capacidad de dar lugar a una gran diversidad de tipos de depósitos minerales que lo
contienen, bien como elemento o mineral de base, o como subproducto de otras menas minerales o
9
rocas, como es el caso de su aprovechamiento como subproducto en una planta de áridos en Balaguer
(Lleida, España) y en el río Rin, cerca de Karlsruhe Alemania (Viladevall, 2012).
Tabla 2.2. Algunas especies minerales del oro.
Nombre (%) Contenido Fórmula
Oro 100 Au
Electrum 55-80 Au-Ag
Maldonita 65 Au2-Bi
Calaverita 39,5 (Au,Ag)Te2
Krennerita 39,5 (Au,Ag)Te2
Sylvanita 24,5 (Au,Ag)Te4
Petzita 18-25 (Au,Ag)2Te
Nagyagita 6-13 Au2Pb14Sb3Te7S17
Fischerita 18-25 5Ag3AuSe2
Fuente: (Viladevall, 2012).
En estado de oxidación (0), constituye oro nativo y diversos minerales, pudiendo movilizarse
mecánicamente o parcialmente en forma coloidal, cuando por acción mecánica se generan partículas
de esta naturaleza. En los restantes estados de oxidación, el metal no constituye compuestos naturales,
estables, formando complejos solubles, orgánicos e inorgánicos, especialmente haluros y tiosulfatos
(Cruzat, 1984).
La presencia de oro en otros minerales, como elemento traza, es frecuente, posiblemente
incluido en las redes cristalinas (situación que ha sido asumida en numerosos casos, pero nunca
comprobada) o en forma de partículas de oro nativo o de minerales auríferos. En elementos nativos,
el oro se concentra en arsénico y antimonio y, en menor proporción, en plata, cobre y telurio; el
azufre presente en los niveles superiores de depósitos epitermales y en zonas de oxidación de
yacimientos muy piritosos, también suele contener altas concentraciones del metal (Cruzat, 1984).
El contenido de oro es de 4 ppb como media, coincidiendo, la mayoría de autores, en que los
materiales máficos se hallan más enriquecidos que los félsicos, aunque algunos mantienen que las
diferencias son tan sólo relativas (Tabla 2.3). Dentro de las formaciones sedimentarias, las más
importantes en cuanto a acumulación de Au son las detríticas modernas (placeres) y los antiguos
conglomerados del tipo Rand, así como las pizarras negras o black shales carbonosas y piritíferas
(Viladevall, 2012).
10
Una mejor presentación de la geoquímica del oro se muestra en la figura 2.2.
Figura 2.2. Geoquímica del oro.
Fuente: (Viladevall 2012).
El contenido medio de Au en los suelos es bajo, pero éste se puede hallar enriquecido cuando
se trata de suelos en la vecindad de yacimientos o anomalías auríferas como resultado de la alteración
de éstos, y por lo tanto como coprecipitado o adsorbido por óxidos e hidróxidos de Fe y Mn. Su
situación en los distintos horizontes se hallará, pues, en función del contenido de éstos en los óxidos
e hidróxidos mencionados, y éstos, a su vez, dependerán de las condiciones topográficas, climáticas,
de la roca madre, condiciones de drenaje y, solapándose a óxidos e hidróxidos, de la presencia de
agentes complejantes, tales como tiosulfatos, cianuros y sulfuros. En cuanto a otros productos de
alteración, como algunas lateritas, cercanas a anomalías auríferas, pueden enriquecerse en oro,
mientras que de todos es conocido el enriquecimiento residual en los gossans del Au nativo
(Viladevall 2012).
Las técnicas de prospección geoquímica de suelos han sido empleadas, con frecuencia, para la
identificación de yacimientos auríferos, especialmente a contar de la década del 70. El metal se
encuentra en los suelos en estado nativo o como constituyente de diversos componentes (resistatos,
minerales supérgenos, pátinas de sesquióxidos, materia orgánica, arcillas). Los materiales
muestreados son de naturaleza muy variada, pudiendo consistir en suelos propiamente tales, con buen
desarrollo de horizontes; regolitos coluviales, especialmente importantes en zonas de pobre
desarrollo de suelos; materiales glaciales; sinters de distinta naturaleza; y aun costras salinas (Cruzat
1984).
11
Tabla 2.3. Contenidos litosféricos, según Boyle (1979, modificado), en ppb.
Contenido litósféricos Valores de Au (ppb)
Corteza oceánica 3,5
Corteza continental 3,5
Corteza terrestre 3,5 Rocas cristalinas 3,6 Rocas sedimentarias 5,1
Rocas ultrabásicas 11,4
Rocas básicas intrusivas 23,0
Rocas básicas extrusivas 17,0
Intermedias intrusivas 7,5 Intermedias extrusivas 12,9
Ácidas intrusivas 11,4
Ácidas extrusivas 3,7
Alcalinas 3,4
Cuarcitas s.l. 31,7 Pizarras y filitas 2,2
Gneises y granulitas 3,1 Anfibolitas 7,1
Esquistos 18,6
Mármoles 13,2
Corneanas 6,4
Eclogitas 3,6 Eskarns 8,6
Detríticas s.l. 57,0
Grauvacas 13,2 Arcillitas s.l. 8,0
Pizarras negras 132,0 Tobas 6,9
Calizas s.l. 7,0
Evaporitas yesos s.l. 20,8
Sales 23,8
Cherts 16,7
Fosforitas 7,2
Fuente: (Viladevall, 2012).
2.2.2. Geología de los yacimientos de Oro en el Perú.
En nuestro País, el enriquecimiento secundario de oro en los yacimientos auríferos puede
producirse ya sea por un simple proceso mecánico, por procesos químicos o por una combinación de
ambos procesos. En primer lugar, el enriquecimiento puede ser el resultado de la remoción química
de una gran parte de los minerales de ganga, en cuyo caso el oro que migra lentamente hacia abajo
por gravedad es dejado como un componente residual. Tales enriquecimientos no requieren un
movimiento químico del oro; las vetas simplemente se intemperizan hacia abajo y el oro se concentra
·principalmente por gravedad en el residuo acumulado. En segundo lugar, el oro puede ser
enriquecido como resultado de la migración química de este metal. En la mayoría de los depósitos el
12
movimiento del oro es generalmente hacia abajo, algunos yacimientos exhiben enriquecimientos
químicos que indican cierto movimiento lateral de las soluciones supergénicas. En las zonas de
oxidación de los yacimientos de oro, generalmente han operado los dos procesos pero no hay un
criterio adecuado y suficiente para precisar cuál fue el mecanismo dominante. El enriquecimiento
supergénico del oro en sus depósitos es sumamente irregular, ya que todos los yacimientos no
presentan las mismas características, de ahí que, cada depósito es diferente a otro. Muchos
yacimientos auríferos peruanos presentan una considerable zona de oxidación, marcada
especialmente por la presencia de óxidos e hidróxidos secundarios y en ellos la zona de sulfuros
supergénicos casi no existe (Mestas, 2015).
2.2.2.1. Tipos de yacimientos.
De acuerdo a esta clasificación, los tipos principales de yacimientos auríferos en
nuestro País son los siguientes (Mestas, 2015):
Vetas de cuarzo. Con contenido de oro nativo y otros metales de menor importancia
ocurren en dos unidades principales:
a. El Batolito Occidental Andino, en el área de Nazca - Ocoña.
b. El paquete de rocas paleozoicas y rocas intrusivas vecinas que constituyen la
Cordillera Oriental.
Placeres. Son numerosos e importantes y están en la zona sur oriental, en la
vecindad de las rocas paleozoicas metamorfoseadas e intrusivas de la Cordillera
Oriental y originados por la erosión de éstas. Contienen oro nativo y en algunos
casos casiterita, ilmenita y otros minerales pesados. Los yacimientos son muy
variados, incluyendo acumulaciones fluvio-glaciares antiguas, terrazas fluviales
denominadas "aventaderos" y playas o placeres fluviales actuales.
Oro diseminado. Se encuentra generalmente en rocas carbonosas paleozoicas
(calizas, pizarras) en la región de Puno principalmente.
Oro como subproducto. En la gran mayoría de yacimientos filoneanos y
complejos de Pb-Zn-Ag y de cobre porfídico contienen importantes
concentraciones de oro. Ejemplo: Toquepala, Cuajone, Quellaveco, Raura, etc.
2.2.3. Procesamiento de minerales auríferos.
Los metales y minerales de importancia comercial se hallan muy raras veces en el estado
natural en las formas y grados de pureza que su utilización práctica exige, pues, casi sin excepción,
forman mezclas físicas o químicas, o ambas con otras sustancias carentes de valor. La suma total de
los tratamientos a los que se someten los minerales para separar y desechar sus fracciones carentes
13
de valor se conoce como procesamiento de minerales. Un concepto más amplio abarca métodos
químicos de tratamiento, como la metalurgia extractiva (Vásquez, 1994).
La separación de los constituyentes útiles de un mineral de los que carecen de valor se realiza
mediante:
2.2.3.1. La Escogencia a mano. Proceso muy antiguo, de tiempos prehistóricos.
2.2.3.2. La Concentración Gravimétrica.
Fue el método más importante de concentración hasta la década de 1920, con el
advenimiento de la flotación. Aunque los concentradores por gravedad pueden no
dar la precisión de separación que puede lograrse con la flotación, ya que tienen
menor costo.
En el procesamiento de minerales, la separación por gravedad tiene dos finalidades:
separar minerales de la misma densidad por tamaños (clasificación) o de distintas
densidades, de acuerdo con su clase (concentración por gravedad). En estas
operaciones los fluidos empleados pueden ser: aire, agua, líquidos más densos que el
agua y, como su nombre lo dice, se emplea la fuerza de gravedad como fuerza
principal de diferenciación. Una característica de todos los dispositivos de
concentración por gravedad es que logran separar los minerales más densos de los
ligeros (Vásquez, 1994).
2.2.3.3. Procesamiento por flotación.
La flotación es el método más moderno, eficaz y de mayor aplicación, aunque
también en muchos aspectos, el más complejo de todos los procesos de
concentración. En una suspensión acuosa de galena aurífera (sulfuro de plomo con
oro) finamente molida podemos producir burbujas de aire que se unan a las partículas
de galena, y en cambio no lo hagan a los otros minerales. Esto da como resultado que
la galena se concentre en la espuma venciendo las fuerzas de gravedad, mientrasque
los otros minerales se van al fondo.
Los pasos a seguir en una operación de flotación son los siguientes:
Molienda acuosa del mineral hasta un tamaño tal que asegure la liberación de los
componentes (galena del cuarzo), regular el pH entre 8 y 9, con cal o carbonato de sodio.
Ajustar la densidad de pulpa al 25% por peso (3 partes de agua por una de mineral).
Añadir el colector (Etil xantato de Potasio), reactivo que recubre selectivamente la
galena, y el reactivo orgánico responsable de la espuma (espumante).
Agitar la mezcla y al mismo tiempo añadir aire de tal modo que la pulpa quede
completamente impregnada de burbujas.
14
Retirar la espuma portadora de la galena y el estéril empobrecido en la parte inferior
del aparato (celda de flotación).
2.2.3.4. La amalgamación.
En este proceso el oro es atrapado por el mercurio en una pulpa acuosa para formar
una sustancia muy viscosa y de color blanco brillante llamada amalgama. La
recuperación final del oro se realiza calentando la aleación, lo que produce
evaporación del mercurio. Para que el oro se amalgame debe estar en contacto con
el mercurio. El oro en otros minerales como sulfuros y cuarzo no puede ser extraído
hasta que la molienda libere las partículas metálicas y permita el contacto con el
mercurio.
2.2.3.5. La separación magnética.
La propiedad de un material que determina su respuesta a un campo magnético es la
susceptibilidad magnética. Con base en esta propiedad, los materiales pueden
dividirse en dos grupos: Paramagnéticos (atraídos por un campo magnético), como
el hierro, magnetita, hematita, pirrotita entre otros. Diamagnéticos (repelidos por un
campo magnético), como feldespato y cuarzo (Vásquez, 1994).
2.2.3.6. Proceso hidrometalúrgico del oro.
El objetivo del procesamiento de menas de oro es, extraer el oro con un mínimo costo
de producción y un máximo retorno financiero. En consecuencia, la mena extraída
de la mina debe ser reducida de tamaño hasta lograr la liberación de las partículas de
oro, para ser separado por métodos físico-mecánicos (por ejemplo, gravimetría-
amalgamación, flotación, etc.) hidrometalúrgico (lixiviación con solución débil de
cianuro u otro lixiviante). Desde el punto de vista operativo, una mena que da
recuperaciones de oro aceptables, mayores a 88 - 90%, cuando se muelen
normalmente a 60 - 75% -m200 y se trata con lixiviación directa con solución débil
de cianuro, se le define como mena dócil o tratable; mientras que una mena que
requiere de una molienda extremadamente fina y/o un pretratamiento antes de
cianuración se le puede definir como mena refractaria o no dócil a la cianuración. En
el caso de nuestro sulfuro por la mineralogía extensa que presenta ha hecho que se
plantee procesar por medio de la flotación (Mestas, 2015).
2.2.4. Controles analíticos en el procesamiento de minerales.
El auge en el tratamiento de los minerales de bajo tenor en oro y plata, de minerales marginales
y en el de residuos o colas provenientes de plantas de beneficio, ha llevado a la necesidad de mejorar,
desarrollar y de investigar los métodos analíticos para su determinación y cuantificación. El ensaye
15
al fuego y la espectrofotometría de absorción atómica han sido utilizados exitosamente en controles
analíticos de los procesos minero-metalúrgicos (Mestas, 2015).
Los resultados de los análisis son tan exactos como lo sean los métodos empleados para el
muestreo, preparación de la muestra y la ejecución de los ensayos químicos.
El muestreo es el conjunto de operaciones que deben hacerse a un material, con el fin de
obtener una pequeña porción que represente la composición de la cantidad total. Este proceso de
muestreo se divide en 3 operaciones principales:
Toma de muestra. La muestra que se tome debe ser representativa, en cuanto a distribución
del mineral, humedad, tamaño y forma de partícula, grado de compactación.
Reducción de la muestra. Este proceso se lleva a cabo in situ y dependiendo de la cantidad
son trituradas y se muestrea por cuarteo hasta obtener una fracción apropiada para enviarse al
laboratorio.
Preparación de los minerales para análisis químico. Las muestras con un peso de 2 kg se
mezclan, se homogenizan y se reducen a 200 gramos en el partidor Jones. Una vez seca (100±5°C),
la muestra se muele en el pulverizador de discos a menos de 100 mallas (0,149 mm). El tamaño de
partícula dependerá del análisis que se pretenda ya que, cuando se trata de minerales refractarios
difíciles de atacar o fundir, es necesario moler los minerales a tamaños de partículas mas fina. La
exactitud de los resultados en el análisis depende de la precisión y el cuidado con que se hayan llevado
a cabo estas tres operaciones (Mestas, 2015).
2.2.5. Determinación de Oro y Plata en minerales de exploración.
Los dos métodos más comunes para determinar el oro en los sólidos son bien el Ensayo al
Fuego o una prueba de digestión de ácidos de Agua Regia, seguidos del Atomic Absorption
Spectroscopy (AAS o Espectroscopia de Absorción Atómica). Antes de la etapa de determinación se
debe tener el máximo cuidado al preparar las muestras para acomodar la naturaleza variable de los
minerales de oro.
2.2.5.1. Ensayo al fuego.
Para el análisis cuantitativo del oro, el proceso de ensayo al fuego es la opción preferida a nivel
mundial. Debe reconocerse sin embargo que una gran variedad de minerales y metales como la
cromita, sulfuro y óxidos de metales base, seleniuros y telururos en concentraciones de moderada a
alta pueden interferir con el proceso de ensayo al fuego, generalmente causando recuperaciones bajas
de metales preciosos.
Por este proceso, los minerales se funden a 950±50°C con reactivos que se clasifican como:
a) Flujos ácidos, básicos o neutros y
b) Agentes oxidantes, reductores, sulfurantes y desulfurantes.
El ensayo al fuego ha sido el método por excelencia para las determinaciones de oro y plata,
ya que combina una técnica muy eficiente de colección del metal (propiedad que tiene el plomo al
16
estado de fusión de colectar oro y plata), con el método de evaluar gravimétricamente el oro y la
plata: de la aleación plomo-oro-plata, el plomo es separado de los metales preciosos por una
cuidadosa fusión oxidante, llamada copelación, en el cual el plomo es oxidado y absorbido por la
copela en un 98.5%; el resto, se volatiliza dejando libre el botón de oro y plata.
La plata se separa por disolución con ácido nítrico diluido (partición), quedando el oro para su
cuantificación gravimétrica. La plata se calcula por diferencia tomando como base el peso de ambos
y el peso de muestra empleado para el ensayo (Vásquez, 1994).
Tabla 2.4. Reactivos utilizados en el ensayo al fuego.
Nombre Fórmula Propiedades
Sílice SiO2 Flujo ácido
Vidrio XNa2O-CaO-2SiO2 Flujo ácido
Bórax Na2B4O7. 10 H2O Flujo ácido
Bicarbonato de Sodio NaHCO3 Flujo básico, desulfurante
Carbonato de Sodio Na2CO3 Flujo básico, desulfurante
Litargirio PbO Flujo básico, desulfurante
Nitrato de Potasio KNO3 Agente oxidante,
desulfurante Harina (C6H10O5)n Agente reductor
Carbón C Agente reductor
Sal NaCl Cubierta protectora
Espatofluor CaF2 Flujo neutro
Fuente: (Vásquez, 1994).
ACCIÓN DE LOS REACTIVOS USADOS.
Fundente.
Para efectuar un buen análisis es necesario adicionar a la muestra una serie de reactivos en
proporciones adecuadas y establecidas de modo tal que permita obtener tanto una escoria adecuada
como un peso de régulo de plomo especifico (Lipa, 2019).
a) Sílice (Dióxido de Silicio).
Fórmula química SiO2
Peso molecular 60 g/mol
Punto de fusión 1750°C.
Se combina con los óxidos de metales para formar silicatos, los cuales son la base de casi todas
las escorias. Debido a su propiedad ácida, también es útil para proteger los crisoles de la acción
corrosiva del litargirio (Lipa, 2019).
La sílice es un reactivo ácido y el más fuerte de los utilizados en los análisis al fuego, actúa como
escorificador del hierro principalmente (Vásquez, 1994):
SiO2 + FeO = FeSiO3...(2)
Reacciona además con el PbO; Na2CO3; etc.
SiO2 + PbO = PbSiO3 …(3)
17
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 …(4)
b) Bórax anhidro (Bórax vidrioso)., tetraborato de sodio anhidro fundido (Lipa, 2019). Fórmula:
Na2B4O7
Peso molecular: 202 g/mol
Punto de fusión: 742 °C
El bórax fundido disuelve un gran número de óxidos metálicos, como por ejemplo: FeO; Al2O3;
Cr2O3; etc., y además disuelve grandes cantidades de sílice (Vásquez, 1994).
El bórax vidrioso es un fundente ácido rápidamente fundible que se obtiene at fundir el bórax
(Na2B4O7.10H2O) para que desprenda sus moléculas de agua de cristalización, posteriormente
enfriándolo y aplastando el residuo vidrioso solidificado. El bórax se utiliza mucho en casi en todos
los análisis con crisoles por dos razones principales (Lipa, 2019):
1. El bórax se funde a una temperatura relativamente baja y, por ello, reduce de forma apreciable la
temperatura para la formación de escoria. Además, ayuda a facilitar la formación de escoria de la
muestra de mena.
2. El bórax disuelve excelentemente los óxidos metálicos durante el proceso de fundición, al rojo
vivo, se vuelve un ácido fuerte y disuelve casi todos los óxidos metálicos , así como la tierra alcalina
(tales como CaCO3, MgCO3 y SrCO3). Es considerado uno de los mejores fundentes de la alúmina.
Con frecuencia, el bórax se agrega como una capa de protección para minimizar la pérdida mecánica
debido a la expectoración por el escape rápido de los gases generados.
c) Carbonato de Sodio Anhidro.
Fórmula: Na2CO3
Peso molecular: 106 g/mol
Punto de fusión: 852 °C
Es un fundente básico potente y el reactivo más económico que se utiliza para los análisis con
crisoles. Es muy liquido en su estado fundido, por ello, puede mantener en suspensión una gran
cantidad de material finamente molido; es preferible almacenar las cenizas de sodio en envases
herméticos pues tiende a absorber la humedad del aire (Lipa, 2019). Se combina con la sílice del
mineral formando silicato de sodio, con desprendimiento de CO2, de acuerdo con la siguiente
reacción (Vásquez, 1994):
Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 …(5)
Se funde sin descomposición considerable a 852 °C - 950 °C sufre una ligera disociación
formando una pequeña cantidad de dióxido de carbono. La parte esencial del reactivo carbonato de
sodio en el proceso de fundición es la base Na2O, la cual reacciona con la sílice disponible para
formar silicatos de sodio (escoria) y desprender gas CO2 en el proceso. Estos silicatos se funden muy
18
bien y disuelven otros óxidos para formar silicatos complejos. La adición de bórax reduciré aún más
la temperatura de fusión de la mezcla. Al tener facilidad para formar sulfatos y sulfuros alcalinos,
también acida, hasta cierto punto, como un agente oxidante y desulfurante (Lipa, 2019).
d) Litargirio (óxido de plomo).
Fórmula: PbO
Peso molecular: 223 g/mol
Punto de fusión: 883 °C
Es el reactivo más importante en la fundición, una parte se reduce a plomo metálico mediante la
harina o cualquier otro reductor. La función de este plomo es colectar el oro y la plata contenida en
el mineral. El resto de Litargirio actúa en parte oxidando las impurezas metálicas o bien pasa a formar
la escoria al estado de silicato de plomo, o también para formar plumbatos con los óxidos metálicos
(Vásquez, 1994).
El litargirio es un fundente básico que se funde rápidamente. También actúa como un agente oxidante
y desulfurante. Incluso el litargirio libre de plata podría contener aun trazas de este elemento. En el
caso de trabajos críticos, debe analizar cada nuevo lote de litargirio para determinar la cantidad de
plata antes de su aprobación para utilización en el laboratorio. En una fundición en crisoles, se utiliza
el litargirio con dos propósitos (Lipa, 2019):
1. Para proporcionar los glóbulos de plomo metálico a través del proceso de reducción por un agente
reductor, el cual se alea con y colecta los metales preciosos de una muestra de mena.
2. Para formar escoria con los fundentes ácidos. Las temperaturas de fusión de diversos silicatos de
plomo son menores que las de los silicatos dé sodio, es por ello que se agrega el litargirio a casi todos
los análisis con crisoles.
Ejemplo del litargirio cuando actúa como fundente básico:
PbO + SiO2 = PbSiO3 (fundente básico)
Ejemplo del litargirio cuando actúa como agente desulfurante:
3PbO + ZnS = 3 Pb + ZnO + SO2 (desulfurante y oxidante)
Ejemplo del litargirio cuando actúa como agente oxidante, el cual oxida los sulfuros metálicos,
carbono, azufre y hierro:
2 PbO + C = 2Pb + CO2 (oxidante)
El litargirio tiene una gran afinidad por la sílice. Si no hay suficiente sílice en la carga para fundición
en el crisol, el litargirio atacaré el material acido del crisol, y si se consume una cantidad suficiente
de material acido del crisol, se podría formar un agujero en él crisol.
e) Harina. (Reactivo Reductor, C6H10O5).
La harina es un agente reductor debido at carbono que contiene. Se utiliza con frecuencia en los
análisis con crisoles debido a su bajo costo y fácil obtención. Su uso más común es para la reducción
19
del litargirio para formar el régulo (Temperatura de inicio desde 500 °C a 550 °C) La ecuación para
esta reacción es la siguiente (Lipa, 2019):
12PbO + C6H10O5 = 12Pb + 6CO2 + 5H2O ...(6)
f) Nitrato de potasio. (Reactivo Oxidante, KNO3).
Peso molecular: 101 g/mol
Punto de fusión: 339 °C
El nitrato de potasio es un agente oxidante potente que se utiliza en los análisis de minerales piritosos,
es decir para oxidar el azufre y muchos metales (plomo, cobre, etc.) Se utiliza especialmente para
oxidar sulfuros, arseniuros y antimoniuros. Veamos un ejemplo del nitro como un agente oxidante
que reacciona con el azufre:
2 KNO3 + 2 S = K2SO4 + SO2 + N2 ...(7)
Veamos un ejemplo del nitro como un agente oxidante que reacciona con un metal:
7 Pb + 6 KNO3 = 7 PbO + 3 K2O + 3 N2 + 4 O2 ...(8)
Cuando el nitro se funde solo, es estable hasta que se alcanza una temperatura de 400 °C luego
comienza a descomponerse, desprendiendo oxígeno y nitrógeno. El K2O formado actúa como un
fundente básico tal como se muestra en la siguiente reacción:
2 SiO2 + 4 KNO3 = 2 K2SiO3 + 2 N2 + 5 O2 ...(9)
Se debe tener en cuenta que, cuando se utiliza el nitro, éste tiene un efecto oxidante sobre la plata,
Además se debe tener cuidado cuando se utilicen grandes cantidades de nitro pues el desarrollo de
gases a partir de la reacción podría producir ebullición en la carga del crisol (Lipa, 2019).
g) Cloruro de Sodio. El cloruro de sodio, sal común o sal de mesa, denominada en su forma mineral
como halita, es un compuesto químico con la fórmula NaCl.
Los reactivos que se utilizan en el ensayo al fuego varían de acuerdo con la composición de la
muestra: si ésta es ácida, matriz silicosa, debe usarse un flujo básico como el litargirio, carbonato de
sodio, caliza: si es básica, debe usarse un flujo ácido como sílice o bórax.
El reductor para obtener el plomo colector a partir de litargirio, se puede obtener del mismo mineral
o adicionarlo como reactivo, lo que da lugar a clasificar los minerales en los tipos:
TIPO 1. Minerales que tienen poder reductor. Son minerales que contienen sulfuros, arseniuros,
antimoniuros, teluros, materia carbonosa, etc., que reducen parcialmente el litargirio durante la
fusión.
TIPO 2. Minerales que tienen poder oxidante. Son minerales que contienen óxido férrico, bióxido
de manganeso, etc., que oxidan al plomo y a los agentes reductores.
TIPO 3. Minerales neutros. Son minerales que contienen sílice, óxidos y carbonatos.
Los minerales del tipo 1, se funden con reactivos oxidantes o desulfurantes. Los minerales del tipo 2
y 3, con reactivos reductores.
20
FASES DEL PROCESO DE ENSAYO AL FUEGO.
Este proceso consta de cinco etapas:
1. Pesado de muestra y dosificación de fundente
2. Fundición
3. Copelación
4. Separación o Partición
5. Cálculo de las leyes de oro y plata.
1. Pesado de muestra y Dosificación de fundente.
Para preparar la mezcla del mineral y del flujo necesario para fundirlo, se debe hacer una clasificación
de los minerales en 4 grupos: Cuarcíferos, ferruginosos, cupríferos y complejos (Vásquez, 1994). La
muestra a pesar es de 20 gramos, en una balanza de dos dígitos con una precisión de ±0.01.
Minerales cuarcíferos. Pertenecen a este grupo los minerales en los cuales predomina la sílice y los
silicatos. En este caso el flujo que se usa para fundir 20 gramos de mineral es:
Litargirio 80 gramos
Carbonato de Sodio 50 gramos
Harina 2 gramos
Cubierta de fundición:
Bórax 15 gramos NaCl 15 gramos
Minerales ferruginosos. Pertenecen a este grupo todos aquellos minerales en los cuales predomina
el hierro, tanto oxidado como en forma de piritas. Si se encuentra en estado piritoso se calcina
previamente para expulsar el azufre, empleando una temperatura de 450 °C y 500 °C. El flujo usado
para fundir 20 gramos de mineral es:
Litargirio 80-100 gramos
Sílice 30 gramos Carbonato de Sodio 20 gramos
Harina 2 gramos
Bórax 20 gramos
Cubierta de fundición:
Bórax 15 gramos NaCl 15 gramos
Si el mineral aporta mucho cuarzo, se disminuye la sílice en el flujo.
Minerales Cupríferos. A este grupo pertenecen todos los minerales que contienen cobre, ya sea
oxidado o en forma de piritas de hierro. Si el mineral contiene calcopirita o sustancias volátiles como
arsénico, antimonio, etc., se calcina a temperaturas de 600°C-650°C. Si los tenores de cobre son
inferiores al 12% se puede usar el flujo indicado anteriormente según predomine el cuarzo o el hierro.
21
Los minerales que contienen tenores de cobre entre 12% y 30% se fundencon el siguiente flujo:
Litargirio 200 gramos
Sílice 30 gramos Carbonato de Sodio 20 gramos
Harina 2 gramos
Bórax 20 gramos
Cubierta de fundición:
Bórax 15 gramos NaCl 15 gramos
Antes de poner la cubierta, el mineral y los fundentes se mezclan con:
Bicarbonato de Sodio 6 gramos
Bórax 3 gramos
Sílice 2 gramos
Esta mezcla actúa como un buen escorificador del cobre, eliminándose así gran parte de este metal
en la escoria. Si el mineral contiene más del 30% del cobre, debe tomarse la mitad de la muestra a
ensayar, con la misma cantidad de flujo indicado. Otra alternativa sería lixiviar el mineral calcinado
con una solución de ácido sulfúrico diluido y luego fundirla con un flujo similar al usado para
minerales ferruginosos (Vásquez, 1994).
Minerales Complejos. A este grupo pertenecen los minerales que contienen compuestos de arsénico,
de antimonio, galena, blenda, bismuto y telurio.
La muestra debe someterse a una calcinación fuerte, temperatura de 600°C-650°C; luego variando
las cantidades de litargirio y de bórax (estas sustancias disuelven la mayor parte de los óxidos
metálicos anotados), se eliminan las impurezas en la escoria. Cuando los minerales contienen galena
no se calcinan debido a su bajo punto de fusión, sino que para oxidar se agrega nitrato de potasio
(Vásquez, 1994).
2. Fundición.
Durante la fundición de los minerales a los que se les ha agregado el flujo correspondiente,
intervienen reacciones de reducción y reacciones de oxidación.
Reacciones de Reducción. Los sulfuros como la Pirita (FeS2); la Calcopirita (CuFeS2); la
arsenopirita (FeAsS); la estibina Sb2S3; la galena (PbS); la blenda (ZnS); y otros reducen el litargirio
a plomo metálico. Las diferentes reacciones experimentan ciertas variaciones, según sea el flujo de
fundición utilizado, como se observa considerando la pirita como ejemplo:
1. En presencia de litargirio y carbonato de sodio.
2FeS2 + 15PbO = Fe2O3 + 4SO3 + 15 Pb ..(10)
4SO3 + Na2CO3 = 4Na2SO4 + 4CO2 ...(11)
22
2. En presencia de cantidades menores de litargirio y de carbonato de sodio.
FeS2 + 7PbO = FeO + 2SO3 + 7 Pb ...(12)
2SO3 + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + 2CO2 ...(13)
3. En presencia de litargirio y ausencia de carbonato de sodio, no se forma sulfato
FeS2 + 5PbO = FeO + 2SO2 + 5 Pb ...(14)
En presencia de litargirio y carbonato de sodio los diferentes sulfuros reducen el litargirio a plomo
metálico en las siguientes proporciones:
1 gramo de pirita reduce 12,24 gramos de Pb
1 gramo de blenda reduce 8,16 gramos de Pb
1 gramo de estibina reduce 7,17 gramos de Pb
Reacciones de Oxidación. Es indispensable la oxidación de las impurezas para que forme la escoria
con los reactivos de la fundición y no contamine el botón de plomo. La oxidación puede realizarse
en la fundición misma agregando nitrato de Potasio (KNO3). Al calcinar el mineral con el Nitrato de
Potasio se tiene:
1. 2FeS2 + 6KNO3 = Fe2O3 + SO3 + 3K2SO4 + 3N2 ...(15)
SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 +CO2
2. 7Pb + 6KNO3 = 7PbO +3K2O + 3N2 + 4O2 ...(16) 5C + 4KNO3 = 2K2O + 5CO2 + 2N2
La oxidación mediante la calcinación es el método más empleado para las determinaciones de oro y
plata; con ella se consigue no sólo oxidar las impurezas metálicas, sino eliminar al mismo tiempo
todas las impurezas volátiles, como azufre, arsénico, antimonio, etc., al estado de SO2; As2O3; Sb2O3,
etc.
3. Copelación.
La copelación es quizás el punto más importante del ensayo al fuego y tiene por objeto la oxidación
del plomo y de las otras impurezas metálicas existentes, que mezcladas con mayor o menor cantidad
de PbO, si la temperatura es apropiada, es absorbido por la copela (98.5%) y parte se volatiliza
(1.5%). Queda como residuo un botoncito brillante, formado por metales no oxidables, como son el
oro, la plata y el platino (Vásquez, 1994).
Las impurezas metálicas que acompañan al botón de plomo auro-argentífero pueden ser oxidadas
directamente por el oxígeno del aire para cuyo objeto, al iniciarse la copelación, se entreabre un poco
la puerta de la mufla, o bien son oxidadas por intermedio del PbO:
Primer caso: 2As + 3O = As2O3
Segundo caso: Cu + PbO = CuO + Pb
Es importante considerar las siguienytes observaciones en el proceso de copelación:
23
Cuando se hacen varias copelaciones al mismo tiempo deben meterse primero los botones
más grandes para compensar el tiempo de copelación.
Las copelas no deben moverse después de que se les ha colocado el Plomo.
La temperatura debe regularse con la puerta de la mufla.
La temperatura de la copela debe estar sobre el punto de congelación del litargirio.
Los botones que contienen cobre pueden ser copelados a temperaturas más baja que las que
contienen plomo puro, ya que el óxido cúprico baja el punto de congelación del litargirio.
Terminada la copelación, las copelas se dejan en la mufla unos cuantos minutos, el tiempo
dependerá del tamaño del botón.
Si la temperatura final es baja, el botón se solidifica sin brillantez (botón brillante y
plateado), reteniendo plomo.
Cuando el botón es de oro se necesita una temperatura final más alta que cuando es de
plata.
Cuando el botón es quebradizo indica que contiene zinc, arsénico, antimonio, azufre, PbO
(por fundición a baja temperatura); o bien que contiene más de 30% de oro o plata.
Cuando el botón es duro indica que contiene cobre, en cantidad apreciable, hierro, etc.
El botón puede contener aparte del oro y la plata, platino, paladio, iridio, rodio, osmio y
rutenio.
Los botones que contienen platino en cantidad considerable se aplastan y no relampaguean,
son de color gris acero y opacos.
Pérdidas por copelación. Se deben a pérdidas por volatización, cuando se trabaja con temperaturas
demasiado elevadas; al arrastre de partículas por las sustancias volátiles y a las pérdidas por absorción
y retención en las escorias formadas, debido a las impurezas metálicas que contiene el botón de plomo
auro-argentífero.
Las primeras se reducen a un mínimo despreciable controlando la temperatura de copelación de
850°C-900°C.
En cuanto a las seguundas, se evitan eliminando las impurezas en la fundición o antes de ella, por
medio de la calcinación, de flujos especiales, oxidación con nitro (Vásquez, 1994).
Adición de Plata para la copelación (Encuartación). Esta operación consiste en agregarle plata
químicamente pura a los análisis de oro (muestras de exploración), porque las aleaciones de oro y
plata no llegan a una relación adecuada de separación ácida (nítrica o sulfúrica) la cual debe estar
dada por una relación mayor a 1:3 respectivamente. Una relación menor evitaría una separación de
los metales preciosos, el agregar el exceso de plata se puede dar tanto en el fundente como en el
regulo al empezar la copelación (Lipa, 2019).
24
Esta adición de plata es indispensable pues el oro en los minerales va siempre acompañado de plata,
con lo que haría imposible obtener un botón de oro puro. La encuartación puede realizarse al
momento de añadir el fundente a la muestra. La cantidad de plata es variable y depende de la riqueza
de oro del mineral (Rosado, 2017).
4. Separación o Partición.
Separación de la Plata con Acido Nítrico y medición del Oro por Gravimetría. Después de
colocar el botón de dore (oro + plata) laminado en un crisol de porcelana. Agregamos un volumen
adecuado 5 ml de ácido nítrico diluido 1/5, calentamos a baja temperatura 80°C-100°C, durante un
tiempo. La operación continua con la decantación del oro con ayuda de una bagueta inclinamos el
crisol y retiramos la solución nitrato de plata. Agregamos luego una solución de ácido nítrico
concentrado calentamos a una mayor temperatura, ocurre la siguiente reacción:
(Au Ag) HNO3 AgNO3 Au H2ONO2 ...(17)
Terminado la reacción procedemos a eliminar la solución de plata, al botón de oro lavamos con agua
y con hidróxido de amonio. El crisol con el botón de oro se seca y calcina. Se deja enfriar para
finalmente pesarlo (Lipa, 2019).
5. Cálculos de las leyes de Oro y Plata.
a) Cálculo de la ley del Oro por pesada.
Donde: Au1 = Gramos de oro por tonelada métrica (ppm)
Au2 = Onzas de oro por toneladas cortas (Onz./tc)
P1 = Peso del botón de oro en miligramos
P = Peso de la muestra utilizada en gramos
b) Cálculo de la ley de Plata por pesada.
25
Donde: Ag1 = Gramos de plata por tonelada métrica (ppm)
Ag2 = Onzas de plata por toneladas cortas (Onz./tc)
P1 = Peso del botón de oro en miligramos
P2 = Peso del blanco fundente en miligramos
P3 = Peso del botón de doré en miligramos
P = Peso de la muestra utilizada en gramos
Fa = Factor de ajuste, obtenido a partir de la plata pesada para el titulo.
Notas importantes sobre el método de ensayo al fuego.
Para ensayos rutinarios es mejor partir de 20-25 gramos de muestra con lo cual la masa de flujo se
reduce proporcionalmente a la que aparece anteriormente y el botón de plomo resultante debe tener
un peso aproximado de 20-25 gramos.
Una carga de fundentes derivada totalmente del cálculo de la composición de la mena y de las
reacciones piroquímicas envueltas, en algunos casos no dará los mejores resultados y habrá que
modificar el flujo en busca de la máxima eficacia del ensayo. Estas modificaciones serán empíricas
y estarán sustentadas por la experiencia y el juicio del analista ensayador.
La sensibilidad del método de ensayo al fuego es hasta 0.5 ppm (0.5 gramos de oro por tonelada), y
para tenores menores que resultan de investigaciones y estudios exploratorios se debe combinar la
técnica de ensayo al fuego, colección del botón Pb-Au-Ag, con la disolución y lectura en Absorción
Atómica. Así se puede analizar minerales hasta 0.2 ppm para oro y 0.05 ppm para plata, empleando
una llama de aire – acetileno y longitudes de onda a 328,1 nm para la plata y 242,3 nm para el oro.
2.2.5.2. Ensayo por Absorción atómica.
La química húmeda es una buena alternativa al ensayo al fuego para el análisis del oro. Hornear
es un prerrequisito cuando las muestras contienen carbón. El carbón puede absorber oro al disolverse,
afectando a la recuperación. La técnica del agua regia proporciona resultados del oro que se
correlaciona bien con aquéllos obtenidos por el ensayo al fuego, siempre que se traten previamente
las muestras de forma adecuada. La técnica se adapta bien al análisis de control de grado y molino.
Separación de la Plata con ácido nítrico y medición del Oro por Absorción Atómica.
Para este caso la separación de la plata se realiza, agregando ácido nítrico diluido y calentarlo a baja
temperatura durante un corto tiempo hasta que la plata se disuelva completamente, (Ver Reacción
17), el oro quedará libre. Para cuantificar el oro procedemos a realizar la disgregación del mismo en
tubos aforados agregando ácido clorhídrico concentrado (Ver Reacción 18). Luego de disgregar el
oro, aforamos y homogenizamos la solución, finalmente se cuantifica en el equipo de absorción
26
atómica. En este proceso se puedan dar una serie de problemas por ejemplo, al momento de añadir el
HNO3 diluido observamos que el Doré no se disuelve, es porque para que tengamos una disoluciónde
la plata debemos de tener una relación de 3 a 1 (3 de plata por 1 de oro), aquí tenemos que encuartarel
doré (Lipa, 2019).
Au° + HNO3 + 3HCl = Au+ + NOCl- + Cl2↑ + 2 H2O ...(18)
a) Cálculo para el Oro por Absorción Atómica.
Donde: Au3 = Contenido de oro en ppm
V = Volumen de fiola leida en ml
Lect. = Lectura de la solución por absorción atómica en ppm. Lect. bk = Lectura de la solución en blanco por absorción atómica en ppm P = Peso de la muestra en gramos
Fd = Factor de dilución, depende del volumen finalmente leido.
b) Cálculo para la Plata por Absorción atómica.
Donde: Ag3 = Contenido de plata en ppm
V = Volumen de fiola leida en mililitros Lect = Lectura de la solución por absorción atómica en ppm Lect bk = Lectura de la solución en blanco por absorción atómica en ppm P = Peso de la muestra en gramos F = Factor de dilución
El factor de dilución es obtenido de la relación a partir de la dilución de la solución y viene
dado por el volumen final de la fiola aforada para la nueva lectura y la alicuota tomada del
volumen anteriormente leido.
27
2.3. GLOSARIO DE TÉRMINOS BÁSICOS.
Agua regia: es una mezcla de ácido clorídrico y ácido nítrico en una relación de 3:1.
Copelación: La copelación es un proceso de refinado de la metalurgia en el que
las menas o metales aleados se tratan a temperaturas muy altas y en operaciones controladas para
separar los metales nobles, como el oro y la plata, a partir de metales de base como
plomo, cobre, zinc, arsénico, antimonio o bismuto, presentes en el mineral.
Doré: Mezcla impura y sin refinar de oro metálico y plata. Se produce mediante la fundición de
concentrados de oro y plata, arenas o precipitados. Las impurezas típicas incluyen metales no nobles.
El doré se refina hasta obtener oro casi puro en una fundición o refinería.
Escoria: Masa vítrea que queda como residuo al fundir un concentrado metálico.
Exploración: Conjunto de acciones y trabajos que permiten identificar, mediante la aplicación de
una o más técnicas de reconocimiento.
Extracción Líquido-Líquido: La extracción líquido-líquido, también conocida como extracción con
solventes o extracción con disolventes, es un proceso químico empleado para separar una mezcla de
compuestos aprovechando su diferencia de solubilidad entre dos líquidos inmiscibles o parcialmente
miscibles.
Geoquímica: Estudio de la distribución, proporción y asociación de los elementos químicos de la
corteza terrestre y de las leyes que las condicionan.
Ley: el porcentaje de contenido metálico en el mineral.
Mena: es el material natural del que se pueden extraer minerales o metales con beneficio económico.
Oro diseminado: En estos yacimientos las rocas albergantes son calizas dolomíticas o carbonáceas,
el oro esta diseminado, en tamaño de 0.1 – 10 micrones.
Oro nativo: Se consideran elementos nativos aquellos minerales constituidos por átomos de un solo
elemento que se encuentra en la naturaleza en estado nativo, es decir en estado de oxidación cero,
incluyendo el mercurio y algunas aleaciones metálicas naturales.
Prospección: Prospección es una noción que tiene su raíz etimológica en prospectio, un vocablo
latino. El término se emplea para nombrar al estudio de un terreno para conocer sus características y
analizar la posible presencia de recursos subterráneos, como petróleo, minerales u otros.
28
2.4. HIPÓTESIS.
2.4.1. Hipótesis general.
Es posible determinar oro en muestras geológicas de exploración, comparando dos
técnicas analíticas: ensayos al fuego y MIBK, en la minera Santa Bárbara de Trujillo.
2.4.2. Hipótesis específicas.
Es posible comparar dos técnicas analíticas para la determinación de oro en muestras
geológicas de exploración.
Es posible implementar un método de ensayo químico rápido para el oro.
Es posible describir cada proceso del ensayo químico para los dos métodos analíticos
del oro.
2.5. DEFINICIÓN Y OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES.
Las variables involucradas en el proceso de determinación de oro en muestras geológicas de
exploración (óxidos sulfurados), son las siguientes:
Tabla 2.5. Variables involucradas en el trabajo de investigación.
Variables
Independientes Definición Unidades
Método de Ensayo
químico
(masa de reactivos a
usar)
Procedimiento de análisis
químico del metal precioso ORO
en la muestra mineral.
Gramos
(g)
Variables
Dependientes
Definición Unidades
Ley de oro
Cantidad de oro por cada
tonelada métrica de mineral.
Ley: (Peso de oro mg/Peso de muestra g) *100
Ley
(g/TM)
Porcentaje de
recuperación de Oro
Recuperación: (ley método
utilizado/ley estándar utilizado)
*100
Porcentaje
(%)
Fuente: (Lipa 2019)
29
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
3.1. ENFOQUE Y DISEÑO.
Enfoque.
Este proyecto de tesis tiene un enfoque cuantitativo. Pues usa la recolección de datos para
probar la hipótesis, con base en la medición numérica y el análisis estadístico, para establecer
patrones de comportamiento y probar teorías.
Diseño.
El diseño de investigación es cuantitativo de tipo experimental, pues corresponde a estudios
para cuyo desarrollo se busca o examina el comportamiento de los fenómenos o hechos, a
partir de la operación de cambios intencionados en las variables que los compone.
3.2. SUJETOS DE LA INVESTIGACIÓN.
3.2.1. Población.
Muestras mineral geológicas de oro (polimetálicos sulfurados y óxidos).
3.2.2. Muestra.
La muestra tomada para este trabajo de investigación es de 10 kg entre mineral polimetálico y
oxidado. Para obtener las muestras, se hizo un muestreo aleatorio simple del centro de acopio
mineral de la minera Santa Bárbara de Trujillo.
3.3. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS.
La investigación de esta tesis se desarrolló en cuatro etapas principales, como se indica en el
diagrama de flujo de la figura 3.1. Las etapas son:
ETAPA 1.
En esta etapa se hizo la recepción de la muestra mineral y la preparación a través de la
chancada, molienda y tamizado para ser utilizados en los respectivos ensayos químicos.
ETAPA 2.
Realizamos los ensayos químicos respectivos de cada método: ensayo al fuego y vía MIBK,
para determinar la ley del metal precioso en la muestra mineral.
ETAPA 3.
Calculamos las leyes de oro respectivas a cada método de ensayo químico.
ETAPA 4.
En esta etapa comparamos los resultados de cada método y determinamos el porcentaje de
recuperación con respecto a los Estándares . Realizamos el análisis estadístico determinando
30
las desviaciones estándares, coeficiente de variación (CV) por triplicado para cada muestra
con respecto a cada método de ensayo.
Figura 3.1. Diagrama de flujo del trabajo de investigación.
Fuente: Propia
PARTE EXPERIMENTAL
Procedimiento.
ETAPA 1.
Recepción y Preparación de la muestra mineral.
La preparación de muestras es el proceso mediante el cual materiales geológicos son convertidas de
grandes muestras recolectadas en el campo o la mina a un polvo seco, finamente dividido y
homogéneo, adecuado para el análisis químico u otra clase de análisis. Los laboratorios reciben a
diario muestras más grandes que las requeridas para el análisis.
El propósito de la preparación de las muestras es producir una muestra más pequeña, seca y
manejable, que sea adecuada para el análisis de laboratorio. Esto se logra mediante la reducción
mecánica de los pedazos de roca a partículas de menor tamaño en una secuencia paso a paso,
alternando con la reducción del volumen o masa de la muestra mediante un proceso de división sin
sesgos, y asegurando al mismo tiempo que la muestra preparada sea homogénea y totalmente
representativa del material original de campo.
Recepción.
Las muestras minerales de exploración fueron recepcionadas en el laboratorio de ensayo al fuego
de la minera Santa Bárbara de Trujillo, desde los puntos de acopio, previa verificación de códigos,
coordenadas y condiciones físicas que presentan, según la siguiente Tabla 3.1.
31
Tabla 3.1. Muestras geológicas de exploración.
N° Código de
Muestras
Características
geológicas
Aspecto
mineralógico
Coordenadas
(Latitud; Longitud)
01 MG-01 Epitermal de baja
sulfuración
Sulfuro -8.096923; -77.386344
02 MG-02 Epitermal de alta sulfuración
Sulfuro -8.067011; -77.386175
03 MG-03 Epitermal de alta
sulfuración
Sulfuro -8.063272; -77.373313
04 MG-04 Epitermal de baja sulfuración
Sulfuro -8.050694;-77.355293
05 MG-05 Epitermal de alta
sulfuración
Sulfuro -8.017209; -77.410893
06 MG-06 Epitermal de alta sulfuración
Sulfuro -8.017719;-77.431831
07 MG-07 Epitermal de baja sulfuración
Sulfuro -8.012449; -77.455685
08 MG-08 Epitermal de alta sulfuración
Sulfuro -8.044405; -77.503050
09 MG-09 Epitermal de baja
sulfuración
Sulfuro -8.066841; -77.502707
10 MG-10 Epitermal de baja sulfuración
Sulfuro -8.042875; -77.484688
Fuente: Propia
Figura 3.2. Recepción de la muestra mineral en el laboratorio. Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo
32
Figura 3.3. Laboratorio de preparación de muestras.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA MINERAL
La etapa de preparación de muestras es muy importante en un sistema de muestreo, especialmente
en el caso de minerales de oro y plata. Dentro de esta etapa la división o cuarteo de la muestra es
la principal y está estrechamente relacionada con el tamaño de partícula a través de la regla de
división. Los métodos más recomendados para dividir muestras son uso de riffle, palas
fraccionadas o división por incrementos . Los equipos utilizados en estos métodos no deben
contaminar ni tener pérdidas de material.
Además de la división de la muestra existen otras operaciones involucradas como por ejemplo
chancado, molienda, pulverización, tamizaje, mezclado, filtración y secado . Estas operaciones
no deben contaminar o alterar la muestra ni tener pérdidas de material, las cuales pueden alcanzar
hasta 8% según el equipo utilizado.
Chancado y Secado.
Una vez disminuido el tamaño de partícula hasta ¼ pulgada en la chancadora de quijada
(Figura 3.4.), las muestras fueron colocadas en bandejas de metal de 9” de diámetro para su
respectivo secado en cocinas a gas (Figura 3.5.).
33
Figura 3.4. Chancadora de quijada.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo
Figura 3.5. Secado de muestras mineral de exploración.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo
Una vez secas las muestras minerales, se procedió a enfriarlas colocándolas en una mesa
amplia para su posterior pulverización en el molino de disco concéntricos.
Figura 3.6. Muestras minerales enfriándose.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
34
Una vez frías las muestras minerales se pasó por un separador Jones (con ranuras separadas de ¼
pulgada) para obtener una menor cantidad de muestra representativa y luego se les colocó en
bolsas plásticas codificadas según: MG-01, MG-02, MG-03, MG-04, MG-05, MG-06, MG-07,
MG-08, MG-09, MG-10, con un peso de 1Kg cada una, para su posterior pulverización y
tamizado.
Figura 3.7. Muestras minerales codificadas.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo. El chancado de las muestras es una fase delicada del trabajo, ya que se debe de evitar cualquier riesgo
de contaminación de la muestra tratada con otras muestras o con los materiales utilizados en la
trituración respetando las normas y protocolos.
Figura 3.8. Separador Rifles o Jones.
Fuente: FIGMM-UNI
NOTA: El separador Jones es un instrumento muy difundido, usado comúnmente para la reducción
del tamaño de las muestras. Consiste en ranuras rectangulares que alternan, dividiendo la muestra y
depositándola en dos bandejas. El separador debe tener un número par de conductos de igual grosor,
los conductos descargan a cada lado del separador de forma alternativa.
Pulverización.
Una vez que el material triturado fue reducido a un peso apropiado (500 gramos) por cuarteo
simple de cuadrantes, éste fue luego pulverizado en partículas entre 150 y 75 μm para que las
muestras preparadas sean apropiadas para los análisis químicos. La reducción del tamaño de las
partículas fue conseguida moliendo en un pulverizador de anillos (Figura 3.9), los cuales están
35
diseñados para pulverizar muestras minerales y dejarlas aptas para el análisis químico. Este equipo
usa un sistema cerrado, en el cual la olla o contenedor de la muestra está totalmente sellado(Figura
3.10) durante la operación de pulverizado y por lo tanto minimiza cualquier probabilidadde
contaminación de la muestra con polvo de otras muestras en el aire. Las muestras fueron reducidas
hasta alcanzar una granulometría de malla -140 (0,105 mm, ASTM E-11).
Figura 3.9. Pulverizador de anillos.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
Figura 3.10. Anillos concéntricos del pulverizador.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
Tamizado.
Con 500 gramos de material pulverizado para cada muestra, se procedió a tamizar en malla -140.
Se separó 200 gramos de cada muestra para los ensayos químicos respectivos.
36
Figura 3.11. Tamiz N°140 (ASTM E-11).
Fuente: FIGMM-UNI
ETAPA 2.
Ensayos químicos de muestras geológicas.
En esta etapa se llevó acabo los dos métodos de ensayos químicos, referente a la determinación de la
ley de oro en el mineral de exploración.
A. ENSAYO AL FUEGO.
Introducción.
Antes de iniciar el ensayo al fuego se procedió a limpiar el área de trabajo y se ordenó para que no
haya contaminación ni errores en el momento del trabajo analítico.
El peso que se ha definido como estándar en los ensayes al fuego de oro y plata es de 30 gramos de
material a analizar, de tal forma que con la fundición se obtenga un botón de plomo, de 30 gramos
de peso que tendrá disuelto en su seno los metales preciosos.
La composición de la carga fundente a utilizar depende del carácter del material de análisis. En este
sentido al material a analizar se le debe conocer de antemano su carácter oxidante, reductor, ácido (alta
proporción de Si02) o básico; y así definir la mezcla fundente, la cual debe compensar ese carácter de tal
manera que resulte una mezcla adecuada para fundir. (Rodríguez et al, 2013).
En ocasiones el material a analizar presenta componentes que por su proporción o carácter ponen
dificultades al ensaye al fuego. En algunos de estos casos es recomendable hacer una calcinación previa
del material a fin de neutralizar la acción de estos compuestos. Cuando el botón resultante es de un tamaño
tal que aunque se perciba se hace inmanejable, se puede barrer de la copela a un vaso de precipitación y
atacarlo directamente, primero con ácido nítrico y luego con agua regia para leer plata y oro por
espectrometría de absorción atómica.
37
Equipos, Materiales, y Reactivos.
Equipos:
Horno de Fundición y copelación a gas o eléctrico con control digital de temperatura, que alcance
una temperatura máxima de 1 100°C.
Balanza de 0.01 g de precisión.
Balanza micrométrica de 0.000001 g de precisión.
Plancha eléctrica de ataque.
Equipo extractor de gases.
Guantes de material refractario.
Guantes de nitrilo para manejo de soluciones.
Protector Facial y Gafas con filtro UV.
Delantal de material refractario y Zapatos de seguridad.
Materiales:
Crisoles refractarios de arcilla de 40 y 50 gramos.
Copelas de magnesita Nº 8, 9 y 11.
Bandeja para manejar copelas.
Lingotera.
Yunque y martillo de acero inoxidable para limpiar botón precioso.
Pinza para manipular regulo.
Tablero enumerado para colocar régulos limpios.
Pinza para manipular dores ( pico de loro ).
Gradilla metálica.
Tubos enrasados de 5 ml para digestión.
Pinza para carga y descarga de crisoles y copelas.
Lápiz de óxido de hierro para marcar crisoles a altas temperaturas.
Bolsas plásticas 8 * 12 y cuchara plástica.
Crisoles de porcelana.
Pinza para manejar crisoles de porcelana
Plancha de calentamiento 0-200 °C (750 watts).
Tubos de ensayo.
Vasos de precipitado de 50 ml.
Embudo y porta embudo.
Pisetas.
Fiolas 100 ml con tapa
38
Reactivos:
Fundente Geoquímico (Flux de fundición).
Harina de trigo.
Nitrato de Potasio.
Bórax (Na2B4O7).
Ácido Nítrico al 15% y 20%
Ácido Nítrico concentrado
Ácido clorhídrico concentrado.
Cloruro de Sodio como cobertor.
Sílice (SiO)2.
Agua Desionizada.
Etapas del método de ensayo al fuego.
1. FUNDICIÓN
En esta etapa la muestra se mezcla con agentes fundentes (Flux), de acuerdo a si el mineral es un
óxido o si es un sulfuro y se funden a alta temperatura. El objetivo de la fundición es colectar en un
botón de plomo (regulo) todo el oro y la plata presente en la muestra. La fundición de la muestra se
efectúa en recipientes refractario (crisoles o escorificadores) por la acción conjunta del calor y el
fundente, el cual contiene mayor cantidad de litargirio (óxido de plomo PbO) El óxido de plomo se
reduce a plomo, este colecta el metal precioso. Cuando la mezcla fundida se enfría, el plomo con el
metal precioso permanece en el fondo cubierto por una escoria vítrea que permanece en su parte
superior. El peso del botón de plomo o regulo es un factor muy importante en el análisis de oro y
plata, porque se ha demostrado experimentalmente que el poder colector del plomo aumenta con el
peso del botón de plomo o regulo un buen regulo su peso debe ser un máximo de 28 gramos. 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 fundición (Rodríguez et al, 2013).
La composición del flux o fundente varían de acuerdo a la composición de la muestra, en el
laboratorio generalmente se presentan muestras de sulfuros fuertes, en poca cantidad óxidos.
39
Tabla 3.2. Composición química de flux para muestras oxidadas.
DESCRIPCIÓN CANTIDAD (g) (%)
Litargirio 50,00 50,00
Carbonato de sodio 35,73 35,73
Bórax 11,43 11,43
Sílice 2,84 2,84
total 100,00 100,00
Fuente: Propia
Tabla 3.3. Composición química de flux para muestras sulfuradas.
DESCRIPCIÓN CANTIDAD (g) (%)
Litargirio 50,00 80,00
Carbonato de sodio 8,19 13,10
Bórax 1,56 2,50
Sílice 2,75 4,40
total 62,50 100,00
Fuente: Propia
Procedimiento
a) La balanza analítica se calibró con las pesas patrón.
b) Se pesó 20 gramos de muestra mineral (óxidos), y 15 gramos en mineral sulfuro; se colocó
en un crisol adecuado debidamente codificado, donde ya se encontraba el flux preparado
previamente.
c) Se adicionó, 2 gramos de nitrato de potasio para muestras sulfuradas color plomo, y 2
gramos de harina para muestras oxidadas color naranja, según el caso, la cantidad dependía
de la mineralogía propia del mineral, por la presencia de pirita y otros complejos.
d) Seguidamente se homogenizó la muestra y el flux (Figura 3.12) con la ayuda de una
espátula, ayudado además por la bolsa que contenía la mezcla dentro del crisol.
e) Luego se cubrió con un poco de bórax la parte superficial de la muestra.
f) Se anotó en un registro la fecha y orden de fundición.
g) Se encendió el extractor de gases.
h) Se colocó los crisoles conteniendo las muestras en forma ordenada dentro del horno de
fundición (Figura 3.13) a una temperatura inicial de 800 °C, y cuando alcanzó los 1050 °C,
se mantuvo por un tiempo de 15 minutos.
i) Terminado la fundición, se pasó al colado retirando los crisoles del horno, y vertiendo el
contenido fundido en las lingoteras cónicas (Figura 3.14), que fueron limpiadas
previamente manteniendo un mismo orden.
40
j) Se dejó enfriar por 2 minutos.
k) Se separó con un martillo la escoria del regulo (Figura 3.15) (plomo + oro + plata).
l) Se limpió el regulo con el martillo dándole forma de un cuadrado geométrico (Figura 3.16)
y lo llevamos al tablero de acuerdo a su respectivo número de crisol que se ha fundido.
m) El peso del regulo de Pb debería tener como mínimo un aproximado de 15 gramos y como
máximo 85 g.
Figura 3.12. a) Mezcla fundente b) Fundición de muestra.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
Figura 3.13. Horno de fundición.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
41
Figura 3.14. Descarga de la mezcla fundida en las lingoteras.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
Figura 3.15. Separación del regulo de Pb y escoria con el martillo.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
Figura 3.16. Regulo de Plomo.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
42
2. COPELACIÓN.
El proceso de copelación tuvo por objeto la oxidación de plomo y de las otras impurezas metálicas
existentes, es decir eliminar el plomo del regulo liberando el oro y la plata mediante el uso de copelas
entre 900 a 950°C. Las copelas están hechas netamente de Magnesita (Óxido de magnesio) de alta
pureza al 99.8% calcinada a 1100ºC y aglomerante para su adherencia., previamente son secadas por
el lapso de un tiempo de 20 minutos a 950ºC para eliminar toda traza de humedad que pueda existir
y evitar contaminación entre muestra y muestra por salpicadura, en esta la mayor parte del plomo es
absorbido por la copela. El 98.5 % el PbO es absorbido por la copela, el resto se volatiliza. Queda
como residuo un botoncito brillante, formado por metales inoxidables como son el oro y la plata
(Rosado, 2017), (Rodríguez et al, 2013).
Procedimiento
a) Se limpió y enumeró las copelas en forma correlativa de acuerdo a la enumeración de los
crisoles, antes de cada copelación se introdujo al horno aproximadamente 20 min. (esto
para eliminar el % de humedad), ya que las copelas tienen como finalidad de absorber el
Pb y todas las impurezas en un 98%, el resto se volatiliza.
b) La temperatura de copelación fue de 950Cº a 960ºC por un tiempo aproximado de
45 min. a 1 hora (con análisis de plata se cuidó la copelación para que no se
volatilice y pierda peso, esto pasado 40 min).
c) Se colocó el cubo de plomo (regulo) en la copela y luego este al horno (Figura 3.17),
en el orden de atrás hacia delante y de izquierda a derecha, cerrando la puerta, y
cuando el botón de plomo se ha fundido, se entreabrió para entrar una corriente de
aire y así oxidar el plomo.
Figura 3.17. Colocación de la copela con el regulo de plomo al horno.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
d) El punto final de copelación fue notorio cuando apareció el relámpago de plata; ahí
se procedió a retirar la copela del horno de adelante hacia atrás y se dejó enfriar 20 minutos,
para poder continuar con el análisis respectivo.
e) Las copelas mostraron botones brillantes de oro y plata en la superficie. Se verificó que
estén ordenados correlativamente.
43
Figura 3.18. Botones brillantes de oro y plata después del proceso de copelación.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
f) Se limpió los crisolitos de porcelana y se ordenó de acuerdo a sus números
correlativamente.
3. PARTICIÓN
Procedimiento.
El botón obtenido en la copelación se procedió a laminar con la ayuda de un martillo con el fin
de tener un mejor contacto para el ataque químico uniforme.
Laminado el botón de oro y plata, se pesó en la balanza micrométrica, para realizar luego los
cálculos respectivos de oro y plata.
Figura 3.19. Botones brillantes de oro y plata laminados.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
Digestión de la Plata.
Después del pesado, se colocó cada Doré (limpio y laminado) en su respectivo crisol de porcelana
previamente numerado y ordenado (Figura 3.19).
Se colocó los crisoles de porcelana conteniendo la muestra y 5 ml de ácido nítrico al 15% en la
plancha de calentamiento (entre 80°C a 100°C), se dejó en digestión por 10 minutos.
Una vez terminada la reacción (disolución de la plata), se eliminó la solución de Nitrato de Plata.
Se lavó la muestra de oro con agua destilada 2 veces, evitando pérdidas de la muestra.
44
Se agregó 5 ml de ácido nítrico concentrado, y se calentó una vez más por 10 minutos.
Se retiró el ácido y se adicionó agua desionizada al crisol para lavar repetidamente el doré, hasta
obtener un pH neutro.
Terminado el lavado se procedió a secar el doré en la plancha de calentamiento a temperatura
suave.
Se pesó el doré en la balanza micrométrica (Figura 3.20), para los cálculos respectivos. Se verificó
que el peso del oro sea como mínimo la cuarta parte del peso del botón de oro y plata, si esta
proporción es mayor, tenemos que encuartar.
Nota.
Figura 3.20. Balanza micrométrica para pesar el doré.
Fuente: Minera Santa Bárbara de Trujillo.
1. Se realiza la encuartación si la relación de plata-oro es menor de 3:1.
2. Se adiciona una cantidad de plata tal que la proporción plata/oro sea mayor de 3:1. El recipiente
utilizado para esto puede ser una copela.
3. Se funde en un solo botón el botón de oro y la plata adicionada. Esta fundición
puede hacerse en un horno o puede utilizarse un soplete de mano.
4. Se repite el procedimiento de digestión de la plata.
B. ENSAYO VIA MIBK.
Introducción.
En un material geológico, el oro y la plata generalmente se encuentran asociados a minerales como
silicatos, carbonatos, minerales sulfurados (pirita, arsenopirita, galena, blenda) y otros. Una de las
características principales del oro y la plata es su presentación en estado nativo o metálico en las
menas debido a su alta estabilidad química en los ambientes naturales de la corteza terrestre,
presentando afinidad con otros metales nobles como Cu, Hg, Pt e Ir, formando soluciones sólidas de
minerales, oro nativo, oro electrum, calaverita, petzita, silvanita, auroestibnita.
45
Descripción del método.
El método permite determinar desde bajas a altas concentraciones de oro tanto en muestras de roca
o mineral como en muestras líquidas provenientes de procesos metalúrgicos. El límite de
cuantificación del análisis es 0,05 ppm (0.05 g/TM), o 50 ppb.
La muestra mineral se disuelve con mezcla de ácidos, como agua regia (HCl/ HNO3, 3:1), ácido
fluorhídrico (HF) concentrado y ácido perclórico (HC1O4) concentrado en condiciones rigurosas de
calentamiento que hace todavía más poderoso su poder oxidante. Así el oro monovalente (Au+) se
oxida al estado trivalente (Au +3). Hay que tener especial cuidado con aquellas muestras que contienen
material orgánico, para evitar reacciones explosivas y a través de una extracción orgánicase concentra
extrayéndolo con metil isobutil cetona MIBK antes de la estimación por absorción atómica, y los
elementos interferentes se lavan con la solución indicada anteriormente.
El agua regia se utiliza por su habilidad para disolver oro. Los agentes activos son el cloruro de
nitrosilo y el cloro por lo que se utiliza el agua regia diluida para garantizar que estos agentes activos
estén mayor tiempo en contacto entre las redes de los minerales y asegurar la liberación total del
elemento. El ácido fluorhídrico (HF) centra su habilidad en la disolución de los silicatos refractarios
y con la mezcla de ácidos se logra la descomposición completa.
Equipos, Materiales y Reactivos.
Equipos:
Absorción Atómica SHIMADZU AA-700 (Figura 3.21).
Balanza analítica OHAUS PX84/E con precisión de ±0,0001 g (Figura 3.22).
Plancha de calentamiento, con control de temperatura IKA RCT Basic.
Campana de extracción para gases ácidos.
Materiales:
10 Vasos de precipitado 400 ml y 10 vasos de teflón 300 ml.
10 crisoles de porcelana medianas.
Pinzas para vasos y crisoles.
10 Peras de separación 500 ml.
Papel filtro Whatman 40.
Varillas de vidrio 20 cm.
10 Soportes con aro para suspensión de peras de separación.
Pisetas 500 ml.
10 Pipetas volumétrica de cada medida: 10, 5, 2.5, 1, 0.5 y 0.2 ml.
03 Probetas 100 ml.
10 Fiolas de 250 ml, (10) de 100 ml y (01) de 1L.
46
Reactivos:
Ácido nítrico concentrado (HNO3), 90% ACS Avantor JT Baker (Figura 3.24, a).
Ácido clorhídrico concentrado (HCl), 36.5-38%, 2.5L, J.T. Baker (Figura 3.24, b).
Ácido clorhídrico diluido (HCl 1:1).
Ácido perclórico concentrado (HClO4), 70% (Reag. USP), 1L. PanReac AppliChem
(Figura 3.24, c).
Metil Isobutil Cetona (MIBK), p.a. min 99.5%, ChemSolute (Figura 3.24, d).
Estándar de oro 1000 ppm, en HCl 500 ml (Inorganic Ventures) (Figura 3.25).
Ácido fluorhídrico concentrado (HF)
Ácido Bromhídrico concentrado (HBr), 48%.
Figura 3.21. Equipo de Absorción Atómica SHIMADZU AA-700.
Fuente: Labicer-FC-UNI.
47
Figura 3.22. Balanza Analítica OHAUS.
Fuente: Labicer-FC-UNI.
Figura 3.23. Plancha de calentamiento IKA RCT Basic.
Fuente: Labicer-FC-UNI.
Figura 3.24. a) HNO3, 90%; b) HCl 36.5-38%; c) HClO4; 70%;
d) MIBK p.a. (min. 99.5%), e) HBr 48%.
Fuente: Labicer-FC-UNI.
48
Figura 3.25. (a)Solución Estándar de ORO, 1000 ppm en HCl, 250ml,
(b) Estándar de Au en mineral.
Fuente: Labicer-FC-UNI.
Preparación de soluciones.
Agua regia concentrada
1. En un vaso grande que contiene 400 mL de agua desmineralizada, se adicionó 600 mL de HCl
concentrado y 200 mL de HNO3 concentrado (La relación de ácido en agua regia (3HC1:1HNO3).
2. Se agitó fuertemente para homogeneizar la solución y se envasó en un frasco plástico.
3. Se rotuló indicando la fecha de preparación, el nombre de la solución.
4. Se mantuvo en el refrigerador.
Mezcla ácida.
1. En una fiola de 1 L que contenía 900 mL de agua desmineralizada se adicionó 50 mL de MIBK
puro y 50 mL de HC1 concentrado.
2. Se homogeneizó la mezcla agitando por tres minutos.
3. Se envasó y se rotuló adecuadamente.
Solución de MIBK en equilibrio.
1. En un recipiente de 1.5 L, se midió exactamente 1000 mL de MIBK puro.
2. Se adicionó 100 mL de mezcla ácida.
3. Se agitó y homogeneizó la solución uniformemente.
4. Se envasó y se rotuló.
Nota: Esta solución se debe preparar con anterioridad para lograr una mayor uniformidad y
equilibrio.
Solución de HCI 2M.
1. A 30 mL de agua desmineralizada se adicionó 20 mL de HC1 concentrado y 10 mL de MIBK.
2. Se completó a volumen con agua en una fiola de 100 mL.
3. Se agitó y se homogeneizó la solución.
49
Curva de calibración
Solución estándar de 100 ppm de oro.
1. A partir de la solución estándar de ORO de 1000 ppm en matriz HCl de Inorganic Ventures,
Figura 3.25, se preparó la solución de 100 ppm.
2. Se tomó una alícuota de 10 mL y se llevó a volumen en una fiola aforado de 100 mL por dilución
con una solución de ácido clorhídrico (1:9).
3. Se homogeneizó, se rotuló y se almacenó la solución preparada en un envase de plástico.
4. Esta solución se utilizó para preparar los demás patrones de la curva de calibración en las
concentraciones que se requerían.
Soluciones patrón para la curva de calibración.
1. Para la preparación de soluciones de la curva de calibración se tomó las siguientes alícuotas: 0,2;
0,5; 1,0; 2,5; 5,0 y 10,0 mL de la solución de 100 ppm para que pueda quedar en la misma
proporción de concentración en ppm de la alícuota tomada.
2. Una vez medida la alícuota de cada patrón, se adicionó 30 mL de HC1 (1:1) y 70 mL de mezcla
ácida.
3. Se adicionó 100 mL exactos de MIBK en equilibrio, medidos con una bureta.
4. Se agitó fuertemente por tres minutos y se completó a volumen en una fiola de 250 mL con mezcla
ácida.
5. Se rotuló adecuadamente y se almacenó.
Procedimiento.
1. La muestra previamente homogeneizada, cuarteada y pulverizada a malla -200, con un tamaño de
partícula de 75 micras. Se pesó 2.0000 g de muestra sobre un vaso de teflón de 300 mL.
3. Se humedeció la muestra con un chorrito de agua desionizada, utilizando una piseta.
4. Se adicionó 15 mL de HF concentrado, con un dispensador del ácido, 20 mL de agua regia
concentrada y 5 mL HC1O4. Se dejó en reposo por 30 minutos.
5. Se calentó lentamente en la plancha de calentamiento entre 200 y 250 °C para disolver la muestra,
se agitó frecuentemente con movimientos rotatorios, utilizando para ello una pinza para vasos,
luego se subió la temperatura a 300 °C y se secó hasta eliminación total de humos blancos. Se
dejó enfriar.
6. En seguida se adicionó 10 mL de HCl concentrado utilizando el dispensador para este ácido y se
calentó nuevamente hasta sequedad. Se dejó enfriar y se adicionó 30 mL de HC1 (1:1), luego se
dejó ebullir durante 5 minutos.
7. La solución ácida anterior se filtró en un embudo de vidrio con papel Whatman 40, y la solución
filtrada se recibió sobre una pera de separación graduada y se lavó con mezcla ácida hasta
completar un volumen de 70 mL con la misma mezcla.
50
8. Se adicionó 10 mL de MIBK (Methyl Isobutil Ketone) en equilibrio con una pipeta aforada. Se
agitó la mezcla manualmente con movimientos circulares por 3 minutos.
9. Se dejó en reposo por 3 minutos para separar las dos fases (fase superior MIBK, fase inferior la
acuosa) Figura 3.26. Se eliminó la fase acuosa, desde la pera de separación. Se realizó dos lavados
sucesivos usando 10 mL de HBr al 5% y se separó la fase acuosa.
10. Se recogió la fase orgánica en un tubo de 15 mL. Se hizo la lectura por absorción atómica. Si la
solución estaba muy concentrada, se tomaba una alícuota y se diluía con MIBK, y se lee de nuevo
en el equipo.
Nota. Los residuos orgánicos y los ácidos se eliminan en los recipientes asignados.
Figura 3.26. Separación de las dos fases.
Fuente: Labicer-FC-UNI.
ETAPA 3.
Cálculos de la ley de oro en cada método.
A. Ensayo al fuego.
Conociendo el peso inicial del mineral a ensayar y el peso del botón de oro, se calculó la ley para
cada muestra mineral según:
Adicionalmente, conociendo el peso del botón de oro y plata (después de la copelación), y el peso
del botón de oro (después de disolver la plata), se podía calcular la ley de plata según:
51
Es así que para obtener el valor de la ley de oro, se dividió el peso del botón de oro obtenido en
gramos, entre el peso inicial de la muestra, para expresar el resultado en unidades de concentración
en gramos de oro por tonelada de mineral se multiplicó por el factor 106. (Rodríguez et al, 2013).
B. Ensayo vía MIBK
El espectrofotómetro de absorción atómica arroja la concentración del analito en unidades de
concentración (ppm, partes por millón). Este valor de concentración se multiplica por el volumen en
el cual se realizó la determinación. Para el método analítico de oro en minerales este es 10 mL, debido
a que corresponde al volumen de metil isobutil cetona adicionado para realizar la extracción. En caso
de variar este volumen, debe cambiarse en la fórmula presentada. Posteriormente, este valor obtenido
se divide entre el peso de muestra tomado para el análisis. Así, se obtiene el valor de concentración
de oro en la muestra.
ETAPA 4.
Comparación de métodos y análisis estadístico.
Para la comparación de los 2 métodos de ensayo, se utilizaron 10 muestras minerales (sulfuros) y
para determinar la exactitud de los métodos se utilizó 4 estándares certificados por ROCKLABS, los
datos se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 3.4. Estándares certificados de Au utilizados.
Descripción STD1 STD2 STD3 STD4
Material de
referencia
OxE166 OxL159 SC110 SJ111
Concentración de Au (µg/g).
0.652 5.849 0.235 2.812
Intervalo de confianza al
95%
+/- 0.005
+/- 0.042
+/- 0.003
+/- 0.021
Tipo de matriz Óxido Óxido Sulfuro Sulfuro
Fecha 27 Abril 2020 12 Junio 2019 12 Junio 2019 27 Abril 2020
52
Se calculó el porcentaje de recuperación en relación a los estándares según la fórmula: (Rodríguez
et al, 2013).
Rec = Au (g/TM)1,2 * 100)/LEY STD
Donde:
Rec = % de Recuperación del Au con respecto al estándar STD.
Au (g/TM)1,2 = Ley de Au obtenido en el análisis, según método de ensayo ( 1:Fuego;
2:MIBK), en relación al STD.
LEY STD = Ley de Au en el STD
Para determinar la Precisión (término que se utiliza para describir la Reproducibilidad de los
resultados) de cada método se utilizó la desviación estándar definida como:
Xi = Valor i-ésima. _ X = Promedio de medidas.
n = número de medidas.
Así también como el Coeficiente de Variación CV (medida estadística que nos informa acerca de la
dispersión relativa de un conjunto de datos), que viene a ser la desviación estándar como porcentajedel
promedio, y se define como:
Donde: s = Desviación estándar.
_
X = Promedio de medidas.
Mientras que para determinar la Exactitud (proximidad de una medida a su valor aceptado) de los 2
métodos, se utilizó el Error relativo definido como el cociente entre el error absoluto y el valor real,
expresado en porcentaje:
Donde:
Xi = Valor observado
_
X = Valor real
53
3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.
3.4.1. Técnicas de Muestreo.
Se aplicó un muestreo aleatorio simple, ya que es un subconjunto de una muestra elegida de
una población más grande. Cada muestra de mineral se eligió al azar y por pura casualidad. En
este tipo de muestreo cada individuo tiene la misma probabilidad de ser elegido en cualquier
etapa del proceso. Para los cuarteos se utilizó el partidor de rifles y los cuarteos porcuadrantes
opuestos. Para la homogeneización se utilizó el método del cono.
3.4.2. Técnicas de Recolección de Datos.
Se utilizó tesis recuperada vía web de varios repositorios, libros en pdf, biblioteca
especializada de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Piura. Repositorios de
varias universidades en línea. Artículos científicos publicados en relación al trabajo de
investigación. La parte experimental en los Laboratorios de la FIP-UNP y FC-UNI. Análisis
estadístico de precisión y exactitud.
3.5. ASPECTOS ÉTICOS.
Se respetó el medio ambiente, colocando los residuos de los ácidos y solventes en recipientes
adecuados para su posterior gestión. Se utilizó campana de extracción de gases tóxicos, para
no contaminar el espacio y la zona de investigación. Se hizo buen uso de los equipos de
protección personal. El almacenamiento de sustancias peligrosas fue realizado en un ambiente
bien iluminado y ventilado, el personal que manipula los reactivos concentrado o diluido, son
capacitados y trabajaron con los implementos de protección personal, contamos con equipo
ducha, lava ojos y un equipo extractor de gases. En el área de preparación de muestras se
realizó un control mínimo de emisión de polvos, manteniendo el área casi húmeda, realizando
limpieza, contamos con un extractor de polvo, durante el chancado del mineral y el
pulverizado. Los residuos generados en el proceso de ensayos al fuego, fueron: COPELAS
(con alto contenido de plomo), CRISOLES (impurezas muy pequeñas) Y ESCORIAS
(impurezas de muestras y reactivos). Todos estos se almacenaron temporalmente en tambos,
para luego ser tratados posteriormente.
54
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. RESULTADOS.
4.1.1. Preparación de la muestra mineral.
Figura 4.1. Balance del material mineral.
Fuente: Propia
55
4.1.2. Resultados obtenidos de ley Au para cada método de ensayo.
MÉTODO: ENSAYO AL FUEGO.
Tabla 4.1. Leyes Au (g/TM) para el método ensayo al fuego.
Nº CÓDIGO Ley Au (g/TM)
MUESTRA Resultado 1 Resultado 2 Resultado 3 Promedio s
01 MG-01 6.50 6.6 6.50 6.53 0.0577
02 MG-02 108.30 108.10 109.10 108.50 0.5292
03 MG-03 94.30 95.30 95.40 95.00 0.6083
04 MG-04 10.90 10.50 10.70 10.70 0.2000
05 MG-05 108.80 111.00 109.60 109.83 1.1136
06 MG-06 110.60 111.10 113.10 111.60 1.3229
07 MG-07 4.20 4.00 3.50 3.90 0.3606
08 MG-08 73.20 73.80 72.60 73.20 0.6000
09 MG-09 4.10 3.50 3.50 3.70 0.3464
10 MG-10 5.20 4.70 4.50 4.80 0.3606 BK 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
s: Desviación Estándar. BK: Blanco
Gráfico 4.1. Ley de Au (ensayo al Fuego), promedios de tres réplicas.
Ley de Au (g/TM) vía Ensayo al Fuego.
MG-10 4.80
MG-09 3.70
MG-08 73.20
MG-07 3.90
MG-06 111.60
MG-05 109.83
MG-04 10.70
MG-03 95.00
MG-02 108.50
MG-01 6.53
20 40 60
Au (g/TM)
80 100 120
Mu
estr
as
min
erale
s
56
MÉTODO: ENSAYO MIBK.
Tabla 4.2. Leyes de Au, para el método ensayo vía MIBK.
Nº CÓDIGO LEY (g/TM)
MUESTRA Resultado 1 Resultado 2 Resultado 3 Promedio s
01 MG-01 8.4 8.5 8.9 8.60 0.2646
02 MG-02 110.5 110.7 110.9 110.70 0.2000
03 MG-03 97.9 98.1 98.0 98.00 0.1000
04 MG-04 12.4 12.7 12.4 12.50 0.1732
05 MG-05 111.8 111.7 111.6 111.70 0.1000
06 MG-06 113.3 113.4 113.5 113.40 0.1000
07 MG-07 4.5 4.8 4.5 4.60 0.1732
08 MG-08 75.2 75.3 75.7 75.40 0.2646
09 MG-09 5.8 5.9 5.7 5.80 0.1000
10 MG-10 6.5 6.3 6.4 6.40 0.1000 BK 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
s: Desviación estándar. MIBK: Methyl Isobutyl Ketone.
Gráfico 4.2. Ley de Au (ensayo vía MIBK), promedios de tres réplicas.
Ley de Au (g/TM) vía MIBK
MG-10 6.40
MG-09 5.80
MG-08 75.40
MG-07 4.60
MG-06 113.40
MG-05 111.70
MG-04 12.50
MG-03 98.00
MG-02 110.70
MG-01 8.60
20 40 60
Au (g/TM)
80 100 120
Mu
estr
as
min
erale
s
57
4.1.3. Comparación de la Ley de Au (g/TM) entre los dos métodos de ensayo.
Tabla 4.3. Leyes de Au, para ensayo al fuego y ensayo vía MIBK.
Nº
CÓDIGO
MUESTRA
TIPO
MINERAL
*LEY
ENSAYO AL FUEGO (g/TM)
*LEY
ENSAYO MIBK (g/TM)
01 MG-01 Sulfuro 6.53 ± 0.0577 8.60 ± 0.2646
02 MG-02 Sulfuro 108.50 ± 0.5292 110.70 ± 0.2000
03 MG-03 Sulfuro 95.00 ± 0.6083 98.00 ± 0.1000
04 MG-04 Sulfuro 10.70 ± 0.2000 12.50 ± 0.1732
05 MG-05 Sulfuro 109.83 ± 1.1136 111.70 ± 0.1000
06 MG-06 Sulfuro 111.60 ± 1.3229 113.40 ± 0.1000
07 MG-07 Sulfuro 3.90 ± 0.3606 4.60 ± 0.1732
08 MG-08 Sulfuro 73.20 ± 0.6000 75.40 ± 0.2646
09 MG-09 Sulfuro 3.70 ± 0.3464 5.80 ± 0.1000
10 MG-10 Sulfuro 4.80 ± 0.3606 6.40 ± 0.1000 BK Blanco 0.00 0.00
(*) Promedio de tres repeticiones.
Gráfico 4.3. Comparación de la Ley de Au entre los 2 métodos de ensayo.
Ley de Au (g/TM) entre los dos métodos
MG-10
MG-09
6.40 4.80 5.80
3.70
MG-08 75.40
73.20
MG-07 4.60 3.90
MG-06
MG-05
113.40 111.60
111.70 109.83
MG-04 12.50
10.70
MG-03
MG-02
98.00
95.00
110.70 108.50
MG-01 8.60
6.53 0 20 40 60
Ley Au (g/TM)
80 100 120
Mu
estr
as
min
erale
s
58
4.1.4. Análisis Estadístico.
4.1.4.1. Análisis Estadístico Método A: Ensayo al Fuego.
Tabla 4.4. Ley Au (g/TM). Ensayo al Fuego con tres repeticiones.
Muestras minerales de exploración
Réplicas MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 MG06 MG07 MG08 MG09 MG10
R1 6.5 108.3 94.3 10.9 108.9 110.6 4.2 73.2 4.1 5.2
R2 6.6 108.1 95.3 10.5 111.0 111.1 4.0 73.8 3.5 4.7
R3 6.5 109.1 95.4 10.7 109.6 113.1 3.5 72.6 3.5 4.5
Prom. 6.53 108.50 95.00 10.70 109.83 111.60 3.90 73.20 3.70 4.80
Desv. St. 0.0577 0.5292 0.6083 0.2000 1.1136 1.3229 0.3606 0.6000 0.3464 0.3606
C.V. (%) 0.8836 0.4877 0.6403 1.8691 0.9736 1.1854 9.2461 0.8197 9.3622 7.5125
C. V. coeficiente de variación en porcentaje.
4.1.4.2. Análisis Estadístico Método B: Ensayo MIBK.
Tabla 4.5. Ley Au (g/TM). Ensayo MIBK con tres repeticiones.
Muestras minerales de exploración
Réplicas MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 MG06 MG07 MG08 MG09 MG10
R1 8.4 110.5 97.9 12.4 111.8 113.3 4.5 75.2 5.8 6.5
R2 8.5 110.7 98.1 12.7 111.7 113.4 4.8 75.3 5.9 6.3
R3 8.9 110.9 98.0 12.4 111.6 113.5 4.5 75.7 5.7 6.4
Prom. 8.60 110.70 98.00 12.50 111.70 113.40 4.60 75.40 5.80 6.40
Desv. St. 0.2646 0.2000 0.1000 0.1732 0.1000 0.1000 0.1732 0.2646 0.1000 0.1000
C.V. (%) 3.0767 0.1807 0.1020 1.3856 0.0895 0.0882 3.7652 0.3509 1.7241 1.5625
4.1.4.3. LEY Au (g/TM) en los Estándares con el método de Ensayo al Fuego.
Tabla 4.6. Ley Au (g/TM) en los Estándares. Método A.
Descripción STD1 STD2 STD3 STD4
Conc. Au 0.6520 5.8490 0.2350 2.8120
Inter. Conf. 95% +/- 0.0050 +/- 0.0420 +/- 0.0030 +/- 0.0210
R1 0.6110 6.1350 0.2240 2.7910
R2 0.6400 5.8070 0.3050 3.1240
R3 0.8470 6.0120 0.2380 2.8330
Promed. 0.6993 5.9847 0.2557 2.9160
Desv. Stand. 0.1287 0.1657 0.0433 0.1814
C.V. 18.4041 2.7687 16.9339 6.2209 Er,1 -6.2883 4.8897 -4.6809 -0.7468 Er,2 -1.8405 -0.7181 29.7872 11.0953 Er,3 29.9080 2.7868 1.2766 0.7468
Er, promed. 7.2546 2.3201 8.8085 3.6984
59
Gráfico 4.4. Ley de Au (g/TM) en el STD1 (método de ensayo al fuego).
Gráfico 4.5. Ley de Au (g/TM) en el STD2 (método de ensayo al fuego).
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 1 ( 0 . 6520 ± 0 . 0050 ) ENSAYO AL FUEGO
0.9000 0.8470
0.8000
0.7000 0.6520 0.6520 0.6520
0.6000
0.6110 0.6400
0.5000
0.4000
0.3000
0.2000
0.1000
0.0000
R1 R2
RÉPLICAS
R3
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 2 ( 5 . 8490 ± 0.0420)
ENSAYO AL FUEGO
6.2000
6.1350
6.1000
6.0120
6.0000
5.9000 5.8490 5.8490 5.8490
5.8000
5.8070
5.7000
5.6000
R1 R2
RÉPLICAS
R3
LE
Y A
U
LE
Y A
U
60
Gráfico 4.6. Ley de Au (g/TM) en el STD3 (método de ensayo al fuego).
Gráfico 4.7. Ley de Au (g/TM) en el STD4 (método de ensayo al fuego).
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 3 ( 0 . 2350 ± 0. 0030)
ENSAYO AL FUEGO
0.3500
0.3050
0.3000
0.2500 0.2350 0.2350 0.2380
0.2350
0.2000 0.2240
0.1500
0.1000
0.0500
0.0000
R1 R2
RÉPLICAS
R3
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 4 ( 2 . 8120 ±0 .0210)
ENSAYO AL FUEGO
3.2000
3.1240
3.1000
3.0000
2.9000
2.8120 2.8120 2.8330
2.8000
2.7910 2.8120
2.7000
2.6000
R1 R2
RÉPLICAS
R3
LE
Y A
U
LE
Y A
U
61
4.1.4.4. LEY Au (g/TM) en los Estándares con el método Ensayo MIBK.
Tabla 4.7. Ley Au (g/TM) en los Estándares. Método B.
Descripción STD1 STD2 STD3 STD4
Conc. Au 0.6520 5.8490 0.2350 2.8120
Inter. Conf. 95% +/- 0.0050 +/- 0.0420 +/- 0.0030 +/- 0.0210
R1 0.6430 5.8320 0.2420 2.7910
R2 0.6550 5.8610 0.2370 2.8140
R3 0.6560 5.8510 0.2310 2.8120
Promed. 0.6513 5.848 0.2367 2.8057
Desv. Stand. 0.0072 0.0147 0.0055 0.0127
C.V. 1.1055 0.2514 2.3236 0.4526 Er,1 -1.3804 -0.2906 2.9787 -0.7468 Er,2 0.4601 0.2052 0.8511 0.0711 Er,3 0.6135 0.0342 -1.7021 0.0000
Er, promed. -0.1074 -0.0171 0.7234 -0.2240
CV: Coeficiente de variación.
Gráfico 4.8. Ley de Au (g/TM) en el STD1 (método MIBK).
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 1 ( 0 . 6520 ± 0.0050) ENSAYO MIBK
0.6600
0.6560 0.6550
0.6550
0.6520 0.6520 0.6520
0.6500
0.6450 0.6430
0.6400
0.6350
R1 R2 R3
RÉPLICAS
LE
Y A
U
62
Gráfico 4.9. Ley de Au (g/TM) en el STD2 (método MIBK).
Gráfico 4.10. Ley de Au (g/TM) en el STD3 (método MIBK).
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 2 ( 5 . 8490 ± 0.0420) ENSAYO MIBK
5.8650 5.8610
5.8600
5.8550
5.8500 5.8490 5.8490
5.8510 5.8490
5.8450
5.8400
5.8350
5.8300
5.8250
5.8320
5.8200
5.8150 R1 R2
RÉPLICAS
R3
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 3 ( 0 . 2350 ± 0.0030) ENSAYO MIBK
0.2440
0.2420 0.2420
0.2400
0.2380 0.2370
0.2360 0.2350 0.2350 0.2350
0.2340
0.2320 0.2310
0.2300
0.2280
0.2260
0.2240
R1 R2
RÉPLICAS
R3
LE
Y A
U
LE
Y A
U
63
Gráfico 4.11. Ley de Au (g/TM) en el STD4 (método MIBK).
4.1.4.5. Porcentaje de Recuperación de Au en los estándares con ensayo al fuego.
Tabla 4.8. % de Recuperación de Au, ensayo al Fuego.
Resultados % Rec.
STD1 (0.652)
% Rec.
STD2 (5.849)
% Rec.
STD3 (0.235)
% Rec.
STD4 (2.812)
R1 93.71 104.89 95.32 99.25
R2 98.16 99.28 129.79 111.10
R3 129.91 102.79 101.28 100.75
Prom. 107.26 102.32 108.79 103.70
Desv. St. 19.7396 2.8330 18.4228 6.4493
C.V. 18.4036 2.7687 16.9336 6.2192
4.1.4.6. Porcentaje de Recuperación de Au en los estándares con ensayo MIBK.
Tabla 4.9. % de Recuperación de Au, ensayo MIBK.
Resultados % Rec.
STD1 (0.652)
% Rec.
STD2 (5.849)
% Rec.
STD3 (0.235)
% Rec.
STD4 (2.812)
R1 98.62 99.71 102.98 99.25
R2 100.46 100.21 100.85 100.07
R3 100.61 100.03 98.30 100.00
Prom. 99.90 99.98 100.71 99.77
Desv. St. 1.1095 0.2519 2.3436 0.4531
C.V. 1.1107 0.2519 2.3271 0.4541
LEY DE AU EN EL ESTÁNDAR - 4 ( 2 . 8120 ± 0.0210) ENSAYO MIBK
2.8200
2.8140 2.8150 2.8120 2.8120
2.8100
2.8120
2.8120
2.8050
2.8000
2.7950
2.7910
2.7900
2.7850
2.7800
2.7750
R1 R2
RÉPLICAS
R3
LE
Y A
U
64
4.2. DISCUSIÓN DE LOS REULTADOS.
La Figura 4.1, muestra el balance de materia en la preparación de muestra, el 50% del material
mineral sulfurado, se destinó para tener como muestra testigo, quedando los otro 50% (5Kg), de los
cuales se tuvo pérdida por limpieza en el proceso de chancado de un 40% (2Kg), así mismo el secado
generó una pérdida por humedad del 6% (0.3Kg). El 4% (0.2Kg) se perdió en el proceso de limpieza
en el pulverizado de anillos concéntricos, los procesos de limpieza se dan con el fin de no tener
contaminación entre las muestras; los 46% (2.3Kg) se guardó para contramuestra, quedando solo
para los ensayos químicos 0.2Kg que representa el 4% de los 5Kg iniciales. Destinando 0.1Kg para
el ensayo al fuego y los otros 0.1Kg para el ensayo MIBK.
La Tabla 4.1, muestra los resultados obtenidos por triplicado de cada uno de las muestras ensayadas,
con el método de ensayo al fuego, de igual manera está los promedios y las desviaciones estándar
para cada medida de la ley de oro. Las muestras MG-02, MG-05 y MG-06, muestran leyes de oro
promedios altas, como 108.5, 109.83 y 111.60 g/TM respectivamente y valores medianos de 95.00
y 73.20 g/TM las muestras MG-03 y MG-08. Mientras que valores bajos de 6.53, 10.70, 3.90, 3.70
y 4.80 g/TM, son obtenidos en las muestras minerales MG-01, MG-04, MG-07, MG-09 y MG-10
respectivos. La muestra MG-01 presenta el valor más bajo de desviación estándar seguido de la
muestra MG-04, con s=±0.0577 y s=±0.2000 respectivos, lo que significa que la mayor parte de los
datos están agrupados cerca al promedio, es decir hay menos dispersión con respecto al promedio y
por lo tanto las leyes de oro para estas muestras son más precisas, y que nos indica el grado de
concordancia entre estos resultados obtenidos al aplicar el mismo proceso experimental repetidas
veces, ya que la desviación estándar es una medida estadística que mide cuánto se dispersan los
valores en torno a su promedio. Mientras que el más alto se obtuvo en la muestra MG-06 con una
desviación estándar de s=1.3229, seguido de la muestra MG-05 con s=1.1136. Es decir en estas dos
muestras existe mayor dispersión de los datos en torno al promedio y por lo tanto son menos precisas.
El Gráfico 4.1, muestra los valores promedios para cada muestra, con respecto al ensayo al fuego,
mostrando valores altos, medianos y bajos, según la longitud de las barras horizontales azules.
La Tabla 4.2, con respecto al ensayo MIBK, muestra el valor de ley de oro más alto para la muestra
MG-06 con 113.40 g/TM, seguido de MG-05 con 111.70 g/TM, y MG-02 con 110.60 g/TM. Los
valores medianos la presentan las muestras MG-03 y MG-08, con leyes de oro de 98.00 y 75.40
g/TM. Mientras que el valor más bajo lo tiene la muestra MG-07 con 4.60 g/TM, seguidos de 5.80,
6.40, 8.60 y 12.50 g/TM, para las muestras MG-09, MG-10, MG-01 y MG-04 respectivos.
El Gráfico 4.2, muestra los valores promedios para cada muestra, con respecto al ensayo MIBK,
mostrando valores altos, medianos y bajos, según la longitud de las barras horizontales rojas.
65
En la Tabla 4.3, las muestras MG-03, MG-05, MG-06, MG-09 y MG-10, muestran desviaciones
estándar más bajas, con un valor de s=±0.1000, lo que significa que hay menor variación con respecto
al promedio y por lo tanto son más precisas en las medidas. Mientras que valores de s=±0.2000 para
MG-02, s=±0.1732 para MG-04 y MG-07, y s=±0.2646 para MG-01 y MG-08, la dispersión también
es baja. El Gráfico 4.3, nos muestra la comparación de la Ley de Au entre los 2 métodos: Ensayo al
fuego y MIBK. Observando según la intensidad de las barras horizontales y los valores detallados,
que para todos los casos la barra roja (MIBK) siempre es mayor a las barras azules (al Fuego).
La Tabla 4.5, muestra desviaciones estándar menores a cero para cada muestra con tres repeticiones,
con respecto a lo que muestra la Tabla 4.4. Por lo que los datos para ensayo MIBK son más precisos
que los que se presenta en el método ensayos al fuego.
En la Tabla 4.6, con respecto al ensayo al fuego, se muestra desviaciones estándar para cada Estándar
de ORO (STD1, STD2, STD3 y STD4) valores mayores comparados a lo que se muestra en la tabla
4.7, para ensayo MIBK. Lo mismo sucede si comparamos los coeficientes de variación (C.V.), en
ambas tablas para cada estándar en cada método. Es así que tenemos coeficientes de variación mucho
menores en el ensayo MIBK, que lo que se tiene para el ensayo al fuego; por lo quepodemos afirmar,
que la dispersión de datos con respecto al promedio en cada estándar en lo que respecta al ensayo
MIBK son muy cercanos a cero, lo que nos indica que los datos son más exactos en el ensayo MIBK
que en el ensayo al fuego.
La exactitud entre los dos métodos de ensayo se mide a través del error relativo (Er), es así que los
datos de la Tabla 4.7, con respecto al error relativo promedio para cada estándar, muestra valores de
-0.1074, -0.0171, 0.7234 y -0.2240, para los estándares STD1, STD2, STD3 y STD4 respectivos.
Los negativos nos dan un error por defecto y los positivos un error por exceso. Es decir en los
estándares STD1, STD2 y STD4, los errores obtenidos son por defecto, sin embargo en el estándar
STD3 el error relativo es por exceso. Mientras que en la Tabla 4.6, se muestra valores positivos del
error relativo de los promedios: 7.2546, 2.3201, 8.8085 y 3.6984, para los mismos estándares, es
decir en todo los estándares el Er es por exceso. Por lo que las leyes de oro para el método ensayo
MIBK son más exactos y precisos, que con el método ensayo al fuego.
En el Gráfico 4.4, los puntos 0.6110 y 0.6400 de las réplicas R1 y R2, se encuentran por debajo del
límite inferior (-0.6470) del estándar STD1 (0.6520 ±0.0050) y el punto 0.8470 de la réplica R3, por
encima del límite superior (+0.6570).
En el Gráfico 4.5, el punto 5.8070 de la réplica R2 se encuentra en el límite inferior (-5.8070) del
estándar STD2 (5.8490 ±0.0420) y los puntos 6.0120 y 6.1350 de las réplicas R3 y R1, están por
encima del límite superior (+5.8910).
66
En el Gráfico 4.6, el punto 0.2240 de la réplica R1 se encuentra debajo del límite inferior (-0.2320)
del estándar STD3 (0.2350 ±0.0030) y el punto 0.3050 de la réplica R2 se encuentra por encima del
límite superior (+0.2380), sin embargo el punto 0.2380 de la réplica R3 está en la línea superior.
En el Gráfico 4.7, el punto 2.7910 de la réplica R1 se encuentra en el límite inferior (-2.7910) del
estándar STD4 (2.8120 ±0.0210), mientras que el punto 3.1240 de la réplica R2 está por encima del
límite superior (+2.8330), y el punto 2.8330 de la réplica R3 está en dicho límite superior.
Como se observa en los gráficos 4.4, 4.5, 4.6, y 4.7, ningún punto cae dentro del intervalo (límite
inferior: x-s y límite superior: x+s) de los estándares; se nota los valores fuera de los límites o en los
límites, por lo que los coeficientes de variación según la Tabla 4.6, todas son mayores a 2, lo que nos
indica menor exactitud en los valores determinados para la ley de oro del estándar. Y esto está en
relación con los coeficientes de variación en la Tabla 4.8, del porcentaje de recuperación de Au con
respecto a los estándares con el método ensayo al fuego.
En lo que respecta a los gráficos del 4.8 al 4.11; para el ensayo MIBK, se observa que: En el Gráfico
4.8, el punto 0.6430 de la réplica R1, se encuentran por debajo del límite inferior del estándar STD1
(0.6520 ±0.0050) y los puntos 0.6550 y 0.6560 de las réplicas R2 y R3 respectivos, se encuentran
dentro del intervalo de los límites inferior (-0.6470) y superior (+0.6570).
En el Gráfico 4.9, los puntos 5.8320, 5.8610 y 5.8510 de las réplicas R1, R2 y R3, se encuentran
dentro del intervalo inferior (-5.8070) y superior (+5.8910) del estándar STD2 (5.8490 ±0.0420).
En el Gráfico 4.10, el punto 0.2420 de la réplica R1 se encuentra por encima del límite superior
(+0.2380) del estándar STD3 (0.2350 ±0.0030) y el punto 0.2370 de la réplica R2 se encuentra dentro
del límite superior e inferior (-0.2320), mientras que el punto 0.2310 de la réplica R3 está por debajo
del límite inferior.
En el Gráfico 4.11, el punto 2.7910 de la réplica R1 se encuentra en el límite inferior (-2.7910) del
estándar STD4 (2.8120 ±0.0210), mientras que el punto 2.8140 de la réplica R2 y el punto 2.8120 de
la réplica R3 están dentro del intervalo: inferior (-2.7910) y superior (+2.8330).
De acuerdo a lo descrito en los gráficos del 4.8 al 4.11, se observa que las medidas de la ley de oro
para los estándares STD2 y STD4 con el ensayo MIBK fueron más exactas, por presentar mínima
dispersión de valores de oro, ambos valores están en concordancia con las especificaciones de los
estándares de oro en el mineral. En la Tabla 4.9 (porcentaje de recuperación de oro en los estándares
vía MIBK), los estándares STD1, STD2, Y STD4, son mayores al 99%; mientras que en la Tabla 4.8,
el porcentaje de recuperación de oro son mayores al 100% para todos los estándares. Lo que significa
que los datos con respecto a los estándares en el ensayo vía MIBK fueron más exactos y precisos. La
exactitud indica qué tan cerca se encuentra del resultado correcto y real. Mientras que,la precisión
es, que tan consistentemente se obtiene el resultado con el mismo método.
67
CONCLUSIONES
Las leyes de Au con el método ENSAYO AL FUEGO son más altas en las muestras de
exploración de la minera Santa Bárbara de Trujillo: MG-06 (111.60 g/TM), MG-05 (109.83
g/TM), MG-02 (108.50 g/TM), MG-03 (95.00 g/TM) y MG-08 (73.20 g/TM); mientras que
los valores más bajos la presentan las muestras: MG-09 (3.70 g/TM), MG-07 (3.90 g/TM),
MG-10 (4.80 g/TM), MG-01 (6.53 g/TM) y MG-04 (10.70 g/TM).
Similar a lo anterior, las leyes de Au con el método ENSAYO MIBK son más altas en las
muestras: MG-06 (113.40 g/TM), MG-05 (111.70 g/TM), MG-02 (110.70 g/TM), MG-03
(98.00 g/TM) y MG-08 (75.40 g/TM); y los valores más bajos la presentan las muestras: MG-
09 (5.80 g/TM), MG-07 (4.60 g/TM), MG-10 (6.40 g/TM), MG-01 (8.60 g/TM) y MG-04
(12.50 g/TM).
Las leyes de ORO determinadas con el ensayo MIBK (método B) son más exactas y precisas,
que con el método ensayo al Fuego (método A). Esto se corrobora al obtener porcentajes de
muy buena recuperación para los estándares utilizados según la Tabla 4.9 (Ensayo MIBK).
Estos porcentajes de recuperación de Au son : 99.90%, 99.98%, 100.71% y 99.77% para los
estándares STD1(OxE166), STD2 (OxL159), STD3 (SC110) Y STD4 (SJ111)
respectivamente. Mientras que los porcentajes de recuperación de Au según la tabla 4.8
(ensayo al Fuego) son: 107.26%, 102.32%, 108.79% y 103.70%.
El método de ensayo químico que debe implementarse es el ensayo MIBK, ya que presenta
mayor exactitud y precisión, con respecto al método ensayo al fuego, ya que es más rápido y
práctico.
Las etapas del proceso en el método ensayo al fuego son:
1. Pesado de muestras: donde se pesan muestras de referencias certificadas y muestras
aun no analizadas.
2. Preparación de fundentes: Aquí se pesa y adiciona el fundente, según el tipo de
mineral para luego homogenizarla con la muestra.
3. Encuartación: Aquí se adiciona Nitrato de plata al 12 %; (a muestras, estándares y
muestras certificadas). Proceso cuando se tiene minerales de baja ley, de oro y plata.
4. Adición de Bórax; (a muestras, estándares, blancos y muestras certificadas).
68
5. Fundición: con el fin de obtener las fases liquidas y metálicas. Temperatura: 1000°C
Tiempo: 60 - 90min.
6. Separación de escoria: donde se obtiene el regulo de plomo que contiene los
metales de interés (Au y Ag), para luego darles forma de cubos (para facilitar su
manipulación); usando un martillo y el yunque.
7. Copelación: Aquí se calientan las copelas por 60 min, para luego fundir el regulo de
plomo, con el fin de eliminar el Pb (a 920°C en 45min). El 98.5% de Pb queda
atrapada en las copelas y el 1.5% se elimina en los gases.
8. Obtención: botón de oro y plata.
9. Laminación del botón: se realiza con bastante cuidado con el fin de no romper ni
contaminar la muestra.
10. Liberación del Au: Se realiza a través de un ataque químico en crisoles de porcelana
sobre una plancha de calentamiento a 120°C, adicionando ácido nítrico al 15% para
disolver toda la Ag, obteniendo una solución de nitrato de plata y Au metálico.
11. Lavado: se realiza con agua de 4 a 5 veces, para obtener el Au libre de la solución
de nitrato de Ag, para luego pasar al calcinado para darle el color característico
introduciéndola en una mufla por 1 min a 700°C.
12. Enfriado y pesado del Au: Se pesa el oro libre y seco en una microbalanza.
13. Cálculo de la ley de Au:
Las etapas del proceso en el método ensayo MIBK son:
1. Pesado de muestra: Aquí se pesan 2,000 g de muestra pulverizada a malla -200, se
humedece con agua destilada.
2. Digestión ácida: Se adicionan 15 mL de HF, 20 mL de agua regia y 5 mL de HClO4
y se deja en reposo 30 min.
3. Ataque químico: Se calienta lentamente agitando de vez en cuando y se lleva a
eliminación de humos blancos.
4. Eliminación del ácido perclórico (HClO4): Se adicionan 10 mL de HCl concentrado,
se calienta y se seca completamente.
5. Disolución de sales áuricas: Se adicionan 30 mL de HCl 1:1, se calienta y se hierve
por 5 minutos, se disuelve las sales de oro.
6. Filtrado y Lavado: Se filtra la solución áurica utilizando papel de filtro Whatman 40,
y se recibe la solución en un embudo de separación (pera de decantación 500 mL) y
se lava con mezcla ácida HCl 1:1, hasta completar 70 mL.
69
7. Extracción orgánica: Se adicionan 10 mL de MIBK grado reactivo, y 2 mL de HBr
al 48% se agita por tres minutos.
8. Separación de fases: Se dejan separar las dos fases (fase superior: orgánica y fase
inferior: acuosa), se elimina la acuosa.
9. Eliminación de Fe interferente: Se adicionan 10 mL de HBr al 5% y se agita en el
mismo embudo de separación la cual contiene la fase MIBK, por tres minutos, y se
elimina la fase inferior acuosa.
10. Extracción Líquido-Líquido: Se realizan dos extracciones sucesivas con lavados de
HCl 2M, se agitan y se separan las fases.
11. Lectura AA: Se traspasa la fase orgánica a un tubo de ensayo y se lee por absorción
atómica-llama por tres minutos.
12. Cálculo de la ley de Au:
70
RECOMENDACIONES
Realizar la calibración de cada material e instrumento usado en la práctica analítica,
así como verificar minuciosamente los reactivos a utilizar, para evitar errores en el
cálculo de la ley de oro.
Realizar periódicamente los análisis interlaboratorios, para proporcionar una visión de
conjunto continua de la calidad analítica, y que el laboratorio de la minera Santa
Bárbara de Trujillo pueda chequear la calidad de sus propios análisis utilizando
muestras reales, ya que es un componente importante del aseguramiento de la calidad
analítica.
Implementar sistemas de aseguramiento de la calidad analítica en el laboratorio de la
minera Santa Bárbara de Trujillo, para evitar cometer errores y que los resultados se
reporten con exactitud.
71
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. CASTILLA G., J. y HERRERA H., J. (2012). El proceso de exploración minera mediante
sondeos. Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de explotación de recursos
minerales y obras subterráneas. Laboratorio de tecnologías mineras. Madrid. Disponible en:
http://oa.upm.es/10695/1/20120330_El_Proceso_de_Exploracion_Minera_mediante_Sondeo
s.pdf [Accesado el 28 de febrero 2021].
2. CRUZAT O., A. (1984). Prospección Geoquímica Aplicada a Yacimientos de Oro. Revista
geológica de Chile, nº 21, pág. 53-75. Disponible en:
http://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V11n1-a03 [Accesado el 22 de
abril del 2021].
3. ESCALANTE, J. (2013). Estudio comparativo de análisis de oro entre los métodos vía seca
y vía húmeda en minerales concentrados. Tesis Pregrado. Escuela Profesional de Ingeniería
Química. Facultad de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Callao. Lima. Perú.
http://repositorio.unac.edu.pe/handle/20.500.12952/392 [Accesado el 19 de abril del 2021].
4. ESPILCO, A. (2013). Control de calidad en análisis de oro y plata realizados por ensayos al
fuego en minerales. Tesis Pregrado. Escuela Profesional de Ingeniería Química. Facultad de
Ingeniería Química. Universidad Nacional del Callao. Lima. Perú.
5. FISHER SCIENTIFIC UK. (2009). Ficha de Datos de Seguridad. Metil Isobutil Cetona.
Disponible en:
https://www.fishersci.es/chemicalProductData_uk/wercs?itemCode=10412611&lang=ES
[Accesado el 16 de mayo del 2021].
6. HERRERA H. JUAN. (2006). Introducción a los fundamentos de la tecnología minera.
Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de ingenieros de minas. Madrid.
Disponible en: http://oa.upm.es/10433/1/Introd-Fundamentos-Tecn-Minera_20110927.pdf
[Accesado el 20 de febrero 2021].
7. INSST (2018). Metil Isobutil Cetona. Documentación Límites Exposición Profesional.
Gobierno de España.Disponible en:
https://www.insst.es/documents/94886/431980/DLEP+B+2++Metilisobutilcetona++A%C3
%B1o+2018.pdf/4abe37c6-b4c5-47ba-9288-753797034b53?version=1.0&t=1551310416103
[Accesado el 27 de abril del 2021].
8. LIPA M., R. A. (2019). Análisis químico de oro y plata en sus diferentes procesos en
la empresa minera Aruntani S.A.C. OCUVIRI – LAMPA: LABORATORIO QUÍMICO.
Trabajo de Suficiencia Profesional. Disponible en:
http://repositorio.unap.edu.pe/bitstream/handle/UNAP/10836/Lipa_Maldonado_Richard_Ad
olfo.pdf?sequence=1&isAllowed=y [Accesado el 18 de marzo del 2021].
9. LÓPEZ F., A. (2007). Metales Preciosos: El Oro. Disponible en:
https://helvia.uco.es/xmlui/bitstream/handle/10396/6296/braco152_2007_11.pdf?sequence=1
[Accesado el 13 de mayo del 2021].
10. MANTARI O., W. y PAÚCAR A., E. A. (2009). Estudio de los parámetros para el análisis
químico del oro empleando el nitrato de potasio en la vía pirometalurgia de la empresa
chancadora CENTAURO SAC. Tesis pre grado. Ingeniero Metalúrgico y de Materiales.
Universidad Nacional del centro del Perú. Huancayo. Disponible en:
http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12894/2224/Mantari%20Olarte%20-
%20Paucar%20Aliaga.pdf?sequence=1&isAllowed=y [Accesado el 24 de abril del 2021].
11. MERCADO E., J. L. (2013). Estudio comparativo de análisis de oro entre los métodos vía
seca y vía húmeda en minerales concentrados. Tesis de grado. Ingeniero Químico. Universidad
Nacional del Callao. Disponible en:
72
http://repositorio.unac.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12952/392/Jorge_Tesis_t%c3%adtulo
profesional_2013.pdf?sequence=1&isAllowed=y [Accesado el 5 de abril del 2021].
12. MESTAS LAIME JOSÉ A. (2015). Instalación de una planta piloto de flotación, para el
tratamiento de un mineral aurífero refractario en minera Colibrí SAC. Tesis de grado.
Ingeniero Metalúrgico. Universidad Nacional San Agustín de Arequipa. Facultad de Ingeniería
de procesos. Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica. Arequipa. Perú. Disponible en:
http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNSA/184/B2-M-
18309.pdf?sequence=1&isAllowed=y [Accesado el 27 de mayo del 2021).
13. PIÑA AURORA BETZABÉ (2015). Minería del Oro. Escuela de Geología, Minas y
Geofísica. Universidad Central de Venezuela. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/275716285_Mineria_del_Oro [Accesado el 23 de
mayo 2021].
14. RODRÍGUEZ R. YASET, VALENTÍN R. IRAIDA, PRIETO G. JULIO O., BASILIO
DE LA TORRE JORGE, ACOSTA M. FELIPE. (2013). Validación del método ensayo al
fuego combinado con espectrofotometría de absorción atómica (EF-EAA). V Congreso
Cubano de Minería (MINERIA´2013) MIN5-O9, V Simposio Minería y Metalurgia
(MINIMETAL). La Habana Cuba. Disponible en:
http://www.redciencia.cu/geobiblio/paper/2013_Rodriguez_MIN5-O9.pdf [Accesado el 12 de
junio del 2021].
15. ROSADO CAMPOS JHOANY J. (2017). Mejoramiento del análisis químico para minerales
de oro. Tesis pregrado. Ingeniero metalurgista. Universidad Nacional de San Agustín de
Arequipa. Facultad de Ingeniería de Procesos. Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica.
Arequipa-Perú. Disponible en:
http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNSA/2560/IMrocajj.pdf?sequence=1&isAll
owed=y [Accesado el 21 junio del 2021].
16. VÁSQUEZ GARCÍA JORGE (1994). Procesamiento de minerales auríferos. El control
analítico en el procesamiento de minerales. Cartilla N°1. Ministerio de energía y minas.
Colombia. Disponible en: http://www1.upme.gov.co/simco/Cifras-
Sectoriales/EstudiosPublicaciones/Procesamiento%20de%20minerales%20aur%C3%ADfero
s%20N.1%20(1994-1995).pdf [Accesado el 7 de junio del 2021].
17. VILADEVALL S., M. (2012). La prospección del oro (El uso de la batea). Universitat de
Barcelona. Facultat de Geologia. Barcelona. Disponible en: https://silo.tips/queue/la-
prospeccion-del-oro?&queue_id=-
1&v=1627367082&u=MjAwMToxMzg4Ojc4MDM6YzM2YTpjMTdhOjYxMmM6NmFm
OjEyNWE= [Accesado el 11 de marzo del 2021].
18. ZABALETA A., G. (1999). El Oro: comercio, obtención y aplicaciones. Sociedad Española
de Metales Preciosos S.A. Disponible en:
https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/1979974.pdf [Accesado el 9 de abril del 2021].
73
ANEXOS
ANEXO 1. INFORME DE ANÁLISIS QUÍMICO DE MUESTRAS MINERALES
SULFURADOS. FC-UNI.
ANEXO 2. INFORME DE ANÁLISIS QUÍMICO DE ESTÁNDARES DE MINERALES
DE ORO. FC-UNI.