Escribi en el Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniera Depto. de Ingeniera en Minas

Laboratorio Geologa Econmica y de MinasExperiencia N1: Determinacin especies mineralesMuestras: UTP-76 Y UTP-93

Profesor: Fernando Henrquez Barrientos Asignatura: Geologa Econmica. Alumno: Felipe Aguilera Baeza Experiencia: N1N Muestras:UTP-76 y UTP-93 Ayudante: Felipe Bustos Alfaro Fecha: 29 de abril de 2014

MUESTRA UTP-76Especies minerales: MineralAbundancia

Mineral 1Pirita10%

Mineral 2Calcopirita30%

Mineral 3Arsenopirita5%

Mineral 4Blenda5%

Ganga50%

Tabla 1: Porcentaje de abundancia relativa de minerales presentes en la muestra.

Descripcin de especies minerales:A continuacin se indicar en detalle la determinacin de las especies minerales presentes en una muestra mediante la utilizacin de un microscopio ptico. La muestra analizada ser UTP-76 donde se mostrarn las propiedades tanto a ncoles paralelos como a ncoles cruzados.Nota: Las siguientes imgenes que se mostrarn en el presente informe poseen una dimensin de haz luminoso incidente en la muestra de 4 mm, dicha medida representa a todas las imgenes ya que todas fueron tomadas utilizando el mismo lente del microscopio.

Especie mineral: Pirita (FeS2) - Mineral 1.

Ilustracin 1: Pirita a ncoles paralelos.Descripcin a ncoles paralelos: Color: Amarillo plido. Habito: Anhedral y subhedral. Se aprecia un 70% de granos con ninguna cara bien desarrollada y un 30% de granos con una o ms caras definidas. Clivaje:

Ilustracin 2: Clivajes en Pirita.

Lneangulos

L1170,5

L2266,584,0

L3205,034,561,5

L4280,370,213,875,3

L5236,966,429,631,943,4

L6301,549,035,083,521,264,6

0-2020-4040-6060-8080-90

15252

MEDIA13,830,446,267,683,8

MAX13,835,049,075,384,0

MIN13,821,243,461,583,5

MEDIANA13,831,946,266,483,8

Tabla 2: Anlisis de clivajes en Pirita.Como se puede apreciar la tendencia de los clivajes esta mayormente en el rango 20-40 y 60-80.

Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 1 posee una dureza mayor que el resto de los minerales. Es decir, la Pirita posee una dureza relativa mayor que la Blenda, Calcopirita y similar a Arsenopirita. Pirita Arsenopirita > Calcopirita Blenda. Poder de reflexin: Mineral 1 posee mayor poder de reflexin similar con mineral 3. Es decir, Pirita y Arsenopirita poseen un poder de reflexin relativo similar y mayor que Blenda y Calcopirita. Teniendo la Calcopirita un poder de reflexin relativo mayor que Blenda. Pirita Arsenopirita > Calcopirita > Blenda. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: Istropo, no cambia de color ni tonalidades al girar la platina. Reflejos internos: No se aprecian reflejos internos.Observaciones:Se realiz el anlisis de clivajes de un grano con 6 lneas de clivaje debido a que ningn otro grano presenta en la muestra UTP-76 posea ms de esta cantidad.Especie mineral: Calcopirita (CuFeS2) - Mineral 2.

Ilustracin 3: Calcopirita a ncoles paralelos.Descripcin a ncoles paralelos: Color: Amarillo bronce. Habito: Anhedral. Se aprecia un 100% de granos con ninguna cara bien desarrollada. Clivaje:

Ilustracin 4: Clivaje en Calcopirita.Lineangulos

L127,3

L283,155,8

L370,843,512,3

L480,553,22,69,7

L554,727,428,416,125,8

L6192,914,470,257,967,641,8

L774,146,89,03,36,419,461,2

0-2020-4040-6060-8080-90

93630

MEDIA10,427,249,866,30,0

MAX19,428,457,970,20,0

MIN2,625,841,861,20,0

MEDIANA9,727,450,067,60,0

Tabla 3: Anlisis de clivaje en Calcopirita.Como se puede apreciar la tendencia de los clivajes esta mayormente en el rango de 0-20. Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 2 posee una dureza menor que el resto de los minerales. Es decir, la Calcopirita posee una dureza relativa menor que la Arsenopirita, Pirita y similar a Blenda. Pirita Arsenopirita > Calcopirita Blenda. Poder de reflexin: Mineral 2 posee menor poder de reflexin que mineral 1 y 3, pero mayor que mineral 4. Es decir, Pirita y Arsenopirita poseen un poder de reflexin relativo similar y mayor que Blenda y Calcopirita. Teniendo la Calcopirita un poder de reflexin relativo mayor que Blenda. Pirita Arsenopirita > Calcopirita > Blenda. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: Si presenta, leve cambio de color amarillo bronce a verde claro (amarillento) cada 90 aproximadamente. Reflejos internos: No se aprecian reflejos internos.

Especie mineral: Arsenopirita (FeAsS) - Mineral 3.

Ilustracin 5: Arsenopirita y Calcopirita a ncoles paralelos.Descripcin a ncoles paralelos: Color: Blanco cremoso. Habito: Subhedral y anhedral. Se aprecia un 80% de granos con una o ms caras definidas y un 20% de granos con ninguna cara bien desarrollada. Clivaje: No se puede hacer el anlisis debido a que ningn grano presenta ms de 3 lneas de clivaje. Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 3 posee una dureza mayor que el mineral 2 y 4 y similar al mineral 1. Es decir, la Arsenopirita posee una dureza relativa mayor que la Calcopirita, Blenda y similar a Pirita. Pirita Arsenopirita > Calcopirita Blenda. Poder de reflexin: Mineral 3 posee mayor poder de reflexin que mineral 2 y 4, y similar que mineral 1. Es decir, Pirita y Arsenopirita poseen un poder de reflexin relativo similar y mayor que Blenda y Calcopirita. Teniendo la Calcopirita un poder de reflexin relativo mayor que Blenda. Pirita Arsenopirita > Calcopirita > Blenda. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: si presenta , cambio de color en tonos verdes y rojos cada 70-80 aproximadamente.

Ilustracin 6: Arsenopirita a ncoles cruados. Reflejos internos: No se aprecian reflejos internos.

Observaciones:En la imagen anterior (Ilustracin 6) se puede apreciar un color morado para la Arsenopirita, realmente el color observado a travs del microscopio era un tono verde. Esto se produjo por alguna falla en el lente de la cmara debido al haz de luz que llegaba a esta.

Especie mineral: Blenda (ZnS) - Mineral 4.

Ilustracin 7: Blenda y Calcopirita a ncoles paralelos.

Descripcin a ncoles paralelos: Color: gris claro. Habito: Anhedral. Se aprecia un 100% de granos con ninguna cara bien desarrollada. Clivaje: No se puede hacer el anlisis debido a que ningn grano presenta ms de 4 lneas de clivaje. Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 4 posee una dureza menor que el mineral 1 y 3, y similar al mineral 2. Es decir, la Arsenopirita posee una dureza relativa menor que la Arsenopirita, Pirita y similar a Calcopirita. Pirita Arsenopirita > Calcopirita Blenda. Poder de reflexin: Mineral 4 posee menor poder de reflexin que mineral 1, 2 y 3. Es decir, Pirita y Arsenopirita poseen un poder de reflexin relativo similar y mayor que Blenda y Calcopirita. Teniendo la Calcopirita un poder de reflexin relativo mayor que Blenda. Pirita Arsenopirita > Calcopirita > Blenda. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: Si presenta, cambio de tonos grises cada 60 aproximadamente. Reflejos internos: si presenta, colores rojo, caf, amarillo al interior de la muestra cada 40-50 aproximadamente.

Observaciones:Se determin que el mineral era Blenda, debido a la presencia de Calcopirita.

Ganga: Cuarzo, 65% con respecto a la ganga total. Calcita, 2% con respecto a la ganga total. Ortoclasa, 33 % con respecto a la ganga total.

Debido a la variedad de mineral de ganga, la dureza relativa queda ordenada de la siguiente manera: Cuarzo > Pirita Ortoclasa Arsenopirita > Calcopirita Blenda Calcita.

MUESTRA UTP-93

Especies minerales: MineralAbundancia

Mineral 1Calcopirita55%

Mineral 2Calcosina30%

Mineral 3Magnetita7%

Ganga8%

Descripcin de especies minerales:A continuacin se indicar en detalle la determinacin de las especies minerales presentes en una muestra mediante la utilizacin de un microscopio ptico. La muestra analizada ser UTP-93 donde se mostrarn las propiedades tanto a ncoles paralelos como a ncoles cruzados.Nota: Las siguientes imgenes que se mostrarn en el presente informe poseen una dimensin de haz luminoso incidente en la muestra de 4 mm, dicha medida representa a todas las imgenes ya que todas fueron tomadas utilizando el mismo lente del microscopio.

Especie mineral: Calcopirita (CuFeS2) - Mineral 1.

Ilustracin 8: Calcopirita a ncoles paralelos.

Descripcin a ncoles paralelos: Color: Amarillo bronce. Habito: Anhedral. Se aprecia un 100% de granos con ninguna cara bien desarrollada. Clivaje: no se puede realizar el anlisis correspondiente debido a la gran cantidad de fracturas que posee la muestra. Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 1 posee una dureza relativa mayor que el mineral 2, pero menor que el mineral 3. Es decir, la Calcopirita posee una dureza mayor que la Calcosina, pero menor que la Magnetita. Magnetita > Calcopirita > Calcosina. Poder de reflexin: Mineral 1 posee mayor poder de reflexin relativo que mineral 2 y 3. Es decir, Calcopirita posee un poder de reflexin mayor que Calcosina y Magnetita, siendo la Calcosina mayor que la Magnetita. Calcopirita > Calcosina > Magnetita. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: si presenta, leve cambio de color amarillo bronce a tonalidades de verde claro cada 90 aproximadamente. Reflejos internos: No se aprecian reflejos internos.

Observaciones:

Especie mineral: Calcosina (Cu2S) - Mineral 2.

Ilustracin 9: Calcosina a ncoles paralelos.

Descripcin a ncoles paralelos: Color: Blanco azulado-celeste. Habito: Anhedral. Se aprecia un 100% de granos con ninguna cara bien desarrollada. Clivaje: no se puede realizar el anlisis correspondiente debido a la gran cantidad de fracturas que posee la muestra. Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 2 posee una dureza relativa menor que el mineral 1 y 3. Es decir, la Calcosina posee una dureza relativa menor que la Calcopirita y Magnetita. Magnetita > Calcopirita > Calcosina. Poder de reflexin: Mineral 2 posee mayor poder de reflexin relativo que mineral 3 y menor que Mineral 1. Es decir, Calcosina posee un poder de reflexin mayor que Magnetita, pero menor que Calcopirita. Calcopirita > Calcosina > Magnetita. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: Si presenta, anisotropa dbil, se aprecia pequeo punto de color intenso verde oscuro cada 70-80. Reflejos internos: No se aprecian reflejos internos.

Observaciones:La presencia de ptina en la muestra UTP-93, principalmente en los sectores con Calcosina, hacan que esta tomara una tonalidad aun mas azulada, dando la impresin de contener un nuevo mineral Covelina, lo cual fue descartado con los sucesivos anlisis de la muestra.

Ilustracin 10: Calcosina ms azulada por efecto de ptina.

Especie mineral: Magnetita (Fe3O4) - Mineral 3.

Ilustracin 11: Magnetita a ncoles paralelos.

Descripcin a ncoles paralelos: Color: Gris oscuro. Habito: Anhedral. Se aprecia un 100% de granos con ninguna cara bien desarrollada. Clivaje: no se puede realizar el anlisis correspondiente debido a la gran cantidad de fracturas que posee la muestra y al tamao reducido de los granos. Macla: No se aprecian maclas en la muestra. Dureza relativa: Se aprecia que el mineral 3 posee una dureza relativa mayor que el mineral 1 y 2. Es decir, la Magnetita posee una dureza relativa mayor que la Calcopirita y Calcosina. Magnetita > Calcopirita > Calcosina. Poder de reflexin: Mineral 3 posee menor poder de reflexin relativo que mineral 1 y 2. Es decir, Magnetita posee un poder de reflexin menor que Calcopirita y Calcosina. Calcopirita > Calcosina > Magnetita. Pleocrosmo: No se aprecia pleocrosmo de reflexin.

Descripcin a ncoles cruzados: Anisotropa: No se aprecian cambios de color o tonalidad al girar la platina. Reflejos internos: No se aprecian reflejos internos.Observaciones:Se pudo determinar que el Mineral 3 era Magnetita gracias a su poder magntico, el cual atraa al instrumento utilizado para determinar esta propiedad.

Ganga: Cuarzo, 100%El cuarzo apreciado en la muestra era de unas tonalidades bastante oscuras, con colores muy cercanos al negro.

VALOR ECONMICO MUESTRA UTP-76A partir de los pesos atmicos (PA) de cada elemento que compone el mineral se obtiene el peso molecular correspondiente, donde los PA son: Fe = 55,85 S = 32,07 As = 74,92 Zn = 65,41 Cu = 63,55Con ello se obtiene el peso molecular de cada mineral.MineralAbundanciaPeso molecular

Mineral 1Pirita (FeS2)10%119,99

Mineral 2Calcopirita (CuFeS2)30%183,54

Mineral 3Arsenopirita(FeAsS)5%162,84

Mineral 4Blenda (ZnS)5%97,48

Tabla 4: Abundancia relativa y peso molecular de cada mineral.Observacin: Si se suman los porcentajes no da 100%, esto se debe a que no se est considerando la ganga.Con ambos datos (peso atmico y peso molecular) se determina el porcentaje relativo de cada elemento en el mineral.% Relativo del elemento en el mineral

MineralFeSAsZnCu

Pirita (FeS2)46,5553,45---

Calcopirita (CuFeS2)30,4334,95--34,62

Arsenopirita (FeAsS)34,3019,6946,01--

Blenda (ZnS)-32,90-67,10-

Tabla 5: Porcentaje relativo del elemento en el mineral.

Ahora bien, se determina el porcentaje relativo del elemento en la muestra mineral.

% Relativo del elemento en la muestra

MineralFeSAsZnCu

Pirita (FeS2)4,665,35---

Calcopirita (CuFeS2)9,1310,49--10,39

Arsenopirita(FeAsS)1,720,982,30--

Blenda (ZnS)-1,65-3,36-

TOTAL15,5118,472,303,3610,39

Tabla 6: Porcentaje relativo elemento en la muestra UTP-76.Observacin: La suma de los porcentajes no da 100%, ya que no se consideran todos los elementos presentes en la muestra, como los de la ganga. Se presentan los minerales que pueden ser de mena y los que puedan ser castigo.De acuerdo a lo anterior los minerales que posiblemente contengan elementos de mena son Blenda con Zn y Calcopirita con Cu. En caso de ser mena de Zn recibira castigo por la presencia de Arsnico (As). Y de ser mena de Cu recibira castigo tambin por el Arsnico (As) presente y por el Zinc (Zn).

Nota: Se realizaran los clculos para 1 ton de mineral para estimar un valor econmico.Zinc recuperado.

Donde el % de zinc corresponde a la multiplicacin del % de zinc en la Blenda por la abundancia relativa en la muestra de ese mineral.

Grfico 1: Precio mensual del Zinc en $USD.

Se infiere del grfico anterior que el precio del Zinc para el mes de marzo del ao 2014 es de $USD 2007,9. Con esto se determina el beneficio econmico como sigue:

Por lo tanto el beneficio econmico presente para 1 tonelada de material es de 67,47 $USD.Cobre recuperado.

Donde el % de Cobre corresponde a la multiplicacin del % de Cobre en la Calcopirita por la abundancia relativa en la muestra de ese mineral.

Grfico 2: Precio mensual del Cobre en $USD.Se infiere del grfico anterior que el precio del Cobre para el mes de marzo del ao 2014 es de $USD 6650,04. Con esto se determina el beneficio econmico como sigue:

Por lo tanto el beneficio econmico presente para 1 tonelada de material es de 690,94 $USD.Observaciones:Ambos minerales de mena (Blenda y Calcopirita) presentan elementos de castigo, perjudiciales en su proceso de concentracin. Por ello se debe definir hasta qu punto es rentable la extraccin de estos minerales.VALOR ECONOMICO MUESTRA UTP-93A partir de los pesos atmicos (PA) de cada elemento que compone el mineral se obtiene el peso molecular correspondiente, donde los PA son: Fe = 55,85 S = 32,07 Cu = 63,55 O = 16,00Con ello se obtiene el peso molecular de cada mineral.MineralAbundanciaPeso molecular

Calcopirita (CuFeS2)55%183,54

Calcosina (Cu2S)30%159,17

Magnetita (Fe3O4)7%231,55

Tabla 7: Abundancia relativa y peso molecular de cada mineral.

Con ambos datos (peso atmico y peso molecular) se determina el porcentaje relativo de cada elemento en el mineral.% Relativo del elemento en el mineral

FeSCuO

Calcopirita (CuFeS2)30,4334,9534,62-

Calcosina (Cu2S)-20,1579,85-

Magnetita (Fe3O4)72,36--27,64

Tabla 8: Porcentaje relativo del elemento en el mineral.

Ahora bien, se determina el porcentaje relativo del elemento en la muestra mineral.% Relativo del elemento en la muestra

MineralFeSCu

Calcopirita (CuFeS2)16,7419,2219,04

Calcosina (Cu2S)-6,0523,96

Magnetita (Fe3O4)5,07--

TOTAL21,8125,2743,00

Tabla 9: Porcentaje relativo del elemento en la muestra.De acuerdo a lo anterior los minerales que posiblemente contengan elementos de mena son Calcosina y Calcopirita con Cu y Magnetita con Fe.

Nota: Se realizaran los clculos para 1 ton de mineral para estimar un valor econmico.Cobre recuperado.

Donde el % de Cobre corresponde a la multiplicacin del % de Cobre en la Calcosina por la abundancia relativa en la muestra de ese mineral.

Grfico 3: Precio mensual del Cobre en $USD.Se infiere del grfico anterior que el precio del Cobre para el mes de marzo del ao 2014 es de $USD 6650,04. Con esto se determina el beneficio econmico como sigue:

Por lo tanto el beneficio econmico presente para 1 tonelada de material es de 2859,52 $USD.

Fierro recuperado.

Donde el % de Fierro corresponde a la multiplicacin del % de Fierro en la Magnetita por la abundancia relativa en la muestra de ese mineral.

Grfico 4: Precio mensual del Fierro en $USD.Se infiere del grfico anterior que el precio del Fierro para el mes de marzo del ao 2014 es de $USD 111,83. Con esto se determina el beneficio econmico como sigue:

Por lo tanto el beneficio econmico presente para 1 tonelada de material es de 24,40 $USD.

CONCLUSIONES

De acuerdo al anlisis de la muestra UTP-76 se puede determinar que el mayor beneficio econmico se obtiene con la extraccin del cobre presente en dicha muestra. Tomando un valor de 690,94 $USD. El problema radica en la presencia de elementos de castigo, perjudiciales para el proceso de concentracin del cobre. Estos elementos son Arsnico (As) y Zinc (Zn), con ellos se hace inviable una explotacin de Calcopirita para la obtencin de cobre. Una opcin alternativa es la explotacin del Zinc presenta en la Blenda, pero al igual que en el caso anterior, presenta elementos de castigo, como el Arsnico (As), que son perjudiciales para el proceso de concentracin. Adems de poseer una concentracin muy baja y con ello un beneficio econmico inferior que no permite la explotacin. Beneficio econmico de 67,47 $USD por tonelada de material extrado.Con respecto a la muestra UTP-93 se puede determinar que el mayor beneficio econmico se obtiene con la extraccin del Cobre presente en dicha muestra. Teniendo un valor de 2859,52 $USD por tonelada de material extrada. El cobre es extrado tanto de minerales de Calcopirita y Calcosina, ascendiendo a un porcentaje total del elemento en la muestra de 43%, un valor bastante alto. Es por esto que se determina que existe un valor econmico presente en la muestra, con lo cual se recomendara una explotacin. De acuerdo al anlisis establecido se determina que la muestra es una posible mena de Cobre (Cu).El anlisis de la ganga es importante para procesos posteriores a la extraccin. Una de estos es el proceso de chancado y molienda del material, ya que minerales ms duros, por ejemplo cuarzo, requerirn consideraciones diferentes en la maquinaria utilizada para estos procesos.

RECOMENDACIONES

Al iniciar el proceso de anlisis, se debe preparar la muestra de manera correcta. Esto es apoyar sobre una placa de vidrio un pedazo de plasticina y sobre esta misma la muestra a tratar. Una vez realizado esto se posiciona en una prensa para lograr el paralelismo de la muestra. Esto es importante, ya que si este procedimiento no es realizado con el cuidado necesario al momento de analizar los minerales presentes a travs de microscopio ptico dar la impresin de desenfoque con el barrido de la muestra. La manipulacin de la muestra mineral se debe realizar por la placa de vidrio en la cual esta posicionada, con esto se evita tocar la muestra con las manos y contaminarla, como tambin perder el paralelismo de la muestra y con ello el enfoque al momento del barrido de esta.Presencia de ptina en las muestras entorpece el trabajo de identificacin de minerales, es por esto que se recomienda limpiar las muestras cuando sea necesario.Para el momento de determinacin de lneas y ngulos de clivajes, se debe cerciorar que la platina en la cual se posiciona la muestra este lo ms cntrica posible, de no ser as, dar aviso para una posterior correccin, ya que si este problema no es corregido, se debe descartar por completo el anlisis de lneas de clivaje.