Conceptos Fundamentales de Conminución y Muestreo en Minería

Proceso de Conminución en Minería

La conminución es el proceso clave involucrado en la reducción de tamaño del mineral. Su objetivo principal es liberar la especie mineral de interés de la roca estéril (ganga) y preparar el material para los siguientes procesos minerometalúrgicos.

Conceptos Clave en Conminución

Razón de Reducción

Indica el grado en que el mineral ha sido reducido de tamaño a lo largo del proceso. Se calcula mediante la relación: Razón de Reducción = F80 / P80, donde F80 es el tamaño de la alimentación y P80 es el tamaño del producto.

Energía Específica

Representa la cantidad de energía consumida (gasto energético) para lograr una determinada reducción de tamaño del mineral.

Tamaño 80 (P80)

Corresponde al tamaño de la abertura del tamiz por la cual pasa el 80% de la masa total del mineral. Es una métrica estándar para caracterizar el tamaño de las partículas en un producto.

Fundamentos y Técnicas de Muestreo de Minerales

El muestreo es fundamental para determinar las características físicas y químicas de grandes volúmenes de mineral (lotes) de manera precisa y representativa.

Terminología Esencial del Muestreo

Lote

Porción de material completa que se desea caracterizar o estimar.

Incremento

Cada una de las porciones de material extraídas del lote (por ejemplo, en una palada) para formar la muestra global.

Muestra

Parte representativa del lote, conformada por la unión de varios incrementos. Debe ser equiprobabilística, es decir, todas las partículas del lote deben tener la misma probabilidad de ser seleccionadas.

Partícula

La unidad individual más pequeña que compone el lote.

Protocolo de Muestreo

Conjunto de procedimientos y reglas definidas para realizar un muestreo de forma correcta y minimizar los errores.

Espécimen

Partes obtenidas del lote para un análisis cualitativo, no necesariamente representativo cuantitativamente.

Tamaño del Fragmento

Tamaño promedio de las partículas dentro de un incremento.

Tamaño Nominal del Fragmento

Tamaño máximo nominal de los fragmentos presentes en el lote.

Componente Crítico

La especie o característica de interés que se busca cuantificar en el muestreo (ej. contenido de cobre).

Contenido Crítico

La concentración o cantidad del componente crítico en la muestra.

Selección Probabilística

Método de selección donde cada parte del lote tiene una probabilidad conocida y no nula de ser incluida en la muestra, idealmente con una distribución de probabilidad uniforme.

Heterogeneidad del Material

• Heterogeneidad de Constitución (CH): Se debe a las diferencias inherentes de composición, tamaño, forma o densidad entre las partículas del mineral en el lote.
• Heterogeneidad de Distribución (DH): Ocurre por la segregación o distribución no uniforme de los fragmentos dentro del lote.

Teoría de Errores de Muestreo de Pierre Gy

El error de muestreo es la diferencia entre el valor real del lote y el valor estimado a partir de la muestra. La teoría de Pierre Gy es fundamental para cuantificar la magnitud de los errores que se cometen durante la ejecución de un protocolo de muestreo. Según Gy, los errores se pueden clasificar en dos grandes grupos:

1. Errores relacionados con las propiedades intrínsecas del material.
2. Errores asociados a la toma y preparación de las muestras.

Clasificación de Errores en el Muestreo

• Error Fundamental (FE): Es el error mínimo inevitable, asociado a la heterogeneidad de constitución del material. No se puede eliminar, solo reducir aumentando la masa de la muestra.
• Error de Agrupación y Segregación (GE): Ocurre cuando la distribución de partículas en el lote no es uniforme, haciendo que algunas partes sean más probables de ser seleccionadas que otras.
• Error de Delimitación del Incremento (DE): Se produce cuando la forma o el volumen del incremento extraído no es correcto, excluyendo o incluyendo material de forma sesgada.
• Error de Extracción del Incremento (EE): Generado por el equipo de muestreo al interactuar con el flujo de material (ej. en una correa transportadora), donde partículas pueden ser excluidas o incluidas incorrectamente.
• Error de Preparación (PE): Incluye errores por contaminación, pérdida de material, o alteraciones durante las etapas de preparación de la muestra (secado, chancado, pulverización).
• Error de Alteración: Cambio en la composición química o física de la muestra después de ser tomada (ej. oxidación, absorción de humedad).
• Error Humano: Fallos debidos a un mal entrenamiento del personal, mantenimiento deficiente de equipos o falta de limpieza.
• Error Analítico (AE): Error introducido durante el análisis químico de la muestra en el laboratorio.

Requisitos para la Materialización del Muestreo

Para un muestreo efectivo, es crucial caracterizar la heterogeneidad del lote y, en base a ello, optimizar el protocolo de muestreo para minimizar los errores y asegurar la representatividad.

Métodos Comunes de Muestreo Manual

1. Cuarteo: El lote se apila en una pila cónica, se aplasta y se divide en cuatro cuadrantes iguales. Se seleccionan dos cuartos opuestos y se descartan los otros dos. El proceso se repite hasta obtener el tamaño de muestra deseado.
2. Paleo Fraccionado: El lote se divide en un número determinado de incrementos (ej. 5 o 10) y se toma sistemáticamente uno de cada grupo para formar la muestra.
3. Paleo Alternado: El lote se divide paleando el material alternadamente en dos montones iguales. Uno de los montones se selecciona como muestra.
4. Muestreo Degenerado: Se extraen incrementos del lote. Por ejemplo, de cada 5 paladas, una va al montón de muestra (Montón 1) y las otras cuatro al montón de rechazo (Montón 2). Se utiliza el Montón 1.
5. Divisor Rotatorio (Rotary Sample Divider): El material se alimenta a una tolva que lo distribuye uniformemente sobre un carrusel giratorio con múltiples recipientes (ej. 12 espacios). Es considerado uno de los métodos más precisos.
6. Riflado (Riffle Splitter): El mineral se vierte en un divisor con una serie de canaletas o rifles inclinados a 45 grados que dividen el flujo de material en dos partes iguales y representativas.