1 - DSpace en ESPOL

Transcription

1 - DSpace en ESPOL

75 4 7.969
C .L 7f
L LITORAL
NClAS DE LA T
EIRRA
PRO~UC~O
I NDE P
G
I TOS A PARTR
I DE MINERALES
DE O~O
IOS DE HI~RRO PARA SU APllCAClON EN
HORMI~O~ESINTE~RAlMENTE COLOREADOS
TESIS DE GRADO
Previo a la Obtencidn del Título de:
INGENIERO DE MINAS
Presentada por:
Alexis pmpoverde Gallardo
1994
GUAYAQUIL
D E D I C A T O R I A
A MIS PADRES
A MI HERMANA
A M I S HERMANOS
A MI SOBRINA
A MIS TIOS
A G R A D E C I M I E N T O
Al
Ing. Hugo Eguez, D i r e c t o r d e Tesis.
p o r s u dirección.
A l Centro
Técnico del Hormigjn y t o d o
s u personal. e n es~ecialal I n g . Carrión.
por todo e l apoyo que me han brindaao.
Al Ing. Alvhrc,
Villanueva d e P i n t u r a s
Cóndor por s u a t e n t a colaboraciór, A mis
anieos William. Davicho, niego Y
J u l i o Garcíh.
A l o s p r o f e s o r e s d e l a E,c.cuela
ae Minas.
'D d o de
1
1A Facultad
Ing. Wilter Camacho
Miembros del Tribunal
Director de Tesis
DECLARAClON EXPRESB
5
RESUMEN
El presente trabajo tiene como finalidad demostrar la
utilidad de
4 pigmentos
mineraleg
en la producción
hormigones integralmente coloreados ( H I C ) .
de
Para ello se
eligieron tres óxidos de hierro naturales existentes en el
país:
hematita para producir pigmento rojo; limonita para
pigmentos
rojo y
amarillo;
y
magnetita
para
pigmento
negro.
El mineral
de hematita
minera "LOS
fue recolectado en la
Lojas" cerca de
la ciudad de
concesión
Guayaquil.
El
análisis quimico dió como resultado un contenido de óxido
de hierro de 87.26%, y de la prueba
un
índice de
pigmento
trabajo
de 2 2 . 4
con un 80% porcentaje
12.1 wn.
La probeta de HIC
de molienda se obtuvo
Kw-hr/ST.
Se
de peso pasante
obtuvo un
(PPP) de
que resultó de este pigmento
fue de un color rojo pálido satisfactorio.
El mineral
de limonita
fue recolectado en una
cerca del cantón Chunchi, provincia
anomalía
del Chimborazo.
El
análisis quimico mostró un contenido de óxido hidratado de
hierro de 87%, y la prueba dqmolienda indicó un índice de
trabajo
de
9.38
Kw-hr/ST.
Se
obtuvieron pigmentos
amarillos con dos granulometrías: uno con. un 80% PPP de
15.2 cim y otro con 80% PPP de 8 . 4 um.
L a s probetas de HIC
Q
que
se realizaron con estos pipmentos
fueron de un aolor
amarillo lim060.
obtuvieron pigmento8 rojoir
De la lirnonita también se
uno con 80% PPP de 4.4 rn y otro oon
dos granulometrías:
80% PPP
de
m.
4.0
de
Las
producidas a partir de
probetas
probetas
de
HIC
estos plgmentoe fueron de un color
rojo ladrillo muy satiefactorio.
La
magnetita fue
arenas
del
negras
mineralógico
área
mostró
de
promedio
obtenida
48%
de
que
a partir
de
El
arenáe
inagnetitari,
tfcnen
anAlisib
una
rnímuss que
la&
60 y
muestra da
una
Chanduy.
eetas
entre las mallas
concentradas
de
140 Tylsr
ley
srstán
rregún el
análisis granulométrícoc1e
hicieron
un
cilindro
un concentrador gravímétríco,
una m e s &
Para recuperar las magnetitas de
pruebas
con
magnético.
un
y con
concentradora.
mesa,
esta es
concentrador mcrgnbtica,
La m á x i m a
de
lát aranas
recuperacibn se
94% con una
pureza
logrs. con
del 98%.
la
Lgb
magnetitas contienen 73% de óxido de kícrro y 24%de 6xi&
de titanio,
ñr/ST.
Se
diferentes:
y poseen
un índice
obtuvieron pigmentos
uflo
con
de trabajo de
con dos
13.51 Ilw-
granuluwtríos
80% PPP de 19.5 m y otro con
un 80%
PPP de 12.1 um- La probeta de HIC gipociucíds c m e1
pigmento m&s fino fue de un color negro satísfedxwío,
7
INDICE GENERCSL
Pagina
RESUMEN .........................................
5
INDICE GENERAL ..................................
7
INDICE DE FIGURAS ...............................
INDICE DE TABLAS ................................
13
INDICE DE GRAFICOS ..............................
15
INDICE DE FOTOGRAFIAS ...........................
16
ABREVIATURAS ....................................
INTRODUCCION ....................................
22
CAPITULO 1
PIGMENTOS .......................................
24
1.1
Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
1.2
Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
1.3
Minerales óxidos de hierro como pigmentos . .
27
1.3.1
Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
1.3.2
Pigmentos rieeros ....................
30
1.3.3
Pigmentos r o j o s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
1.3.4
Pigmentos amarillos . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
1.3.5
Propiedades químicas . . . . . . . . . . . . . . . .
37
1.3.G
Propiedades físicav . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
1.3.7
Manufactura .........................
45
1.3.8
Estadísticas Económicas . . . . . . . . . . . . .
44
1.3.9
Aplicaciones ........................
46
...
.
CAPITULO 11
HEMATITA COMO PIGMENTO NATURAL ..................
2.1
Ocurrencia en el país ......................
2.2
Recolección de la muestra ..................
49
49
51
2.3 Preparación de la muestra . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
2.4
Composición Mineral6gica . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
2.5
Contenido de Oxido de Hierro . . . . . . . . . . . . . . .
2.6
Proceso de Reducción de Tamaño . . . . . . . . . . . . .
2.6.1
Teoría de la Trituración./Molienda. . .
2.6.2
Relaciones de Energía/Reducción de
52
54
..................
58
Secuencias de Trituración/Moliendá. .
61
62
2.6.5
.............
Frincipios del ?:=lino de Bolas . . . . . .
2.6.6
Frueba de Triturs-ion. . . . . . . . . . . . . . .
2.6.7
Frueba de MoliF~aá
..................
tamaño de uno
a...
2.6.3
2.6.4 Análisis Granui.nétrico
63
66
67
2.7 Proceso ae Obtención k e l pigmento . . . . . . . . . .
78
obtenido . . . . . .
79
2.8.1
Gravedad especiilca . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
2.8.2
Granulometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
2.8
2.9
Características del &;mento
Procesamiento Mineral para la obtención
del pigmento (Diseño 7entativo). . . . . . . . . . . .
91
CAPITULO 111
LIMONITA COMO PIGMENTO N A T ~ ~ F. ~. .;. . . . . . . . . . . . . . .
95
9
3.1
Ocurrencia en el pais ......................
95
3.2
Recolección de la muestra ..................
95
3.3
Preparación de la muestra ..................
95
3.4
Descripción Mineralógica..
96
3.5
Contenido de Oxido de
.................
Hierro ...............
96
3.6
Análisis del proceso de molienda ...........
96
3.6.1
Prueba de Trituración...............
96
3.6.2
Prueba de Molienda ..................
96
3.7 Proceso de obtención del pigmento amarillo .
104
3.8
Proceso de obtención del pigmento r o j o .....
104
3.9
Características de l o s pigmentos obtenidos.
105
3.9.1
Gravedad específica .................
105
3.9.2
Granulometría.......................
105
3.10 Procesamiento Mineral para la obtención de
los pigmento5 (Diseño Tentat.ivo) ...........
106
CAPITULO IV
MAGNETITA COMO FIGMENTO NATURAL .................
4.1
Ocurrencia en el país ......................
113
113
4.2 Recolección de la muestra ..................
115
4.3
Preparación de la muestra ..................
116
4.4
Anglisis Mineralógico Semicuantitativo.....
117
4.5
Composición Quimica de las magnetita5 ......
118
4.6 Distribución Granulométrica de las arenas
y
las magnetitas ...........................
4.7 Proceso de Obtención de las Magnetitas .....
118
123
10
4.7.1
Separación Magnética por vía seca...
4.7.2
Separación Gravimétrica por vía
123
húmeda .............................
132
4.8
Proceso de Molienda .......................
144
4.9
Proceso de Obtención del Pigmento .........
154
4.10 Caracteristicas del Pigmento Obtenido .....
154
4.10.1 Gravedad Específica ........-.......
154
4.10.2 Granulometría .....................
154
4.11 Procesamiento Mineral para la Obtención del
Pigmento (Diseño Tentativo) ...............
157
CAPITULO V
HOFWIGON INTEGRALMENTE COLOREADO...............
5.1
160
Introducción al Hormigón Integralmente
Coloreado .................................
163
5.1.1
Hormigones y morteros coloreados...
160
5.1.2
Tipos y Propiedades de l o s Agentes
Colorantes.........................
5.1.3
Efectos del color de l o s componentes
del hormigón integralmente coloreado
5.1.4
165
Formas de realizar el mezclado del
HIC ................................
5.1.5
161
167
Efecto de l o s pigmentoe s o b r e las
propiedades físicas de las mezclas
frescas............................
5.2 Metodología para la elaboración de una
167
11
probeta de hormigón integralmente coloreado
168
5.3 Resultados de color obtenidos de 108
ensayos con las probetas de hormigón
integralmente coloreado...................
169.
5.3.1 Resultados de las pruebas con las
probetas para el pigmento rojo de
hematita ............................
169
probetas para el pigmento amarillo
de limonita .........................
172
probetas para el pigmento r o j o de
limonita ............................
172
probetas para el pigmento negro de
magnetita ...........................
174
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................
178
BIBLIOGRAFIA ...................................
180
12
INDICE DE F I G U R A S
Página
No
1.
DIAGRAMA DE TRATAMIENTO PARA PROWCIR
PIGMENTO ROJO A PARTIR DE HEMATITA Y
LIMONITA .................................
2.
92
DIAGRAMA DE TRATAMIENTO PARA PRODUCIR
PIGMENTO AMARILLO A PARTIR DE LIMONITA
- . 112
3
CURVAS TIPICAS DE MAGNETIZACION
3a.
MINERALES FERROMAGNETICOS (MAGNETITA).... 130
3b.
MINERALES PARAMAGNETICOS (HEMATITA) Y
PARAMAGNETICOS (CUARZO).................
4.
130
CILINDRO MAGNETICO DE POLO AXIAL TIPO
AGITADOR ................................
5.
ACCION EN UN PELICULA QUE FLUYE
6.
MESA CONCENTRADORA......................
7.
DISTRIBUCION DE LOS PRODUCTOS EN UNA
130
139
MESA CONCENTR A D O R A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
139
8.
ESTRATIFICACION VERTICAL ENTRE RIFFLES..
139
9.
DIAGRAMA DE TRATAMIENTO PARA PRODUCIR
PIGMENTO NEGRO A PARTIR DE MAGNETITA
...
158
13
INDICE DE TABLAS
NO
Página
1.
PRODUCCION MUNDIAL DE PIGMENTOS
NATURALES DE OXIDOS DE HIERRO. POR PAIS.....
11 .
111
45
DESCRIPCION MINERALOGICA DE LA HEMATITA ..... 53
I
CONTENIDO DE OXIDO DE HIERRO DE LA
HEMATITA ....................................
53
IV .
PRUEBA DE TRITURACION DE LA HEMATITA ........ 68
V.
CARGA DE BOLAS ..............................
68
VI .
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA HEMATITA ...........
75
INDICE DE TRABAJO DE LA HEMATITA ............
75
VI1
I
VI11 .
PRUEBA DE GRAVEDAD ESPECIFICA DE LA
HEMATITA ....................................
IX .
89
ENSAYO HIDROMETRICO DEL PIGMENTO ROJO DE
HEMATITA ....................................
89
X.
DESCRIPCION MINERALOGICA DE LA LIMONITA .....
97
XI .
CONTENIDO DE OXIDO DE HIERRO DE LOS
PIGMENTOS DE LIMONITA ......................
97
XII .
PRUEBA DE TRITURACION DE LA LIMONITA ........
99
XIII .
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA LIMONITA ...........
99
XIV .
INDICE DE TRABAJO DE LA LIMONITA ............ 101
xv
GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS PIGMENTOS
I
DE LIMONITA .................................
XVI
I
ENSAYO HIDROMETRICO DEL PRIMER
PIGMENTO AMARILLO ...........................
XVII .
101
ENSAYO HIDROMETRICO DEL SEGUNDO
107
14
PIGMENTO AMARILLo...........................
107
XVIII. ENSAYO HIDROMETRICO DEL PRIMER PIGMENTO
ROJO ..........................................
XIX.
109
ENSAYO HIDROMETRICO DEL SEGUNDO PIGMENTO
ROJO ........................................
xx.
109
RESULTADOS DEL ANALISIS MINERALOGICO DE LA
ARENA ........................................ 119
XXI
GRANULOMETRIA DE LA ARENA Y DE LA MAGNETITA. 119
I
xxII.
COMPOSICION QUIMICA DE LAS MAGNETITAS
FERROMAGNETICAS.............................
XXIII
I
120
PARAMAGNETICAS.............................
120
XXIV.
PRUEBAS CON EL CONCENTRADOR MAGNETICO ....... 145
XXV .
PARAMETROS DE LA MESA CONCENTR A D O R A . . . . . . . . .
XXVI.
BALANCE EN LA PRUEBA CON EL CONCENTRADOR
MAGNETICO ...................................
145
146
XXVII. BALANCE EN LA PRUEBA CON EL CONCENTRADOR
GRAVIMETRICO ................................
146
XXVIII. PRUEBA DE MOLIENDA DE LA MAGNETITA .......... 151
XXIX.
PRUEBA DE GRAVEDAD ESPECICA DE LA MAGNETITA. 151
XXX.
ENSAYO HIDROMETRICO DEL PRIMER FIGMENTO
NEGRO ...........................................
XXXI.
ENSAYO HIDROMETRICO DEL SEGUNDO PIGMENTO
NEGRO ..........................................
XXXII.
155
155
COMPOSICION DE LAS PROBETAS DE HORMIGON
INTEGRALMENTE COLORE A D o . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . .
170
15
INDICE D E GRAFICOS
Página
No
1.
PRUEBA DE TRITURACION DE LA HEMATITA .......-... 69
2.
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA HEMATITA ..............
3.
CURVA GRANULOMETRICA DEL PIGMENTO ROJO DE
HEMATITA .......................................
77
90
4.
PRUEBA DE TRITURACION DE LA LIMONITA ........... 100
5.
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA LIMONITA .............. 102
6.
CURVAS GRANULOMETRICAS DEL PIGMENTO
AMARILLO DE LIMONITA ............................
7.
CURVAS GRANULOMETRICAS DEL PIGMENTO ROJO DE
LIMONITA ........................................
e.
108
110
DISTRIBUCION GRANULOMETRICA DE LA ARENA
CONTENIDO DE MAGNETITA POR TAMIZ ...........-... 132
9.
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA MAGNETITA (MATERIAL
DESCONOCIDO)...................................
10.
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA MAGNETITA (MATERIAL
CONOCIDO)......................................
11.
152
153
CURVAS GRANULOMETRICAS DEL PIGMENTO NEGRO EE
MAGNETITA ......................................
..
.
156
16
INDICE DE FOTOGRAFIAS
No
Página
1
Probetas de HIC con rojo de hematita ........... 171
2
Se presenta el lado no expuesto de las
probetas de la fotografía l....................
171
3
Probetas de H I C con amarillo de limonita....... 173
4
probetas de la fotografía .....................
173
5
Probetas de H I C con rojo de limonita........... 175
6
probetas de la fotografía .....................
175
7
Probetas de H I C con negro de magnetita ......... 177
8
probetas de la fotografia .....................
177
ABREVIATURAS
B
Inducción Magnética
cc
Promedio de l o s dos Últimos periodos
Ct
Factor de temperatura
CT
Carga circulante inicial
D1
Tamaño de la partícula inicial
D2
Tamaño de la partícula final
D
Diámetro interno del molino de bolas
De
Diámetro efectivo
Dh
Gravedad específica del mineral pesado
Df
Gravedad específica del medio fluído
D1
Gravedad específica del mineral liviano
Ds
Densidad de la partícula
d
diámetro de una partícula
db
Diámetro de la bola más grande en un molino de
bolas
dx
Diferencial en el eje x
dy
Diferencial en el eje y
E
Energía de entrada
Fíd)
Fracción Acumulada de Peso
B
Aceleración de la gravedad
G
Gravedad específica
Gs
Densidad del pigmento
Gw
Densidad del agua
H
Campo Magnético Aplicado
18
HIC
Hormigón integralmente coloreado
J
Volumen de carga en un molino de bolas
k
Tamaño máximo de la curva granulómetrica
he
Pendiente de la curva de magnetización
K
Constante de la ley de Rittinger
L
Largo del Molino
m
Pendiente
n
Viscosidad del agua
N
Porcentaje de material de diámetro menor que el
considerado
Nc
Masa de material representativo
*N
Fracción de Velocidad Crítica
Pr
Tamaño en um de l o s cuales pasa el 80% del producto
P
Potenca del molino
PPI
Producto de período ideal
P1
Peso de material pasante
PNi
Producto neto del período
PNR
Producto neto por revolución
PPP
Porcentaje de peso pasante
Q
Tasa de producción
R
Lectura corregida de hidrómetro
R
Lectura de hidrómetro + 1
Re
Razón de reducción
Rc
R - caso de corrección + Ct
R1
Peso de material pasante
t
Lapso de tiempo
19
T
Temperatura
U
Intensidad de rnagnetización
V
Velocidad de rotación del molino de bolas
VP
Velocidad terminal de la partícula
vc
Velocidad crítica
vo
Volumen interno del molino
W
Trabajo de entrada
wl3
Peso de la carga de bolas
wi
Indice de trabajo
Wir
Indice de trabajo del material de referencia
Wit
Indice de trabajo del material desconocido
ws
Peso seco de la muestra
Wmsl
Peso de picnómetro
Wml
Peso de picnómetro + agua
X
Malla de prueba
XP
80% del pasante de la carga del producto
Xf
80% del pasante de la carga de alimentación
XPt
80% del pasante del producto de material desconocido
XPr
80% del pasante del producto de material conocido
Xft
80% del pasante de la carga de alimentación de
+ pigmento
material desconocido
Xfr
80% del pasante de la carga de alimentación de
material conocido
2
Distancia entre la superficie de suspensión y el
centro de inmersión del hidrómetro
o
Densidad de bolas
20
P
Densidad de bolas de acero
o
Densidad de empaque de l a s bolas
P
Promedio de l o s dos Últimos periodos
UNIDADES
A
Ampere
cc
Centímetro cúbico
cm
Centímetro
"C
Grados Celcius
gr
Gramo
hr
Hora
Kg
Kilogramo
KPa
Kilopascal
Kw
Kilovatio
m
Metro
ml
Mililitro
mm
Mi 1ímetro
min
Minuto
P
Pie
pulg hlgada
rev
Revolución
rpm
Revolución por minuto
ST
Tonelada corta
T
Tesla
Ton
Tonelada métrica
TPH Tonelada métrica por hora
21
Wb
Weber
Micra
22
INTRODUCCION
Los óxidos de
hierro tienen
los Únicos minerales
la cualidad especial de
~ e r
significativamente coloreados que se
encuentran en la naturaleza relativamente disponibles para
su uso como pigmentos después de ser pulverizados.
Los pigmentos minerales de
óxidos de hierro
utilizarse
también
obtención
en
de
hormigones
pinturas,
producción de
en
ferritas, y
en
la
8e
además
aplican
en
electrónica para
el coloreado
integral
de
la
la
de
cauchos, plásticos y compuestos relacionados.
El uso de hormigón
y morteros
integralmente coloreados
para revestimientos, tejas, adoquines y juntas, ha crecido
rápidamente a
pesar de
que se
tienen muy pocos
datos a
largo plazo sobre su comportamiento y durabilidad.
El
presente
trabajo tiene
como
finalidad demostrar
la
utilidad de tres minerales de óxidos de hierro que existen
en nuestro país
para la
producción de pigmentos.
minerales son la magnetita que se
encuentra en las arenas
negras de nuestras playas, la hematita de los
hierro localizados al
Estos
norte de la ciudad
filones de
de Guayaquil en
el sitio denominado L o s L o j a s , y la limonita que existe en
23
una anomalía
cercana
al
cantón Chunchi,
provincia
de
primero,
la
Chimborazo.
La metodología que se sigue comprende:
obtención de
óxido
de
l o s pigmentos a partir
hierro,
facilidades de
Mecánica
de
utilización
.para lo
los
cual
se
utilizaron
laboratorios
de
Mineralurgia
y
segundo,
la
Suelos de
de estos
de l o s mineraleo de
la
ESPOL;
pigmentos
en
y
la
elaboración
probetas de hormigón integralmente coloreado, lo
realizó
en
Hormigón.
los
laboratorios del
Centro
las
de
cual se
Técnico
del
1-1 GENERALIDADES
La palabra pigmento deriva del latin pingere, pintar.
Los
pigmentos
desempeñan como
sistemas de
a la
son
materias
los principales
que
se
componentes de
los
revestimiento y contribuyen directamente
utilidad de éstos en
función
colorantes
decorativa
o
su función protectora, su
artística
y
otras fumiones
varias, como la de seguridad en pinturas para señales
de tráfico,
indicadores de
temperaturas crítica8
para fines generales de marcar.
fines, el pigmento
De
manera
análoga,
En cada uno de estos
deeempefla un papel importante
la capacidad de la pintura
los
y
en
para realizar su función.
pigmentos
son componentes
importantes de otras clases de productos relacionados
con
revestimientos orgánicos;
por
tintas, revestimientos de telas,
ejemplo linóleo,
caucho, plásticos y
revestimientos para papeles (17).
La propiedad caracteríetica de un pigmento, que lo
.F
c <
.
25
distingue
un
de
un
en
sustancial
suelen eer compuestos
color
diveraas
a
siguientes:
y
insolubilidad
BU
o vehículo
portador
Los colorantee
líquido.
es
colorante,
(o materiales
66lido
para teñir)
orgánicos que sirven
sustancias,
entre
tales como
para dar
otra6
las
sintéticas
fibrae animales, vegetales o
otros productos
o
lana, seda,
algodón,
lino, ray6n, nailon, papel, cuero o pieles, u también
materiales
como aceites, ceras, caucho
En
casos
estos
el
colorante
combinación quimica con
bien unirse a
o plásticos.
puede
formar
la sustancia que
una
se tiñe, o
Los colorantes que
ésta fisicamente.
son solubles en agua, o que se pueden volver solubles
por medio de
la
a alguna simple
reducción)
estampar
fibras
colorantes
usan
se
para
y
reacción quimica (como
generalmente para
materiales
disolventes,
teñir
Los
similares.
aceites,
o
ceras,
o
plásticos son soiubles en estos medios, o bien pueden
ser
divididos en
partículas
tan
pequeñas
que
se
pueden dispersar eficazmente para dar gran intensidad
de
color.
conocen
con
colorantes
Las materias
el
nombre
solubles
son
colorantes
de
insolubles se
pigmentos.
convertido6
en
Algunos
pigmentos
orgánicos para ser usados en barnices y pinturas.
L o s colorantes
naturales
que
se
usaron
en
otras
épocas han sido reemplazados casi en su totalidad por
26
colorantes
sintéticos,
compleja.
Hay
que
casi
todos
una
ejecutar
de
estructura
larga
para canvertir l a s materias
operaciones
ejemplo, como
las
la
procedentes de
serie
de
primas, por
hulla
o
del
petrbleo, en productos que puedan reaccionar entre sí
y formar colorantes.
Aparte
del
color
la
a
contribuyen
revestimientos,
químicas
más
la
y
calidad
con
de
ciertas
los
especializadas.
exigen
se
en
mejoramiento de la
pigmentos
sistemas
propiedades
Son
propiedades quimicas las inhibidoras
que
los
opacidad,
físicas y
ejemplo
de
de la herrumbre
pinturas
las
de
marinas,
el
duración exterior en las pinturas
para casas y esmaltes de exterior, etc.
En la actualidad se
usan como pigmentos una variedad
El uso de los pigmentos
casi infinita de sustancias.
naturales se remonta a
número de
materias
lentamente
hasta
l o s tiempos prehistóricos; el
usadas
el
como
siglo
pigmentos
XIX;
aumentó
entonces,
el
desarrollo de la Química fue acompañado por un enorme
aumento en
embargo,
el
número
las materias
fueron
fácilmente
muchas
de
ellas
de
estas
pigmentarias más
reemplazadas
se
sustancias.
usan
por
todavia
sustanciales en la industria moderna.
antiguas no
las
en
Sin
nueves
cp@yefes
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+,
a
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y
27
1-2 CLASIPICACION
Los
pigmentos
se
azoicos insolubles. L o s
síntesis química orgánica de
inorgánicos se
clasifican a
su
sintéticos.
L o s pigmentos
inorgánicos
naturales y
naturales
son
aquellos
obtenidos
L o s pigmentos
minerales.
obtienen
orgánicos e
Los pigmentos orgánicos se obtienen por
inorgánicos.
pigmentos
en
claeifican
por
de
vez
en
fuentes
inorgánicos sintéticos se
síntesis química
inorgánica de
sales
como cromatos, ferrocianuros, etc.
1.3
MINERALES DE OXIDOS DE HIERRO COMO PIWENTOS,
Los
óxidos de
hierro
inorgánicos, y como
naturales
o
naturales
tienen
se
clasifican como pigmentos
se vió anteriormente
sintéticos.
Los
la cualidad
pueden ser
óxidos de
especial
hierro
de ser
los
únicos minerales significativamente coloreados que se
encuentran
en
la
naturaleza,
relativamente
disponibles para su uso como pigmentos después de ser
pulverizados a tamaño
pigmentario.
El hecho de que
depósitos altamente coloreados de óxidos de hierro se
encuentran en
todo el
pinturas artisticas
prehistórico.
mundo explica
de las
En
su uso
cavernas por
adición
a
el
en las
hombre
la abundancia,
constituyen cerca del 7% de la corteza terrestre, l o s
minerales de óxidos de hierro tienen la ventaja de su
20
bajo costo, permanencia, y no son tóxicos. A lo largo
de
Siglos, civilizaciones
los
utilizado los óxidos
subsecuentes han
de hierro como
la mayor fuente
para decoración y protección
cuando se quiere color.
En
industria
el
siglo
pasado
la
quimica
desarrollado un rango completo de pigmentos
ha
de óxido
de hierro sintéticos l o s cuales superan l o s pigmentos
producidos de menas de hierro natural en uniformidad,
calidad de color, y
pureza quimica (25). En 1991 en
l o s Estados Unidos
solamente, la producción minera y
las ventas de pigmentos
de óxidos de hierro en bruto
fueron
40.220 toneladas
de
34.083 y
métricas
respectivamente (26).
1 - 3.1 CLASIFICACION
Una característica importante de un pigmento es
su color
y, por lo
puede clasificar a
tanto, sobre esta base
se
los pigmentos de óxidos
de
hierro.
A . Pigmento6 amarillos
1.
Pigmentos naturales
a)
Goetita
b)
Lepidocrocita
c)
Ocres
d)
Sienas
29
e)
Limonita
2. Pigmentos sintéticos
a)
Goetita
B. Pigmentos rojos
1.
Pigmentos naturales
a) Hematita
b) Siderita (calcinada)
c) Piritas (calcinada)
d ) Limonita (calcinada)
2.
Pigmentos sintéticos
a) Hematita
C. Pigmentos de color café.
1. Pigmentos naturales
a) Umbers
b) Limonita (calcinada)
c) Siderita (calcinada)
d) Goetita
2. Pigmentos sintéticos
a) Mezclas de hematita, goetita y magnetita
b) Coprecitado de hematita-magnetita
c) Magemita
D. Pigmentos negros
1. Pigmentos naturales
a) Magnetita
b) Pizarra (mezcla de minerales)
30
2. Pigmento8 sintéticos
a) Magnetita
1-3-2PIGMENTOS NEGROS
Entre los pigmentos negros de óxidoe de hierro
tenemos el óxido
El óxido negro natural de
sintético de hierro.
hierro, conocido
como magnetita,
en muchas partes del mundo.
es:
A1203.
seco y
negro
de
94.0-95.0%
férrico), 2.25%
El
de Si02
mineral
grisáceo,
por
100 Kg
típicas:
particulas,
de
1.0%
de
muele en
producir el pigmento
tiene
las
siguientes
16 Kg de
pigmento;
4.73;
aceite de linaza
tamaño
de
las
1.0-40 w; 3% queda retenida en el
pardo y amarillo
de
menos de
y
peso específico
tamiz No 325 Tyler.
negro
(óxido ferroso
seleccionado se
que
absorción de aceite
se encuentra
Un análisis tipico
Fe304
se clasifica para
propiedades
y el óxido
natural de hierro
hierro
Como
los pigmentos r o j o ,
se óxido de
es
bastante permanente.
hierro, el óxido
relativamente
Se usa
barato
y
mucho en pinturas
para imprimación de metales (17).
El óxido precipitado de hierro de color negro
se obtiene por la reacción de una sal ferrosa
y
31
un
álcali,
seguida
pigmento con gran
de
Es un
oxidación.
capacidad de recubrimiento y
El tamaño de l a s
excelente potencia colorante.
partículas varía entre 0.10 y 1.25 micras.
1.3.3 PI(;MENToS ROJOS
En el grupo
de pigmentos inorgánicos de color
rojo el subgrupo más
por los
óxidos de
obtienen
de
importante es el
hierro.
Estos
fuentes mineralee
fabrican por
y
formado
óxidos
se
también
se
Los
procedimientos químicos.
pigmentos
minerales
minerales
de
se
hierro:
obtienen
hematites,
de
cinco
limonita,
magnetita, pirita y siderita-Estos minerales se
encuentran en
tres
todo el
mundo y
procedimientos
pigmentos:
para
se tratan
usarlos
por
como
purificación, reducción del tamaño
de las particulas y calcinación para cambiar la
composición química.
El
material del
que se
parte más comúnmente para la fabricación de l o s
óxidos
de hierro
(FeS04.7H20); se
sintéticos es
hace uso
la caparrosa
también
de
otras
sales de hierro (17).
La hematita, la limonita y la siderita son l o s
principales minerales convertidos en pigmentos
32
rojos.
Los pigmentos de hematita más conocidos
el 6xido español
y más antiguos 8on
del
Golfo Pérsico,
asi
el óxido
y
llamados por
la
procedencia de l o s minerales.
En España
el mineral seleccionado
seco o en agua
se muele en
luego se clasifica por aire o
y
Los pigmentos de óxido español
por levigación.
se caracterizan por un contenido relativamente
elevado de
hierro, por
lo general comprendido
entre 78 y 90% de Fe203; las mejores calidades
se suministran con
de Fe203.
un contenido mínimo de
Un análisis tipico
6.1-8.1% de Si02, 1.0-1.5%
+ MgO; pérdida
óxido
del pigmento es
de A1203, 4% de CaO
por calcinación, 2.4-3.0%.
español con
esta
composición
de 12-19
pigmento y un
tamiz
del
pigmentos
Kg de
máximo de
No
325
rojos de
compararse por
aceite por
óxido
su brillo
y
sobre el
Ninguno
de
de
100 Kg de
2% retenido
Tyler.
Un
tiene un
peso específico de 4.35-4.46, una absorción
aceite
85%
de
hierro
los
pueden
la pureza
de
su
color con l o s pigmentos rojos orgánicos mejores
y más comunes.
todas las
El óxido español se
clases de
pinturas
usa
y es
en casi
el
óxido
férrico natural preferido para las pinturas
de
imprimación que
su
inhiben la herrumbre
por
33
elevado contenido de hierro.
La siena quemada se prepara partiendo de tierra
de
limonita amarilla
Siena bruta,
produce en
de Italia.
férrico,
combinada.
silice,
juntamente con
alúmina
agua
y
La siena bruta se seca y se calcina
para eliminar
el
agua
materia orgánica y el
convierte en
pigmento varía
óxido
según
del mineral
combinada, oxidar
la
óxido ferroso, que
se
las
color
condiciones de
del
la
también del contenido de
usado.
Este
relativamente transparente en
vehículos usuales
El
férrico.
calcinación y depende
hierro
8e
Contiene principalmente
silicato y aluminato de hierro
óxido
que
para
pigmento es
aceite y
pinturas.
en l o s
Por esta
razón, encuentra un uso considerable en colores
de tinción, pero s e usa también
como pigmento
primario en otras clases de pinturas.
1. 3 - 4 PIQíENTOS AHARIrnS
L o s óxidos de hierro están entre l o s grupos de
pigmentos inorgánicos amarillos que tienen más
importancia comercial.
Estos
se obtienen
de
fuentes minerales y se producen sintéticamente.
Los principales pigmentos naturales de óxido de
34
son l o s
hierro amarillos
ocres
las
y
sienas;
todos se obtienen de minerales de limonita.
La
composición y la pureza de las limonitas es muy
variable ;
son principalmente
hidratado;
su
2Fe203.HZO
sílice
composici6n
alúmina, y
y
el
amarillo claro
y negro
purificado
pulveriza
finura
se
adecuado.
distribuida
procedimientos
usados
son
entre
El mineral
el
hasta
todo
entre
color varia
pardusco.
La
por
varía
Las impurezas
Fe203.4H20.
y
óxido férrico
grano
de
limonita está
muy
el
y
los
preparar
los
mundo
para
pigmentoc varían entre las operaciones manuales
muy primitivas
y los
mecanizados.
No existe
procedimientos altamente
una
división
clara
entre l o s ocres y las sienas en lo que respecta
al
contenido de
hierro.
Por lo
general, los
pigmentos con un contenido más bajo de óxido de
hierro
y color
más claro
se
clasifican como
ocres, y l o s más ricos en óxido de hierro y más
obscuros
se llaman
estrechamente
sienas.
relacionados con
naturales: cantidades
férrico hidratado
amarillo
importante del
comunican
En las
hierro
están
las arcillas
sustanciales del
características de color.
porción
Los ocres
óxido
las
sienas, una
está combinado
35
como
El
silicato y aluminato.
ocre es uno de
los pigmentos más antiguos y se menciona por
Homero
hacia
el
IX a.
siglo
principales yacimientos
Estados Unidos,
Los
se
Francia,
de minerales
que contienen sílice y
combinación
con
óxido
ocres
alúmina en
férrico
amarillo
15 y 60%, según el
hidratado; éste varia entre
Los
en
India y Sudáfrica.
de limonita
yacimiento.
LOS
encuentran
ocres americanos se obtienen
el
C.
de
se
obtienen
por
explotación a cielo abierto o subterránea;
minerales
se seleccionan por su
concentran por
pureza
los
y se
lavado mecánico y clasificación
con agua.
El exceso de agua
lechada de
pigmento, que
la
agua en molinos de
se seca después,
se
Si se ha de mejorar la
pulveriza y se empaca.
finura, se muele
se elimina de la
lechada de
pigmento con
El análisis químico
bolas.
de los ocres americanos varía entre 15 y 60% de
Fe203, entre
27 y
A1203, hasta
1%
53% de
de CaO
SiO2, 4.5
y
MgO;
calcinación hasta
12%.
El
varía entre
2.67
y 3.81
y
aceite está
comprendida entre
aceite por
100 Kg
de
pérdida
peso
la
a 17% de
específico
absorción
16 y
por
49 Kg
pigmento; menos
de
de
de
2%
queda retenido sobre el tamiz No 325. El color
36
varía
entre
pardusco.
el amarillo
Se
usan para
el amarillo
colores de
exterior, así como
para interior y
masa
también en
revestimientos para papeles, caucho,
y
cemento, etc. Las sienas más importantes
sima
cruda
americana.
italiana
Las
y
la
BOA
siena
cruda
oscuros.
El análisis de estas sienas da entre 26
y 9
a 64% de
2.71 y
El
absorción
Kg de aceite de
100 Kg de pigmento.
80%
peso específico
3.84, y la
aceite es de 19-36
y
silicatos; pérdida por
calcinación, hasta 13.5%.
varía entre
la
sienas crudas americanas son
semejantes a l o s ocres americanos más
de Fe203
y
clases de pinturas y tintes
tinturas en muchas
papeles
claro y
de
linaza por
Las sienas americanas se
usan para las mismas aplicaciones que l o s ocres
americanos
L o s óxidos
( 17).
de hierro
fabrican
en
varios
amarillo
limón
hidratados sintéticos se
tonos
claro
al
que
van
anaranjado
el
amarillento, pasando
por
amarillo
L o s diferentes
anaranjado.
desde el
amarillo
oscuro
y
el
tonos se
obtienen por la selección minuciosa del tamaño
y la forma de
inferior a 1
las partículas, cuyo diámetro es
um-
Su fabricación empieza con
una solución de una sal de hierro en la cual se
37
un
forma
precipitado
oxidantes.
Este
caracterizan por
de
hidrato
férrico
la adición de precipitantes
coloidal por
uniforme
de
tipo
de
su tamaflo
partículas y
pigmentos
sumamente
gran
fino
y
se
y
contenido de
hierro, cualidades que le dan gran capacidad de
cubrimiento, fuerte
intensidad
tintura y
tintes
claros y
producción
de
uniformes.
Por todas estas razones y porque SU
costo
es
ventaja
colores
de
y
relativamente bajo,
a
las
sienas
reemplazan con
los
crudas y
ocres
naturales, que son más débiles, menos uniformes
y más apagados.
1-3-5PROPIEDADES QUIMICAS
La
son
mayoría de las menas
de hierro pigmentario
reactivas, químicamente
no
contienen
elementos
solo
trazas
tóxicos,
enlazadas en la
L o s pigmentos
de
inertes, y
metales
usualmente
forma de
pesados y
químicamente
silicatos complejos.
sintéticos producidos de materia
prima básica tienen la ventaja de que se pueden
emplear pasos de
purificación para
reducir el
contenido de metales pesados: plomo, antimonio,
arsénico, cadmio, mercurio, y
materia
prima.
Si
se
selenio de
siguen
la
precauciones
30
subsecuentes evitando la
contaminación durante
el proceso, las impurezas de metales pesados en
los óxidos sintéticos serán cerca de un décimo
de
lo que contienen l o s
mejores
pigmentos
Los pigmentos de dxidos
minerales naturales.
de hierro tienen un alto grado de resistencia a
la
decoloración
término que se
(lightfastness).
refiere a
Este
la habilidad
es un
de una
película pigmentada a resistir la exposición
a
energía radiante con minimos
y
cambios físicos
/ o químicos (25).
1.3-6 PROPIEDADES PISICAS
Las propiedades fisicas de los óxidos de hierro
son
mas
importantes
que
las propiedades
químicas en vista de que ellos son químicamente
inertes.
Algunas propiedades físicas requieren
definición para
del mérito
naturales y
proveer una
de un
clara comprensión
pigmento y
sintéticos o
distinguir entre
pigmentos
de
otras
familias.
Absorción de aceite:
aceite
se
define
requerido para mojar
La absorción de
como
el
peso
de vehículo
una cantidad
definida de
pigmento para formar una pasta.
Hay numerosos
39
métodos
dispositivos para
y
determinar
la
La absorción de aceite o
absorción de aceite.
demanda de ligante, e8 una propiedad importante
pues
se
relaciona
el
con
forma,
partícula,
superficiales y
ciertas
limitaciones
sobre la formulación de la pintura
finales donde l a s
la
características
Y
coloca
de
tamaño
otros usos
y
interacciones sólido-líquido
son importantes.
Dos
Superficial:
Area
esencialmente
partícula
el
mismo
pueden
tener
ampliamente divergentes.
a
pigmentos
tamaño
áreas
medio
como
suavidad.
Esto puede ser debido
porosidad, tamaño
Puesto
que
de
superficiales
de
características superficiales o
tales
de
las
de
forma
poro,
propiedades
energía superficial y espectral
y
de
dependen de la
superficie, su medida se convierte en un factor
El
importante.
partícula puede
las
área
superficial
ser definida
como el
de
una
área de
superficies externas totales
incluyendo
poros
internos
poros
pero
(aislados).
pequeños
excluyendo
Cuando l o s poros internos son =as
que
la
molécula
absorbido, ellos no
fundamental y
más
del
medio
serán medidos.
ampliamente
El
a
ser
método
aceptado para
40
determinar el Brea superficial es por absorción
de un
gas, usualmente
nitrógeno y
BET. El valor
como el método
superficial se expresa en
se designa
obtenido de área
metros cuadrados por
gramo.
TamaAo
de
partícula:
Ningún
instrumento actualmente
en
método
o
existencia medirá
adecuadamente partículas en el rango de tamaños
100 a
de
0.01 um.
Libros completos
dedicado a este tema, el cual es
la
propiedad
física más
de
importante.
diámetro de
importante
partícula
distribución
de
A
probablemente
los
de
suficiente declarar un tamaño
pigmentos. No es
promedio
23e han
puesto
tamaños
menos que
es
se
la partícula será
que
la
igualmente
especifique, el
el diámetro
de
una esfera teniendo la misma velocidad terminal
como
partícula.
Esto es comúnmente llamado un
diámetro de Stokes
y se deriva
de la ecuación
de Stokes para partículas depositándose bajo la
acción de
infinito.
la gravedad
a través
Términos que
son
de un
comunes
fluido
en
la
tecnología de partículas son:
1) Particula discreta: Una unidad individual de
materia la
por la
cual puede
rotura o
la
cambiar de tamaño
fractura de
los
solo
enlaces
41
químicos dentro de su estructura.
2)
Una
Crietalito:
unidad
cristalina
individual, esto es, esa parte de una partícula
que tiene BUS átomos
moléculas arregladas en
y
una perfecta red cristalina.
3) Agregado:
Un grupo de partículas discretas
ligadas por fuertes uniones químicas.
Un
Aglomerado:
4)
discretas o
grupo
agregados
de
partículas
ligados por
débiles
uniones químicas.
5) Flóculo:
usualmente
Grupos de agregados o partículas
formados
en
suspensiones
Y
fácilmente dispersados con fuerzas mínimas.
Forma:
En algunas aplicaciones la forma de la
partícula
que
puede tener
el tamaño.
partículas
El
un efecto
óxido de
aciculares
equivalente.
concebidas para
cinco
con
diferentes a
un
que su contraparte esférica
Varias
técnicas
han
sido
aplicar valores numéricos para
factores de forma.
clasificados de
hierro micáceo y
contribuyen
características completamente
sistema pigmentado
más profundo
L o s pigmentos
acuerdo a la
categorías:
pueden ser
forma dentro
esferoidal,
de
cúbica,
nodular,cicular, y laminar.
E-
..
i
42
Las
Propiedadea Opticas:
de
los
son
pigmentos
estructura
dependientes de
cristalina y
influenciadas por el
propiedades ópticas
molecular
tamaíío y la
son raramente usados en su estado
entrando
a
un
forma de las
pulverizado,
depende del sistema.
sistema
pigmentado
La luz
puede ser
absorbida, reflejada, o refractada a través
la intensidad de
de
La forma
interacciones particula a particula.
y
son
Puesto que l o s pigmento8
partículas discretas.
el efecto Último
y
la
la luz reflejada resulta en
refractancia espectral la cual puede ser medida
por un espectrofotómetro.
Propiedades Magnéticas:
L o s óxidos
de hierro
son usualmente antiferromagnéticos pero también
pueden ser
ferromagnéticos como los producidos
sintéticamente
y
mineralesnaturales.
de
l o s materiales
en
ciertas
especies
Las propiedades magnéticas
ferromagnéticos pueden ser
determinadas por varias técnicas, entre las más
comunes tenemos:
balance de momento magnético,
magnetómetro vibrante de muestras, etc.
Los
procedimientos
de
manufactura
para
los
43
minerales debe ser diseflada desde la mena base.
Por
la siderita
ejemplo,
calcinación para
que la
es
(FeC03) requiere
convertirla en óxido mientras
pirita calcinada, aunque esencialmente
Fe203, debe
ácido6.
También,
disponibles para
desarrollan
calcinadas.
de
ser liberada
ciertas
su uso
colores
sus residuos
menas,
aunque
por simple molienda,
más
deseables
Otras menas
si
son
naturales, siennas,
son producidas en forma bruta y calcinada.
Algunas de las hematitas y
son
beneficiadas
incrementar
minerales
la
magnéticamente
pureza
silíceos
de las magnetitas
química
particularmente verdad
si el
remover
y
indeseables.
para
Esto
uso final
es
tiene
requerimientos de pureza química tales como las
La beneficiación magnética
ferritas.
eficiente si el tamaño
de la malla se controla
dentro de límites bastante
tanto,
la
beneficiación
usualmente sigue
previo a la
a
es más
estrechos.
magnética
la trituración y
molienda fina
Por
lo
húmeda
cribado y
y calcinación.
El
proceso produce un superconcentrado con purezas
en
exceso
de
99.5%
Fe203
o
Fe304
desde
concentrados con leyes más bajas.
El uso
____
de
molinos
de
energía
fluida,
44
micronizadores,
métodos
y
clasificación han capacitado
a
producir
hierro
que
mejorados
al manufacturador
pigmentos naturales
compiten con
de
los
muchas aplicaciones donde la
de óxidos de
sintéticos en
pureza química y
el tamafío Último de l a particula discreta no es
un factor (25).
1-3-8ESTADISTICAS ECONOMICAS
En
1991 l o s
E E W la
producción de
pigmentos
de óxidos de hierro ascendió a 46169
naturales
toneladas métricas
$16.015.000.
por
un
valor
us
de
En el mismo año este pais r e a l i z ó
importaciones de
esta
materia
prima
por
un
valor de US $1.62 4.000 (25).
La producción mundial de pigmentos naturales de
óxidos de hierro
desde 1987 hasta 1991
se ha
mantenido como se deduce de la tabla 1.
Según datos del Banco Central, entre l o s años
1980 y 1985 en nuestro
promedio
óxidos
de 280
de óxidos
de
US
respectivamente.
importaron un
toneladas métricas
e hidróxidos de hierro
métricas
valor
anual
país se
de hierro
$318.000
y
de
y 204 toneladas
micáceo por
US
un
$153.408
45
TABLA J
PRODUCCION MUNDIAL DE PIGMENTOS NATURALES DE
O X I D O S DE H I E R R O , POR P A I S . (TONELADAS M E T R I C A S ) *
46
1.3.9 APLICACIOWBS
Muchas
de
las
aplicaciones
naturales de hierro se
y
permanencia.
óxidos
deriva de su bajo costo
Cuando
se
l o s usos
aplicaciones y
los
de
consideran
finales,
existe
las
una
superposición de magnitud entre los naturales y
ambos, por ejemplo, 80n usados
los sintéticos;
extensivamente en pinturas (25).
Pinturas y revestimientos:
de revestimientos
numerosos
para
Hay algunos
dondelos
industriales
mencionarlos
tipos
óxidos
propiedades
La variedad y tipo
excelentes.
extendedores y l o s
demasiado
individualmente.
generales
naturales
8on
de
pinturas
en
de
hierro proveen
Los
primarios, los
modificadores varian
en el
de pigmento y funcionan como
grado de la carga
una base para varios revestimientos superiores.
Los
pigmentos
hematitas y
debido
a
primarios
pueden ser
la
alta
densidad,
sienas
Las
únicas de
color las
usualmente
altamente concentrados
particula bastante grande, y
aceite.
son
al
tamaño
de
baja absorcibn de
tienen
cuales no
caracteristicas
son fácilmente
igualadas con los sintéticas y de aqui que sean
los más
usados
en
tinción.
Los
óxidos
47
naturales de hierro también se u ~ a nen pinturas
para el hogar, pero en
interiores y exteriores
menor grado que los sint6ticos.
Los óxidos
Blectrónica:
fson usados
preparación
y en
de
ferritas
menor proporción
ferrita de
zinc
y
sensibles a las impurezas y de
de
106
oxidos
Magnetita
pueden
y
naturales
hematita
ser usadas
de
en la
zinc.
manganeso y
manganeso
de
hierro
la preparación
regularmente en
ferrita de bario
Las
naturales de
son
muy
aquí que el uso
ha
sido
limitado.
altamente
beneficiada
preparar
ferritas de
para
bario.
Caucho, plásrticos
y
compuestos relacionados:
Los pigmentos naturales
muchos de 106
son usados en caucho y
plásticos más comunes tales como
vinilo, poliuretanos y epóxicos.
general ha
sido
hacia el
mayor
La
tendencia
de
uso
los
pigmentos sintéticos debido al valor de color
por unidad de precio.
Productos
de
constmiccibn:
disponibles en
en
hormigón
materiales de
Hormigón
Los
y
óxidos
.
materiales
naturales
todos los aspectos para
coloreado,
morteros,
construcción similares.
de
están
su uso
tejas
En
y
el
40
concreto
coloreado,
caracteristica
tinte
el
importante
y
los
pigmentos
los
de tinción
más
reemplazado muchos
naturales debido
a su
alto.
la
de
sintéticos han
poder
e9
CAPITUIX) 11
A T I T A COMO PI-TO
2.1
NAIURCiU,
OCURR&NCIA EN EL PAIS
Los yacimientos de hernatita
asociados con los
88
encuentran
de limonita.
comhmente
En nuestro
peíe se
encuentran indicios de hierro (hematita y/o limcnita)
en Mangahurco
en
Maca8
en Azuay,
Cotopaxi,
Guanujo en
en
Pascuales
Bolívar, Sierra
y
Los LoJas
en
Guayas, Cariamanga y Catacocha en Loja, Pedernales en
Manabi,
y
Juan Montalvo
y
Cotacachi en
Pichincha
(19).
Una de las anomalía6 máe conocidas de hematita
conceeibn minera de "Los
de la
es el
L o j a s " de la Eecuela
Superior Politécnica del Litoral.
Esta conceeión ee halla
norte de l o s
Guayaquil,
límites metropolitanos de la
en
loa
jurisdicci6n de la
Daule.
El
ubicada poco0 kilómetros
cerroe
de
la
ciudad de
Eetancia, en
Parroquia "Los Lojae" del
área coneiete
en un
número de
al
la
cantón
&"$3
vet+&+@$,,~
,. ..
~
bi,4
2 ,
'r
~
,j-.
*
50
filones
minerales
cuyo
hematita y de
afloramientos, es de
afloramientos de
varias
hematita han
oportunidades por
limonita.
sido
El
dependientes del Gobierno.
el denominado:
último
mismo
fue
por
Development Programme”
en
publicados
rr.ineralizaci6n
.e
, i s u r a s en
Según
xsa serie d e
33 E
N
cerro.
el
y
Las
cilibasa
IenticLilar
y
siendc
En
cero.
CE.
CGI
reporte
5 vetaE - , a r a l e i a s
a 6 C CL
v e t s c estár! lorilizsüa~E R
ígnec
máxlnc de 1 . 5 ,
de c a r 2 c t e r
mezros
5
=.zriab?e.
diruiinayenac c
CIL.
Estas v e t a s
están tambisn interrumpidas psr caballetes de rocs
ocasionalmente desplazadas hasta un
Fe; 13.8% SiO2:
con zonas
y
metro por fallas
La mineralización consiste en
hematita localmente masivh pero
4751
y
las rocaz d e
kasico ,can
un prcmeaio e s t i n a d o de
nienores transversales.
de
d e f i % r L \del
e5 _~srio t a n t j
su s n c h u r s
ae 1OC
la
Su rurribcr v a r í a d e N 1,E, E
t u ~ a r r . i e n t sde 5 C
3ei complejo
fueron
coma relleno
henstita ocurre
630 mecrGs a ~ a r tentre
~
si.
5
este
El
Nations
resultados
sus
y
1969.
de
Guayas-Manabí”
“United
el
o
superficial,
ano Non-Metallic Minerals”.
realizado
en
posiblemente
y
“Operation No 7 .
“Survey of Metallic
Estos
relación
más completo exámen, aunque de carácter
fue
sus
examinados
geólogos en
*
en
contenido,
0.4%
impura. promediando
Ti02: 0.3% P205:
localmente ricas
de
60% Fe
y,
y
0.3% S,
raramente
51
pobres de
A
5% Fe.
está presente
pesar de
que alguna magnetita
la hematita, los perfile6
con
de
pruebas magnetométricas superficiales que se hicieron
prueban que ocurre en
cantidades muy insignificantes
para poder ser reconocida de esta
se puede observar que si algo
forma.
En cambio,
caracteriza la& vetas
de hematita es una anomalia magnética negativa (5).
Las muestras de hematita
con las que se
de l o s
recolectaron en uno
filones de
tratajó se
la coxzesión
minera de "Los Lojas".
2.3
PREPARACION DE LA M U E m La preparación
de las muestras
de hematita cczsiste
en reducirlas de tamaño con
ayuda de un
tamaño menor
luego ser
primero
de
de 5
cm, para
en la trituradora de quijadas
rodillos, obteniendo un producto
cornt2 a un
trituradoras
y luegc en la
de tamañc menor
de la malla 4 Tyler.
2-4
CUMPOSICION MIN&RALOGICA.
Para
la
descripción
mineralogía
física.
herramienta muy
mineralógica
se utilizó
Las propiedades fisicas
importante para
la
la
83x1 una
determinación
52
Las propiedades físicas que
rápida de l o s minerales.
se utilizaron para la
descripción de
dureza, la gravedad
fueron: la
el brillo, el color,
los minerales
específica, la raya,
lafractura, la exfoliación y la
fusibilidad.
La
descripción
mineralógica
la hematita
de
8e
presentan en la tabla 11.
2-5 COMPOSICION QUIMICA-
El
análisis
químico
de
la muestra
de
pigmento
obtenido de la hematita se realizó en el Instituto de
la ESPOL.
Química de
El
análisis que
para contenido de óxido de hierro.
se hizo fue
E l mismo dio como
resultado 87.26% de óxido de hierro, ver tabla 1 1 1 .
2.6
PROCESO DE FUEXJCCION DE T M O -
E l proceso
de
reducción de
importante en el
procesamiento de la
minerales, ya que
se
*
Producir
es
tamaño,
una
etapa
mayoría de los
utiliza para:
partículas
del
tamaño
y
la
forma
requeridas.
*
Liberar
minerales valiosos
de la
ganga para
que
puedan concentrarse.
*
Incrementar el
área de superficie disponible
exhibirse a la reacción química.
para
53
DESCRIPGION MINERALOGICA DE LA HEMATITA
[PROPIEDADES
Dureza
1 HEMATITA 1
iI
6.5
!l
54
2-6-1TEORIA DE LA T R I ~ C I O N ~ L I E N D A ~
La
teoría
de
la
conminucíon como
refiere
a la
energía
producto
se
de
tamafio
realizada
o
inglés,
se
entre la
entrada
de
de
la
desde
alimentación dado.
tamaño,
en
conoce
relación
el
y
reducción
particula
un
tamaño
teorías har.
Varias
del
de
sido
expuestas, ninguna de las cuales e s enteramente
satisfactoria.
El problema más
grande radica
en el
que la
de entrada
la
energía
molienda
trituración o
a
es
hecho de
máquina
absorbida
pDr
de
la
máquina misma, y solamente una pequeña fracción
de
energía total
la
rotura del material.
una
el
material
producida en
sólo se
y
la
el proceso,
requericá para
nueva
pero
puede hacer manifiesta
consumida
Fsra la
Es de esperar que exista
la energía
relación entre
romper
está disponible
superficie
esta
rELación
si la
Energía
en crear una superficie nuevE puede
ser medida separadamente.
En el
molino
de bolas,
mostrado que menos
de entrada
por
del 1% de
está disponible
real de tamaño,
ejemplo,
se
ha
la energíE total
para la
siendo el resto
recacción
de la energía
55
utilizada
factor
en
la
es que
producción
un material
energia en cambiar
material retendrá
Otro
plástico consumirá
forma que el
sin crear nuevas superficies
Todas
asumen
quebradizo, de
calor.
la forma, una
significativas.
conminución
de
que
forma que
las
el
teorías
de
material
es
ninguna
energia
se
adsorbe en los procesos tales como elongación o
contracción la cual no es finalmente utilizada
en la rotura.
La teoría más vieja
la cual afirma
es la de Rittinger í1867),
que la energía
consumida en la
reducción de tamaño
es proporcional al área de
la nueva superficie
producida. El
área de
la
superficie de un peso conocido de partículas de
diámetro uniforme es
inversamente proporcional
al diámetro, de aquí que la ecuación de la ley
de Rittinger es
donde E es la energía de entrada, D1 es el
tamaño de partícula inicial, D2 e s el tamaño de
partícula final, y K es un constante.
La segunda
teoría (1885) es la de
Kick.
El
56
afirmó
que
el
requerido
es
la reducción en volumen de las
proporcional a
particulas
trabajo
involucradas.
f
Donde
diámetro de las particulas
el
es
de alimentación y p
el diámetro de las particulas del producto, la
razón de reducción R e5 f/p.
ley
de
la energia
Kick,
De acuerdo a la
requerida para
la
molienda es proporcional al log R / log 2 Bond desarrolló una ecuación
teoría
de
que
el
proporcional a la
producida en la
igual
rotura de
de
tamaño
volumen
de
se
lado de esa
la
es
fisura
la partícula,
y es
el pr3ducto
la alimentsción.
similar.
e l
área
de mzzerial
por unidad de volumen
inversamente proporcional
longitud
entrhda
de
nueva longitud de la
representado por
partículas
superficial
es
trabajo
al trabajo representado por
menos aquel
En
que se basa en la
al diámetrc.
microfractura
uniczd
de
considera como
proporcional a
uri
área y
tanto inverE=aente
por lo
en
La
proporcional a la raíz cuadrada del diámeTro.
Para cálculos prácticoo el tamaño en micrclc que
pasa
el
80% se
selecciona
tamaño de partícula.
l o s cuales el 80%
como
criterio de
El diámetro en
micras de
del producto pasa se cesigna
57
como
Pr,
el
tamafío del
el 80% de
cual
F,
como
la
alimentación pasa
se
trabajo de entrada
en Kw-hr por tonelads corta
designa
y
el
es W, la ecuación de la teoría de Bond es
El íncice de
Donde Wi es el índice de trabajo.
trabajo es el
parámeto de molienda que expresa
la resistencia del material a
molido;
numéricamente se
requerido
para
ser tritu-ado y
expresa
reducir el
en Kw-hr/ST
material de=.=ie un
tanaño de alimentación teóricamente infir-ito al
80% pasante 100 u.
Varios
que las
intentos han
sido hechos
relaciones de Rittiriger, Kick
son interpretaciones de
únicas.
1-,
Bond
ger-erales
ecuaciones
Hukki sugiere que la relación er.zre la
de partícula
energía y el
tamaño
compuesta de
tres leyes.
rotura
para L2strar
en
grandes, y
molienda
La
probabilidad de
alta
para partículas
disminuye rápidamente para
finos, muestra
razonablemente
que
la
precisa
trituración sobre
la teoría
es
es un& forma
ley
en
cerca de
de Bond se
de
el
1 cm de
tamaños
Kick
es
rang3
de
dibetro;
aplica razonablemente
..e
-1-1
58
el
molinos de bolas y
rango de la molienda en
de barras, y la
ley
bastante bien en
el rango de molienda f i n a de
de Rittinger
aplica
se
10-100 c ~ m(27).
2.6-2
RELACIONES DE KNKRGIA/REWCCION DE
TAMAÑO
DE UNA MENA.
Probablemente
el
parámetro
más
ampliamente
usado para medir la facilidad de moler una mena
es el
índice de
trabajo de
características de
rotura
entonces
calculado sería
constante
índice
de esperarse
puesto
resistencia
el
del
del
que
Si las
materihl
se
todos l o s r a n g o s de
mantienen constantes sobre
tamaños,
Bond Wi.
el
de
melrtenga
que se
mismo
material a
ser
trabajo
expresa
roto.
la
Sin
embargo, para la mayoría de las materias >rimas
que ocurren
existen
naturalmente, las
en
las
diferenciLc que
características
de
rotura
dependen del tamaño de partícula, el cual puede
resultar
en
en
el
índice
de
ejemplo, cuando un
mineral se
rompe fácilmente en sus bordes pero
l o s granos
trabajo.
Por
variaciones
individuales son duros, entonces la resiszencie
a la molienda
molienda.
se incrementa
Consecuentemente
con la
fincira de
los valore%
de
59
índice de trabajo t3e obtienen generalmente para
algún
tamaño
tipifica
de
molienda
operación de
la
especificaao
que
a
ser
conminución
evaluada.
El índice de Bond se basa en el
una pieza cuidadosamente
definida de un equipo
un estricto procedimiento.
de acuerdo a
requerimientos de energía
bolas, l o s
de
barras
y
medida
precisa
La
molienda en
términos de la
de molienda
molino,
entre
pero
hay
construidas de tal
adsorbida en
de la
equipo
la mena
todos
diferencias
diseños.
varios
del
una
de
energía reaZ usada
para romper las partículas de
de
molinos de
cuales proveen
eficiencia
característica común
los
de
del índice
baja
Bond
para predecir l o s
ha concebido algunos métodos
mena.
desempeño en
Algunas
es una
tl2os de
los
substar-ziales
máquinis
son
forma que mucha energia
las partes componentes
y
r-3
es
está
disponible para la rotura.
Los
índices de trabajo han sido obtenidcc para
ensayos
tipos
sobre
de
tamaños
equipos,
alimentación idéntico.
de
diferentes
usando
Los
de
rarios
materiales
ae
valores de Indices
trabajo obtenidos son indicaciones
de las
60
eficiencia8 de las máquinas.
obtiene valores
por
lo
A s i el equipo que
altos de índice
de trabajo, y
tanto losconsumidores más grandes
de
energía, son las trituradoras de quijada y las
l o s molinos
giratorias y
de tambor giratorio;
consumidores intermedios
de
impacto
y
son las
l o s molinos
trituradoras
vibradores,
y los
molinos de rodillos son l o s que menos consumen.
L o s consumidores más pequeños
aquellas máquinas
continuo,
que
son
aplican un constante,
compresivo
y
de energia
esfuerzo
sobre
el
material Los
valores
obtenido
de índices de
de
unidades
usadas para
trabajo
o2erante
específicas pueden ser
determinar el
efecto de variables
operantes, tales como la velocidad del
tamaño
del
medio
de
revestimiento, etc.
valor de
molienda.
la
Wi,
tipo
Mientras más alto sea
más baja
es
la
eficienzia
de
el
de
Debe s e r notado que el valor cie W es
energía
molino.
molienda,
nolino,
aplicada
La entrada
tiene que ser
al
eje
piñ5n
del
al motor
así
del
de energía
convertida en energía
del piñón del molino
en el eje
a menos que esté acoplado
directamente al eje del piñón (27).
i
61
2.6.3 SEUJRNCIAS DE TRITURACION Y MOLIENDA
Los
métodos
agruparse
de
de
reducción de
varias
reducción ocurre
partículas
maneras,
en etapas,
aporta
el
carácter masivo, el
método
primario
y
generalmente
etapa
aunque
de
reducción de
se
pueden
realiza
usarse
mecánicos en los minerales blandos.
mm.
de
es en
tamaño,
subsecuentes de
las
minado o extracción
primera
se
la
es de
la
trituración
como
de mineral
realidad
explosivos,
pero
pueden
el tamaño de
Si el cuerpo
agrupamiento.
tamaño
aplica
a
las
tamaño hasta
considerándose las
con
medios
El término
reducciones
alrededor de
25
reducciones a tamaños
más finos como molienda.
Tanto la trituración
como la molienda pueden subdividirse aún m á s en
etapas primarias,
veces
secundarias, terciaris,
cuaternaria.
Como
estas
y a
etapas
se
relacionan con la maquinaria que se emplea, l o s
límites de
la división
cualquier operación
todos.
más por
medios
no son
dada pueden
rígidos. y
no r e q u e r i r s e
La molienda puede subdividirse
el
de
molienda se
tipo de
molienda
efectúe
molino. el
y
en
el
en
tipo
hecho
de
medio húmedo
todavía
Ce
oue
G
los
la
seco
#++
/ +
(16).
62
A l grado de
por medio
por
reducción de
de cualquier máquina
la relación
de
definirse en sentido
la
se le describe
reducción, la
cual puede
amplio como el
tamaño de
alimentación dividido
entre el
tamaño del
En realidad, deben definirse ambos
producto.
tamaños,
se logra
tamaño que
si bien es posible establecer varias
y
definiciones,
la
aproximadamente el
que
más
se
utiliza
80% del tamaño
es
que pasa de
la distribución acumulativa de los mismos.
2 - 6 . 4 ANALISIS GRANUIQMKi'RICO
de la partícula es de
La evaluación del tamaño
máxima importancia como medida
l o s procesos
mayoría
de
de reducción de tamaño.
los
casos
análisis de tamaño para
de
material
especificado.
mayor
Por
trazar l o s datos
de
material
de control para
o
puede
efectuarse
la
un
determinar la cantidad
menor
que
esta razón lo
como la
contra
En
el
un
tamaño
más común es
cantidad acwulativa
tamaño
en
escala
logarítmica.
La representación más favorecida en cuanto a su
uso
es el
tamaño
du
trazo relativamente conveniente del
contra
el
porcentaje
acumulativo
63
abajo del tamaño du;
le llama trazo
al cual con frecuencia se
de Gaudin-Schuhmann o de Gates-
Gaudin-Shuhmann, cuya representación matemática
es
donde F(d) es la
es
el
fracción acumulada de peso, d
tamaño, k es
distribución m es
distribución
el
tamaño máximo
la pendiente de
granulométrica en
en la
la curva de
un
grafo log-
log .
De aquí en adelante para realizar
granulométricos se
utilizará
el
l o s andlisis
sistema
de
medida de los tamices en la malla Tyler.
2-6-5PRINCIPIOS DEL MOLINO DE BOLAS.
Le velocidad de
rotación de
importante variable
misma gobierna la
mantiene
de diseño, puesto que
en la
contra
la
10s blindajes internos del
Es común definir
como aquella
es una
naturaleza del producto y la
tasa de desgaste de
molino.
un molino
el
la velocidad crítica
cual una
casco
completo, siendo su fórmula
bola aislada
durante
un
se
ciclo
64
D
: Diámetro interno del molino.
d : Diámetro de la bola más grande.
Otro
concepto
importante es
la
fracción
de
velocidad critica (*N) a la que gira un molino.
l o s molinos
Normalmente
entre el
operan
a velocidades
50 y el 90% de la velocidad critica,
dependiendo
la
elección
económicas.
Si V es la
de
consideraciones
velocidad del molino,
entonces la fracción de velocidad crítica *N es
El volumen de
es
el
carga ( J ) de un
porcentaje
molino que
est8
molienda e
incluye
del
existen entre los medios.
rejilla de
volumen
ocupado
los
molino de bolas
por
interior
los
del
medios
espacios huecos
de
que
Sólo los molinos con
desciirga pueden
tomar la
potencia
máxima (trabajando con un 50% de carga), ya que
la rejilla mantiene a las bolas en el interior.
L o s molinos de bolas
restringidos a
menos
del tipo de derrame estan
del 45% de
evitar que se descarguen las bolas.
carga
para
El volumen
65
de carga de un molino e s :
J
=
WB
_________
, donde
vo.0
WB : Peso de la carga de bolas.
Vo : Volumen del molino.
6
: Densidad de bolas contemplando la
porosidad de empaque de la carga
total.
La energía suministrada a un molino se
consume
esencialmente en el movimiento de los medios (y
en
menos grado
del
mineral, pero
también se
utiliza algo de energía en hacer girar el casco
y en superar la fricción de la trasmisiór.).
un molino tiene
una tasa
Si
de producciór, Q, la
energía E requerida para realizar la
reducción
será igual a:
E = P / Q
donde P es la potencia del molino suministrada
por el motor.
Cinco parámetros
determinan la potencih tomada
diámetro (DI, la longitud
por el molino:
el
(L), el volumen
de la carga
(J), la velocidad
(*N)
de molino.
La
y
el tipo
potencia P en
66
base
a
relaciones
empiricas,
se
calcula
mediante la fórmula
3.4
P = 7.040
10*N -9
1
(L/D)O(J-0.94Jz)*N(1-0.1(2)
donde P está dado en Kw.
DE TRITURACION.
2 - 6 - 6 PRUEBA
Objetivo
-
Preparar
el
posteriores
material
de
para
molienda.
producto pasante l a malla
las
pruebas
0btenier;do un
Tyler No 4 s e zumple
este propósito.
Equipo -
-Tritureidora
marca
de
quijada
Denver Tipo
entrada
de
de
rodillera simple
HA, de 3.25x4.50,
material
no
mayor
a
c a n una
de
90 m
,
diámetro, arrojando un producto inferior
a 30
mE .
-Trituradora de rodillo marca Denver tipc DA de
10x6m con una
30mm de
entrada de
material no
diámetro, arrojando un
tamaño inferior a 2 mm.
-Vibrador Ro-Tap.
-Balanza.
-Sarta de tamices.
r.ayor a
producto
de
67
Procedimiento
hematita con tamafío menor de
1. El material de
90 mm
de
diámetro
someterlo
a
trituración
primaria en la trituradora de quijadas
2. Someter el material a trituración secundaria
en la trituradora de rodillos.
3.
Realizar
el
análisis granulométrico
del
material obtenido de los dos pasos anteriores.
Encontrar
4.
la ecuación
que caracteriza
al
material en la fase de trituración.
Resultados
Los
resultados se
Del gráfico 1
presentan
de la
curva de
en la
tabla IV.
la distribución
granulométrica deducimos que:
m (Pendiente) = dy/dx = 4.8/6.1 = 0.7869
Asumiendo la distribución Gates-GaudinSchuhmann tenemos la siguiente ecuación:
O. 7869
F(d) = (d/2319)
2-6.7 PRUEEW DE MOLIENDA
Obje t ivo
-
Obtener el Indice de Trabajo (WI) del material
para la molienda.
68
TABLA IV
PRUEBA DE TRITURACION DE LA HEMATITA
*, -c': --.
,
3
. C '_:
.
i
'
69
r
I
lP
e
cb r
!
4
li
c
,
r
I
c
i
i)
itLf j
c;
O
O'
i
70
Equipo-
-Molino
bolas
cilindrico de
diámetro
31.5
y
cm
de
de
27
longitud
cm
del
de
eje
(dimensiones interiores).
-Vibrador-tamizador Ro-Tap.
-Sarta de tamices.
-Balanza.
-Balanza de precisión.
-Cronómetro.
Procedimiento
-
1. Se seca la carga y se tritura a -3360 micras
(-6 Mesh).
2 . Determine la densidad de empaque de la carga
en un recipiente de 0.1 pies cúbicos.
3. Calcule el peso de la carga que ocuparía 700
ml. con técnicas de muestreo.
4 . Calcule el producto de período ideal
(PPI),
asumiendo el 250% de carga circulante.
5.
Obtenga
el análisis
granulvmétricc de
la
carga.
6. Calcule el porcentaje
de material de tamaño
inferior
prueba
a la
malla de
análisis muestra que
(X%).
este porcentaje
del 2 8 % , asigne cero al número de
Si el
e s mayor
revoluciones
y al producto neto por revolución (PNR) para el
primer período,
separe el
material de
tamaño
71
la malla
inferior a
de prueba
y
complete
la
carga inicial agregando igual cantidad de nuevo
material representativo (Nco).
(ver tabla V) y la
7. Coloque las bolas
carga
en el molino.
8 . Arranque el molino para un número arbitrario
de revoluciones.
9 . Una vez
terminada la molienda descargue
el
molino limpiándolo bien junto con las bolas.
10. Tamice la descarga
del molino al tanaño de
la malla de prueba.
11. Pese y reporte el material retenido íRi).
12. Pese y reporte el material pasante (Pi).
13.
Calcule la
tenía tamaño
cantidad del
inferior
a
producto oue
la malla
ya
prueba
de
antes del primer período de molienda (PG’;.
14. Calcule el producto neto del periodc (PNi).
PNi = Pi - Po
15. Calcule el producto neto por revolución
(PNRi).
16. Separe el material pasante (Pi) y
csmplete
la carga con
msterial
igual cantidad de nuevo
representativo (Nci).
17. Calcule la cantidad de producto en 1 6 nueva
carga que
ya tiene
un
malla de prueba (Poi).
tamaño inferior
a
la
72
Poi = Nci.X%
l a cantidad
18. Calcule
ser
molido
en
el
de material
siguiente
que
período
debe
para
mantener la carga circulante inicial (CT).
CT = PPI
-
Poi
19. Calcule
el número
elsiguiente periodo
#
(#
de
revoluciones
para
de rev.).
de rev. = CT / PNRi
20. Coloque la carga
molino, y corra
como se
20.
y la carga de bolas en el
de la
la prueba
ha descrito
misma manera
desde el paso
7 hasta el
Se estima que se logren por lo menos cinco
períodos de molienda.
21. Se espera
por
que el
revolución
contrario, se
valor del
(PNR)
se
producto neto
estabilice,
de
lo
de
con
los
períoaos
promedio de
los
dos
continúa
molienda.
2 2 . Obtenga
un
últimos períodos
y calcule
c
tres
el correspondiente
valor de la carga circulante y el producto neto
por
revolución.
Este último
promedio es
el
valor. de P, que se utilizará más adelante.
23. Realice l o s
pasante
análisis
granulométricos del
y retenido de la malla de pruebs en el
Ultimo período.
24. Grafique en escala log-log el porcentaje en
73
peso del
pasante vs.
el
tamaño de
malla
en
micras, de las distribuciones de l o s pasos 5 y
23.
Determine
del
producto (Xp) y
los
gráfico
alimentación
tamaños
de
(Xf) donde
se
trabajo
la
obtiene el 80% de pasante.
25. Se
calcula
el índice
de
de
siguiente ecuación:
Calculos efectuados,
Datos:
Diámetro interno del molino (D) = 1.0335 p
Longitud del molino = 0.8858 p
Porosidad de empaque de las bolas = 44.44%
Densidad de bolas de acero (j3) = 0.2355
ST/p^3Densidad de empaque de las bolas ( 0 ) :
O = B x ( 1 - 0.4444)
6=
0.1308 ST/p^3.
Peso específico del material = 5.01 gr.ícc.
Peso de 700 cc de material = 1764 gr.
Producto de período ideal ( P P I )
PPI = 1764 gr/3.5
PPI = 504 gr
74
Promedio de los dos últimos períodos (P)
P = 1.1783 gr / min. (de l a tabla VI).
Carga circulante para l o s últimos 2 periodos
(CC):
1764 gr.
-
((540+517)/2)
= 1235.5
gr.
CC = 1235,5 x 100 / ( 5 2 8 . 5 ) = 233.77%.
233.77% de la carga circulante.
Velocidad de rotación del molino (VI
V = 66.66 W M .
Peso de la carga de bolas (WB) = 0.0222233 ST
Operaciones:
Velocidad crítica (Vc):
Vc = 76.63 /
d(D
- d).
V C = 76.63 / d(1.0335 - 0.0625).
Vc = 77-77 RPM.
Fracción de Velocidad crítica (*NI:
WN
= V / Vc.
*N = 66.66 RPM / 77.77 RPM.
*N = 0.6571.
Volumen de carga (J):
J = WB / (vol. Cil. x O ) .
J = (0.0222233 ST)/((O.7431p~3)x(O.l308S~/p^3))
J = 0.2286
Potencia ( P ) :
3.4
10*N-9
P = '7.040 (L/D)6(J-0.94Jz)*N(l-O.l-Z
1.
75
TABLA VI
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA HEMATITA
REVOLWIONES
2
1
295.65-1
442
443.60 1
540.00
5
1
399
516.95
1
!
132.30
22.17
i
42.45
1
40.50
1I
1
163.35
420.83
49755
476.45
TABLA VIt
iNDlCE DE TRABAJO DE LA HEMAiiTH
0.952
1
1
1.163
1.194
76
P=7.04x1.1184x0.857x0.1308x0.1795x0.8571x0.9257
P = 0.1256696908 Kw.
Energía (E):
E = P / Q, donde
Q = P - V
Q = (1.1783 gr/rev)-(66.66 rev/min).
Q = 78.5455 gr/min.
E = (0.1257 Kw)/(78.5455
gr/min)
E = 0.0016 Kw-min/gr, transformando
E = 24.25 Kw-hr/ST.
Resu1tados
Del gráfico de la prueba de Bond
80% del
pasante de
la carga
de
se tiene que:
alimentación
(Xf):
Xf = 1700.0 w, de la curva A del gráfico 2.
80% d e l pasante de la carga del producto ( X p ) :
Xp = 57.0
w , de la curva F del gráfico 2.
Conociend¿ que la energía consumida es de 24.25
Kw-hr/ST, tenemos que el índice de trabajo Wi:
24.25 Kw-hr/ST
Wi = 22.4 Kw -hr/ST.
77
o
o
L o
-c
-
o
-
s
............................................................................................................................
----
-
--c
...............................
i
1
i
I
I
I
I
I I I I
I
I
I
1
o
o
d
3 f W S f d OS3d 30 3 W f N33üOd
-
-
.a:
r
--
I
10
I
d
70
2.7
PROCESO DE OBTñNCION DEL PIM"T0.
Objetivo.
Obtener el pigmento rojo de hematita para realizar
las pruebas de hormigón coloreado.
Equipo.
-Molino de bolas de cerámica.
-Balanza.
-Vibrador Ro-Tap.
-Tamiz malla 400 Tyler.
Procedimiento1. Realizar una
bolas
de
molienda en húmedo en
cerámica, utilizando
porcentaje de sólidos del 50 X ,
hematita
y una
carga
de
una
el molino
pulpa
de
con
un
con una masa de
bolas del
30
%.
de
Moler
durante 10 horas.
2. Tamizar en húmedo a - 400 Tyler Mesh.
3. Completar la masa de la carga d e l molino
el proceso hasta
obtener unos 2 kg de
y
repetir
pigmento para
realizar pruebas posteriores.
4.
Secar la pulpa
en un horno de baja temperatura
( 7
100 " C ) .
5. Disgregar el
bolas de
cake de
pigmento en
cerámica, para lo
cual
molino debe estar completamente
cake.
el
el molino
de
interior
del
seco al igual que el
79
6.
Para las pruebas con las
probeta8 de cemento, el
pigmento obtenido es tamizado
Mesh
pero en seco con
otra vez a
el objeto
-
400 Tyler
de asegurarnos del
tamaño de la partícula.
2.8
CARACTERISTICAS DEL PI(aIICNT0 Ol3TENIDo.
2-8.1 GRAVKDAD ESPECIFICA
Se
define
material
como
la
gravedad
relación
entre el
sólidos del material y el
de
específica
peso
de
un
los
peso del volumen de
agua que dichos sólidos desalojan.
Ensayo para determinar la gravedad específica.
Objetivo Determinar la gravedad específica del pigmento
obtenido.
Equipo -
-Balanza sensible a 0.001 gr.
-Estufa.
-Horno de
secado a
temperatura
constante
de
50°C.,
con
105°C
-Termómetro
graduado
divisiones de 0.1 grado.
de
O
a
80
-Cápsulas de porcelana.
-Pipeta.
-Embudo de vidrio.
Procedimiento,
1. De la
se toman unos 200
muestra preparada
gr., se colocan en un cápsula de porcelana y Be
dejan secar en el horno a temperatura constante
de 105" C durante
retira la cápsula
tiempo, se
del
12 horas. Transcurrido
horno, se
ambiente en
deja enfriar
un lugar
seco
con el
a la
este
material
temperatura
de manera
que
no
adquiera humedad y se pesan 50 gr.
2. Se lava perfectamente un matraz de 500
calibrada con anterioridad, con agua,
un
escobillón
matraz,
que
pueda
enjuagándolo
jabón y
introducirse
al
final
C.C.,
con
en el
agua
destilada.
3. L o s 50 gr. del material seco se vacían en el
matraz y luego se llena éste con agua destilada
hasta el
cuello; esta
operación
se
facilita
mediante un embudo de vidrio.
4 . Se pone el matraz en
expulsar
baño de maría a fin de
el aire contenido en
se cuenta
uso mejora
con un
el material; si
trompa o bomba
de vacío, su
la operación, permitiendo, además,
hervir la suspensión a temperatura más baja.
81
5. Se
saca el
deja
enfriar; una
vez
temperatura ambiente
hasta llenarlo
baño de maría
matraz del
que
y
adquiere
se
la
se agrega agua destilada
al nivel de la marca de aforo e
la temperatura a l 0.1"C
inmediatamente se toma
introduciendo el termómetro hasta el centro
de
la suspensión.
se
anota
el
en
La
temperatura obtenida
"temperatura T"
renglón
del
registro de cálculos para el ensayo.
6. Después
de
tomar
aforarse perfectamente
la
temperatura,
calibración
del
que la parte
de manera
inferior del menisco coincida
matraz;
debe
con la marca
esto
se
de
logra
fácilmente con ayuda de una pipeta.
7. Debe
evitarse que
interior del
quede agua
cuello del matraz
de aforo, para lo
sobre la marca
cual se introduce un rollito
de papel secante o absorbente para
También
adherida al
debe secarse
eliminarla.
perfectamente
el matraz
exteriormente.
8. Después
de aforado
y
limpio, se
pesa
el
matraz con una precisión de 0.001 gr., anotando
el peso
en el
renglón Wmsl del
Regietro
de
cálculo.
9. Se echa todo el
contenido del matraz en una
cápsula de porcelana
y se coloca
en el horno.
02
Luego se obtiene el peso seco de la muestra Ws
se
y
anota
en
respectivo
renglón
(La expresión Ws + Wml
formulario.
representa
el
peso
el
del
volumen
desalojado por los sólidos a
-
del
Wmsl
de
agua
la temperatura de
la prueba).
El valor Wml para la temperatura T se saca de
la curva
de calibraci6n
del matraz.
Por
lo
tanto la gravedad específica será igual a:
G
=
ws
-________________
Ws + Wml - Wmsl
Esta prueba debe realizarse simultáneamente con
tres matraces.
objeto de
con
el
mismo
tener comprobación.
no difieren en más
Si difieren en
material,
Si
con
los valores
de 1% se deberán promediar.
más de 1% se
deberá repetir el
ensayo.
Resultados
L o s resultados
del ensayo
se
presentan
en la
tabla VIII.
2.8-2 GRANULOMETRIA.
El
análisis
de
hidrómetro
ampliamente utilizado
es un
método
para obtener un estimado
de la distribución granulométrica de partículas
83
mm.
con tamaflos desde 0.075 hasta 0.001
hidrómetro sirve
la
de
caída
del
de
la
suspensión con
el
la altura
de
tiempo y medir
transcurso del
la variación
para determinar
densidad
grano
de
El
tamafio
más
grande
correspondiente a la densidad media.
Si se distribuye un
malla Nwn. 200 Tyler, en un líquido y
pasen la
se
gran número de granos, que
sumerge
un
hidrómetro,
el
empuje
hidrostático ejercido en el bulbo, es igual
de la suspensión desalojada por el bulbo.
peso
El hidrómetro mide el promedio
de la suspensión
la
lectura del
relación
de la densidad
desalojada por el
hidrómetro
directamente el
con
al
la
De
puede deterninarse
porcentaje de
a
bulbo.
granos por peso
concentración
original,
calibrando la escala del hidrómetro en gramos
por litro.
El
tamaño
de
los
granos
obtenidos con
el
hidrómetro es el equivalente de una esfera cuya
velocidad de caída sea igual a la del grano del
suelo.
El diámetro equivalente de l o s granos
para una lectura
la ley de
caída
la
dada se obtiene
por medio de
Stokes, considerando como
distancia
entre
la
altura de
superficie del
84
liquido y el centro de flotación del bulbo.
centro de flotación es
un error grave 81 en
centro de
El
variable y no se comete
lugar de la distancia
la
flotación se usa
distancia
al
al
centro del volumen del bulbo.
Equipo
-Hidrómetro.
-Agitador mecánico.
-Cilindros graduados de 1000
C.C.
de capacidad.
-Balanza con sensibilidad de 0.1 gr.
-Horno eléctrico a 105" C.
-Desecador.
-Termómetro graduado en 0.1" C.
-Recipientes de evaporación.
-Cronómetro.
Procedimiento1. Mézclese la muestra de pigmento, formada por
aproximadamente 50 gr. de
peso seco, ccz
agua
destilada hasta formar una pasta unif0rr.r.
2.
Añádese
el
viértase
toda
metálica
del
desfloculante a
la
mezcla
agitador
desfloculante úsese 20
silicato de sodio
de 1.023.
C.C.
con una
la
pasta,
dentro de
mecánico.
la
y
copa
Como
de una solución de
gravedad especifica
85
3.
la mezcla
Agitese
suspeneión uniforme
hasta
(por un
obtener
período
una
de
10
minutos).
4 . Entre lecturas se debe colocar el hidrómetro
dentro
un
de
destilada, el
cilindro
cual debe
graduado
con
haber sido
agua
preparado
previamente.
5. Una
vez
que
la muestra
esté
uniforme,
viértase dentro de un segundo cilindro graduado
y afiádese agua
destilada hasta el
graduación de 1.000
6.
Mezclese
nivel de la
C.C.
la
muestra
con
el
agua
cuidadosamente colocando la palma de la mano en
la
parte superior
del
cilindro
y
agitándolo
verticalmente por 30 segundos más o menos7. Colóquese
mesa,
el cilindro
introdúzcase
suspensión y empiécese
el
graduado
sobre
hidrómetro
a tomar
una
en
la
tiempo con
el
cronómetro.
8. Tómense lecturas al
minutos
sin
suspensión.
sacar
cabo de 1/4, 1/2. 1 y 2
el
Reagítese la
hidrómetro
de
la
suspensión y tómense
nuevamente l a s mismas lecturas hasta obtener un
par de valores consistentes.
9. Después
de la
última
lectura, sáquese
el
hidrómetro, reagítese la suspensión y emyiécese
86
de nuevo el ensayo
introduciendo el hidrómetro
El hidrómetro será
8610 después de 2 minutos.
introducido más
o menos
cada lectura con
el fin
15 segundos antes de
de contar
suficiente par& hacerlo
con tiempo
adecuadamente
será
y
limpiado con Culdado antes de su inmersión-
10. Tómense lecturas a los 2, 5, 10, 20 minutos
etc. doblándose cada vez el lapso a que se tomó
la
lectura
hidrdmetro
anterior.
deberá
cilindro graduado
destilada.
Entre
ser
lecturas, el
conservado dentro del
conteniendo
Lecturas de
solamente
la temperatura
agua
de la
suspensión deber.An ser tomadas con frecuencia.
11.
Tomdnse
hidrómetro
Ittcturas de
en
el
agua
la
temperatura del
destilada
cada
30
minutos.
12. Determínese la
destilada. Dichb
menieco
es
y
altura llamada corrección del
utiada
corrección por
altura del menisco del agua
en
cálculos.
La
menisco es aproximadamente +0.5
la correccióii por el
en ( 2 ) es
los
desfloculante indicado
aproximadamente -0.5, así que
dos correccionef: se anulan entre s í .
una
cantidad diferente
que
determinar
a
de
estas
Si se usa
desfloculante, hay
corrección
respectiva
substraerse de le corrección por menisco.
Y
Para
07
determinar
la
corrección
por
desfloculante,
sumérjase el hidrómetro en agua limpia
lectura
de
la
la prueba, sumérjase el
lecturas
después la
que se va
a usar en
hidrómetro de nuevo
tómese una nueva lectura.
las
tómese
Añádese
escala.
cantidad de desfloculante
y
de
La
la
y
diferencia entre
corrección
por
desfloculante.
13. Continúese tomando lecturas hasta que
hidrómetro
indique
hasta que el tiempo
aproximadamente
1.001
el
o
transcurrido sea el minimo
necesario calculado para el tamaño de partícula
requerido.
14.
Después de
la lectura final, viértase la
suspensión en un recipiente de evaporación, sin
perder ninguna porción de la muestra.
15. Déjese evaporar la suspensión en el horno a
105"
C.
hasta
que
se
luego déjese enfriar en
seque
completamente;
el desecador y
pésese
con una aproximación de 0.1 gr.
cdlculos:
1. Diámetro efectivo, De,
n = Viscosidad d e l agua a la temperatura del
80
ensayo.
Gs = Densidad del pigmento.
Gw = Densidad del agua a la temperatura del
ensayo.
t = Lapso de tiempo transcurrido en minutos.
2
= Distancia entre la superficie de suspensión
y el centro de
inmersión del hidrómetro.
se obtiene
la
de
curva
hidrómetro utilizado.
de
calibración
Esta
del
En el presente trabajo
esta curva responde a la ecuación:
2
= 18.9
-
0.18625R3,donde
R n = Lectura corregida de hidrómetro
R = Lectura de hidrómetro + 1
2. Porcentaje de material de diámetro menor que
el considerado, N,
(Rc)( G s ) ( 1.65)(100)
N = _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , donde
(Ws)(G~-l)(S.65)
Rc = R - cero de corrección + Ct, donde Ct es
un factor de temperatura
Wr = Peso del pigmento seco al horno.
Resultados
L o s resultados de la granulometría del pigmento
rojo de hematita se muestran
la tabla IX.
en el gráfico 3 y
89
T A R U Vlll
RESULTADOS DEL ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECIFICA DE LA HEMATITA
F1GMENTO
l
1
2
1
3
i
1 59.83
1 59.83
390.19
391.01
389.10
i
i
I
1
29
29
1
1
350.31
351.50
349.80
1 1
1
29
29
1
49.46
49.37
49.12
TABLA iX
ENSAYO HiDROMETRlCO DEL PIGMENTO ROJO DE HERlikTlTA
..............
....
CURV,4 GRANULOMETRICA DEL PIGMENTO
ROJO DE HEMA.TITA
- -.
...............
..............
.-
............
.
__ .... - .__
.- .....
.
...
.-
.- .....
-
.-.
.
.. -
. . . .
........
1.
[GRAFICO3
__
L
__
..
1
-1
- ..
-
_._.
1. o
1.00
91
De la curva de
distribución granulométrica del
gráfico 3 se deduce que el pigmento de hematita
tiene un
80% porcentaje
de peso
pasante 12.1
w.
2-9
PROCESA?íIENTO MINERAL
PARA LA OBTENCION DBL PIGMENTO
-
(DISBÑO TENTATIVO)
Para el diseño del proceso de producción de todos 106
pigmentos
se
asume una
producción
de 2
toneladas
métricas por hora.
Aunque
en esta Tesis no
consideraciones de
se incluyen
los cálculos y
dimensionamiento, estos
realizados tomando
en
cuenta
todas
las
fueron
normas
técnicas con las que se pudo contar.
El proceso para la producción
partir de hematita es
de pigmento
rojo
el mismo que se aplicará
obtener el pigmento del
mismo color
a
para
a partir de
la
1 imonita .
El proceso
(ver fig.
1) consta de
cuatro
etapas:
trituración, calcinación, molienda y micronización.
La etapa de trituración consta de:
A.
Trituradora primaria de quijadas.
Tamaño:
255x405
(Aberturaxancho)mm.
Asentamiento Cerrado:
50 mm.
92
@U
1
- 50 mm
‘1
@
>- l+
@
e-----
@@
IPH (31% sáiidos)
-150 8 Tyiei
8TPH (55% Sólidos)
6 TPH 175% Sólidos]
LTPH
ñgmcnto concentrado
325 8 Tyler
-
93
11 metros cúbicos por hora.
Capacidad:
B.
Tolva de almacenamiento.
C. Criba Vibratoria.
1x2 (Anchox1argo)m.
Tamaño:
12.5
Abertura:
D.
znm.
Trituradora secundaria de quijadas.
150x200
Tamaño :
Asentamiento Cerrado:
Capacidad:
En
esta
1
etapa
sobredimensionada
el menor
tiempo
-
14 mm.
la
trituradora
posible todo
el día.
regulador
alimentación
secundaria
de
la
tal
La
forma
el
material
tolva sirve
que
de
el
la
que
trituradora
circuito
La etapa de calcinación consta de:
E. Horno Horizontal.
Tamaño:
4 8 Ton por día. de pigmento.
1x11 ídiámetrox1argo)m.
En esta etapa la función del horno es calcinar el
material triturado a -12.5 mm.
La etapa de molienda consta de:
F.
Tanque acondicionador.
se
como un
trituración produzca 2 TPH de material -12 mm.
Capacidad:
está
de tal forma que pueda triturar en
producirá durante
de
primaria
de
94
Tamaño:
1x1.5 (Diámetro por alturalm
7 . 5 cm.
Diámetro de descarga:
G.
Molino de bolas.
1.7x1.7 (Diámetrox1argo)m
Tamaño:
2 TPH de material -150 Tyler Mesh.
Capacidad:
H.
Hidrocicl6n clasificador.
Diámetro:
14 cm.
Caida de presión:
28 Kpa.
Se recomienda un modelo D-6 Krebs de acuerdo al
Krebs Cyclone Performance Chart.
1.
Tanque recolector.
J.
Bomba de lodos.
K.
Hidrociclón desaguador.
Capacidad:
En esta etapa la molienda es en circuito cerrado.
La
carga circulante del mismo es de 300%.
Este circuito
para que produzca 2 TPH
de material -
está diseñado
El molino se
150 Tyler Mesh.
de trabajo de
diseñó para el índice
la hematita que es
mayor que el de la
limonita.
La etapa de micronización
consta de 2 micronizadores
horizontales íL) montados en serie
que consisten en
del tipo DYNOMILL
una cámara cilíndrica
dentro de la
cual la suspensión de partículas -150 Tyler Mesh ee
bombardeada
a
t r a v é s de
glóbulos de
molienda, que
giran rápidamente y poseen alta energía cinética.
CAPITULO 111
3.1
m
C
I
A
EN EL PAIS.
La ocurrencia de
de
la limonita
88
la hematita como se pudo
halla asociada a la
ver
en el capítulo
anterior.
Una de las anomalías más conocidas de limonits e 8 la
de
Chunchi, en
posible
la provincia de
yacimiento
sedimentario
y
ee
es
de
Chlmborazo.
origen
El
hidrotermal
encuentra el noreste de
la ciudad
de Chunchi.
3-2 RBCOLECCION DE LA I¶UEsILRA-
Se tomaron
unos
100 kg. de mineral en el afloramiento
de limonita existente en l a s cercanías de Chunchl.
3-3 E”ARACI0N
DE LA MLJETRA-
Es la m i s m a que se aplica a la hematita.
96
3-4
DBSCRIPCION MI"RAIxxiICA,
Para la descripción de la limonita, igual que para la
hematita,
se aplicó
la mineralogia
Los
fisica.
resultados de este análisis mineralógico se
muestran
en la tabla X.
3-5 COMPOSICION QUIMICAL o s análisis químicos de l o s pigmentos de limonita se
realizaron en el
Instituto de
Química de la
analizándose contenido de hierro.
ESPOL,
L o s resultados se
presentan en la tabla XI.
El contenido de Óxido
hidratado de
pigmento amarillo, de mineral
hierro para
el
de limonita, fue
de
87.00%.
El contenido de óxido de hierro para el pigmento
r o j o , limonita calcinada, fue de 82.74%.
3.6
ANALISIS DEL PROCESO DE MOLIENDAPara el
limonita
análisis del
se
aplican
proceso de
las mismas
utilizaron para la hematita.
3-6.1 PRUEE3A DE TRITURACION.
conminución de
pruebas
que
la
se
98
Resultados-
Los resultados se presentan
En
el gráfico
4 se
presenta
granulométrica para la
tabla XII.
en la
etapa
la distribución
de trituración.
De la curva de este gráfico deducimos que:
m(Pendiente) = dy/dx = 4.8/6.3 = 0.7619
Asumiendo una distribución Gates-GaudinSchuhmann tenemos la siguiente ecuación:
O. 7619
F(d) = (d/2321)
3.6-2 PRUE33A DE MOLIENDA.
Resultados,
Los
resultados de
presentan
gráfico
en
las
la
prueba de
tablas XIII
molienda
y
XIV y
se
del
5.
Datos.
Diámetro interno del molino (D):
Longitud del molino (L):
0.8858 pies.
Densidad de empaque de las boliic
6=
1.0335 pies.
( 6 ):
0.1308 STon/pie^c?
Peso de 700 cc de material:
938 g r .
Producto de período ideal (PFI):
PPI = 938 gr./3.5 = 268
gr.
TABLA XII
PRUEBA DE TRiTURACiON DE LA LlMONlTA
Tyler
hbertura 'eso (gr) % Peso
?nMicra Wenido 3etenido
Mesh
4.0
FONDO
39.8
1.4
14.3
400
38
22.9
2.3
45
325
0.04
0.05
0.08
9.4
30.6
0.9
0.09
3.1
29.7
3.0
0.12
0.15
21-8
18.5
2.2
1.9
0.19
20.3
2.0
0.21
250
23.1
2.3
0.23
48
300
60.5
6.1
0.29
QG
Ud
90.7
Q.I
0.38
114.3
11.4
0.50
2@
425
600
850
402.0
40.2
Q.90
10
f 700
63.0
6.3
0.96
8
2360
39.7
4.0
250
200
150
1O0
80
65
63
75
106
150
180
212
69
28
T A B M Xili
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA LlMGNfTA
0.17
101
TABLA XIV
INDICE DE TPABAJO DE LA LlMONlTA
Porcentaje de Peso Pasante
tyler
Abertura
Mesh
en Micras Alimentacio Carga Circul. Producto
6
33%
100.0
8
2360
81.3
100.0
10
1700
72.5
99.9
20
050
600
44.1
99.2
36.8
93.1
35
48
60
65
425
so.0
94.i
300
25.3
88.1
250
20.5
82.1
212
18.7
75.0
so
180
16.9
66.3
100
150
14.8
52.9
150
106'
12.6
Li.5
200
5'
8.2
0.0
28
100.0
232
63
7.6
€2.L
llvl
GL5
45
5.9
63.8
400
35
4.0
58.6
0.0
0.0
FOIJDO
[PRUEBA DE MOLIENDA DE LA LIMONlTAl
100
10
1
10
100
1000
10000
DIAMETRO DE LA PAñT)CU&A EN MICRAS
P
O
N
103
Porcentaje de tamaño inferior a 200 Tyler
mesh:
8.19%.
Velocidad de rotación del molino (V):
V =
66.66 F P M .
Velocidad Crítica (Vc):
Vc = 77.77 R P M .
Fracción de velocidad critica (*NI:
*N = 0.8571.
Carga máxima de bolas (J):
J = 0.2286
Promedio de l o s dos últimos periodos (P):
P = 2.861
Potencia:
0.1257 Kw.
Q = PxN = ( 2 . 8 6 1 ) x ( 6 6 . 6 6 )
Q = 190.71 gr./min.
E = P / Q = (0.1257 Kw) / (190.71 gr/min)
E = 0.000659 Kw.gr/min., transformando
E = 9.99 Kw-hr/ST.
Del gráfico de la prueba de Bond se tiene que:
80% del pasante de la carga de alimentación:
1961.9 un.
80% del pasante de la carga de'l producto:
60.0 um.
Xndice de Trabajo (WX)
104
Wi = 9.38 Rw-hr/ST.
3-7 PROCESO DE 0 B " C I O N
El proceso
amarillo
aplicado para la
es
el
consecución del
obtienen dos
de
DEL PIGMENTO AMARILu)-
mismo
que
pigmento
obtención del
se
rojo
utiliza
de
20 horas,
y otro
para
hematita.
pigmento6 amarillos, uno
molienda de
pigmento
la
Se
con un tiempo
con un
tiempo de
molienda de 40 horas.
3.8
PROCESO DE 0 B " C I O N
DEL PIGMENTO ROJO.
Objetivo :
Obtener pigmento r o j o de
limonita para realizar
pruebas de hormigón coloreado.
Equipo :
-Molino de bolas de cerámica.
-Balanza.
-Vibrador Ro-Tap.
-Tamiz 400 Tyler Mesh.
-Horno de alta temperatura.
las
105
Procedimiento:
1. Obtener pigmento amarillo de limonita.
2. Someter el pigmento a calcinación en un horno
de
alta temperatura.
calcinado a
3. Someter el pigmento
molienda húmeda
por un lapso de horas.
4 . Tamizar en húmedo a -400 Tyler Mesh.
5. Completar la masa de la carga del molino y repetir
el proceso
de molienda
hasta obtener
unos 2
kg de
pigmento para realizar pruebas posteriores.
6. Secar la pulpa
en un horno de baja temperatura
(-
100" C).
7.
Disgregar el
cake
de pigmento
en el
molino de
bolas de cerámica.
8. Se obtienen pigmentos
rojos para 20 y 30 horas de
molienda.
3.9
CARACTERISTICAS DE LQS PIGMESTOS OBTENIDOS-
3-9.1 GFZAWADES ESPECIFICAS.
L o s resultados de
l o s tests granulométricos de
gravedad específica para l o s pigmentos amarillo
y r o j o se muestran en la tabla
3-9-2GRANuIxmETRIAS
XV.
106
Los
l o s ensayos hidrométricos
resultados de
para
las granulometrías
encontrar
de
los
pigmentos amarillos se muestran en el gráfico 6
y las tablas XVI y XVII.
El pigmento amarillo con un tiempo de molienda
de 20 horas (curva 1 en el gráfico 6) tiene un
80% porcentaje
de
peso pasante
15.2 w,
de
mientras que el pigmento del mismo color con un
tiempo
de
molienda
40
de
horas tiene
80Xporcentaje de peso pasante de 8 . 4
un
pm.
L o s mismos resultados para los pigmentos
rojos
(limonita calcinada) se presentan en el gráfico
10 y las tablas XVIII y XIX.
con
un tiempo de molienda de 20 horas (curva 1
en el
peso
El pigmento rojo
gráfico 7) tiene un
pasante
pigmento
de
4.4
igual
de
80% porcentaje
um.
color
mientras
con
un
de
que
el
tiempo
de
molienda de 30 horas tiene un 80% porcentaje de
peso pasante de 4.0 w.
3-10 P R O C E S A M I W T O
MINESRAL PARA LA OBTESJCION DE IX)S
PIGKENTOS,
Para
obtener
el
pigmento
limonita, se aplica
el mismo
rojo
a
partir
proceso que se
de
la
diseñó
para obtener el pigmento del mismo color a partir de
107
TABLA XVI
ENSAYO HIDROMETRICO DEL PRIMER PIGMENTu AMARILL
2
5
10
20
30
40
50
60
120
240
480
1320
47.5
42.0
34.5
27.5
23.5
21.o
19.0
18.0
13.0
8.5
5.1
1.o
Temp.
2 de la
( C)
ecuacion
25.0
25.0
25.0
25.0
25.0
25.0
25.0
24.5
23.8
23.0
23.0
25.0
Diametro
Porcentaje
efectivo (um) peso pasante
9.87
10.89
12.29
23.0
15.0
12.0
13.59
8.5
14.34
14.80
15.18
15.46
16.29
17.13
17.76
18.53
6.4
5 .?
5.3
3.9
2.9
2.0
1.9
Z d e IE
90.7
81 .O
67.7
55.4
48.3
43.9
40.3
38.6
29.2
20.7
14.7
7.4
-1.2
Diametro
1
Porcentaje
peso pasante
94.2
89.8
85.4
78.4
70.0
64.6
55.6
46.8
44.2
26.i
24 .O
108
2
LLI
109
TABLA XVIII
ENSAYO HIDROMETRICO DEL PRIMER PIGMENTO ROJO DE LIMONITA
Temp. 2 de la
58.2
57.0
55.0
52.0
48.5
45.5
43.5
41.2
31.5
12.5
4.3
2
5
10
20
30
40
50
60
12!.!
240
480
1415
1.6
Diametro
Porcentaje
( C) ecuacion efectivo (um) peso pasantc
25.0
7.87
16.4
97.9
25.0
8.10
10.5
96.0
25.0
25.0
25.0
25.0
24.5
24.9
25.0
24.5
25.2
25.0
8.47
9.03
9.68
10.24
10.61
1 1 .o4
12.85
16.39
17-80
18.42
7.6
5.5
4.7
4.2
3.8
3.6
2.7
2.2
1 .?
1 .o
92.9
88.1
82.6
773
74.7
71 .l
55.8
25.7
13.7
8.6
TABLA XIX
ENSAYO HiDROMETRiCU DEL SEGUNDO PIGMENTO RDJO DE LIMVNiTA
,
Lapso d i ' Licttrrti cié Temp iZ de la 1 Diatiiotio
j PotcentRP
1
I
, tiémpo itiiit-ii 1 hidrometio ! ( C ) , ecuacion 1 e t w t i v o (unii peso pasantc
2
5 9
I
1
1
11)
20
40
I
68
130
275
366
i
1295
!
l
l
ROJO DE LlMONlTA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
30
o
111
la limonita.
El
proceso
que
pigmento amarillo
se
aplica
para
de limonita
es
la producción
de
el mismo
8e
que
disefió para la producción del pigmento r o j o , pero sin
la fase de calcinación (ver la figura 2).
112
...
2
LTPH
Pigmento Concentrado
325 8'Tylei
f
1
i
i
l
I
+----
De l o s estudios de Mosquera y h a l e r (197%), e Q g h l a
extensión
e
intensidad de
negras de las playas, las
las mancha8
-CoJ imies
-N
S t a . Elena
-Bo1 ivar
-Ensenada de Surronse
-Ens. de Bálsamo
-Chmduy
-Punta Galera
-Atacames.
aFepIBe
zona8 de interéa tienen
siguiente orden de prioridad decreciente:
-PWá
de
114
De l o s estudios
de Wilkinson se identifican 4 Breas
que indican arena negra anomálica:
- A l este de Lagarto, Esmeraldas
-Punta Ostiones, Esmeraldas
-Entre San Vicente y Canoa, Manabi
-Punta Brava, Manabi.
G. Mora y F.
Ruales
(1985), desarrollan su
sobre la composición de
las arenas negras en la zona
de Chanduy y concluyen diciendo que no es
económico
debido
a
tesis
la
escasez
de interés
del
material
disponible.
arenas negras son
Actualmente las
Cemento Nacional, aprovechando
utilizadas por la
su alto
contenido de
hierro, para aumentar l o s niveles de este elemento en
El material en la
el cemento.
de
manera
estudios
artesanal
geológicos
actualidad se explota
y
generalmente
que
permitan
sin
realizar
pensar
en
una
explotación a mayor escala (23).
Según el
General
estudio de
Villamil
Ana
Playas,
Saa (1988), realizado
l o s minerales
provienen de rocas ígneas máficas
erosión
del
basamento (Piñón),
y
depositado también en rocas antiguas.
sin embargo si
magnéticos
por tanto
108
cuales
No
en
8e
de la
se han
aprueba
la erosión de las áreas en que Piñón
115
largo del río Guayas,
aflora a lo
aumentar
la
cantidad
continua es poco
alentadora dada la variabilidad de
concentraciones en
embargo
~e
sedimentos magnéticos
La explotación del material de manera
encontradas.
las
de
contribuye o no a
el transcurso
podria programar
del mes;
para ser
sin
explotado en
sicigia, época en que el enriqueci-mientoocurre.
4.2-
RECOLECCION DE LA MUESTRA.
Objetivo
En la acción
sentido
decir
de recoger una
de obtener una
muestra
obtener una porción
condiciones sean
muestra debe
similares e
primar el
representativa, es
cuyas características y
identifiquen el
total
relativo del material.
Procedimiento
En el
presente estudio
se
trabajó con
las arenas
negras del stock que tiene la Cemento Nacional
vieja
planta
de
San
Eduardo.
originarias de Chanduy.
en la
Estas arenas
Se recogieron unos
son
5 sacos
de diferentes partes del stock para tener una muestra
representativa.
Es
importante señalar
estudios realizados sobre
en nuestro país se ha
de minerales
que
de 106
las arenas negras de playa
observado que la concentración
pesados (ilmenita, titanomagnetita) es
116
muy variable según el espacio y el tiempo.
4.3
PREE'ARACION DE LA WRSCRA.
Objetivo
Adecuar
el material
de
trabajo para
posteriores
análisis granulométrico, mineralógico, pruebas
recuperación magnética
y
de
de mesa concentradora.
Procedimiento
L a s arenas
fueron primero
secadas.
El
realizó colocando las arenas sobre un
de plástico, ubicándolas de tal
directamente l o s
secado
se
piso cubierto
forma que recibieran
rayos del s o l .
Posteriormente
se
removió el material a intervalos de tiempo iguales en
vistas de conseguir un secado uniforme.
El
paso
"grandes"
siguiente
fue eliminar
(fragmentos de
para lo cual se hizo
roca
las particulas
restos de conchas)
y
pasar la muestra por el tamiz
número 8 Tyler.
Finalmente
se
procedía
constante remoción de
homogenizar
a
la muestra
mediante
con una pala.
El
material es homogéneo cuando la
textura del mismo no
ofrece variaciones
externas en
tamaño. Aunque
internas ni
fue difícil homogenizar
con granos de una diferencia
color
y
una muestra
importante de densidad,
117
se
procuró
lo más homogéneo
0btener.m material
posible.
Una vez
homogenizado, el material
cualquier prueba
cada ensayo se
a realizarse,
procede a
y
está listo
para
es así como
para
cuartear hasta obtener
el
peso de muestra necesaria.
4.4,
ANALISIS MI"QGIC0
SEMICUANTITATIVO-
Obj et ivo
Conocer el porcentaje
de magnetitas en las
arenas e
identificar algunos minerales.
E q u i p o s y materiales
-Microscopio.
-Horno de baja temperatura.
-Batea, imán, punzón.
Procedimiento
1. Tomar 200 g r . de muestra preparada para análisis.
2 . Separar
mediante batea
inicialmente y microbatea
posteriormente l o s minerales pesados y no pesados,
3. Secar concentrados y ganga
4 . Separar con
ayuda de
imán los minerales
pesados
para obtener sus porcentajes por peso.
5.
Identificar
minerales pesados
con
y
ayuda
del
l o s no pesados.
microscopio
los
118
Resultados-
Los resu1tados del
XX.
Del
análisis se muestran en
la tabla
análisis realizado se encuentra
arenas utilizadas contienen un
livianos como
silice
ferromagnéticas
magnetitas
no
granates,
y
vez las magnetitas se
A su
magnetitas.
y
52% de
paramagnéticas, y
y
son puras
sino
que
las
que
minerales
un
48%
dividen en
las
además
se
de
encuentran
asociadas con minerales de titanio.
4.5
Se
realizó un
análisis químico
magnetita, el mismo que se
de Química de
la Cemento
Nacional en Cerro
químico de la magnetita
la ferromagnética.
las
de
realizó en el laboratorio
espectrómetro de rayos X.
usando un
análisis
completo
Blanco,
Se realizó un
paramagnética
y
de
Los resultados se presentan en la
tabla XXII y XXIII.
Como
se
observa
en
esta
tabla, estas
magnetitas
contienen Óxido de titanio. El contenido de óxido de
hierro está por debajo del contenido estándar.
4-6
DISTRIEUJCION GRANULXmETRICA DE LAS ARENAS Y ];AS
MAGNETITAS Objetivos.
119
TABLA XX
RESULTADOS DEL ANALiSiS MINERALOGICO DE LA ARENA
ARENA DE PLAYA
CONCENTRADOS PESADOS
GANGA (LIVIANO
(52%)
(48%)
16%
Cantidades iguales
de cuarzo, granate
restos de conchas Mater ¡al
Material
y fragmentos de
Ferromag netico Paramagnetico
rocas
Magnetita,
Exsoluciones
intercrecimientos de ilmenita y
magnetita
de ilmenita
magnetita y
hernat¡;a.
120
TABLA XXll
COMPOSICION QUlMlCA DE LAS MAGNETITAS
FERROMAGNETICAS (PORCENTAJE POR PESO)
FMENTU
MAGNETITA
1!
!
ii
I
i
!
i
!
I
i
i
3
i
,
I
0.01
CI
Ti02
21.70
P205
0.16
si02
A1203
F&03
CaV
0.94
0.63
74.60
0.04
tv4 go
1.20
K20
0.05
0.37
Total
95.TO
,
I
!
121
Conocer la distribución
granulornétrica del material y
de
las magnetitas.
E q u i p o y materiales,
-Vibrador-agitador RO-TAP.
-Sarta de tamices.
-Balanza.
-Horno de baja temperatura.
-Batea.
-Microbatea.
-Arena de playa.
Procedimiento.
1. Tomar 500 gr. de material.
2. Tamizar.
3. Pesar cada fracción.
4.
Determinar
la
cantidad
de
magnetita
en
cada
fracción por separación gravimétrica con bateá.
Resultados
L o s resultados del an&lisis se
presentan en la t a b l a
XXI
puede
y
€1 gráfico
gráfico. entre
8.
Como
1~1smallas
se
28 y 4R
observar en el
el co~tenidu de
magnetita es mínimo. mientras que entre las mallas 60
y 140 SE
hclllo. la mayor parte.
Es importante hacer
notar que l a s proporciones de magnetita a ganga no Le
mantienen conctantes, dependiendo del
l u g a r de procedencia.
tiempo y
del
Es notorio que l o s retenidos
122
_
-
.,'\
I
ci
L i
I
123
de
las mallas
80
100 son casi en
y
su totalidad
magnetitas.
4 . 7 - 1 S E P ~ C I O NM A ~ I C APOR
DESCRIPCION
VIA
SECA-
-.
La separación magnética se ha usado durante
casi 200 afios en la concentración de minerales
de hierro, y todavia se emplea extensamente
en
la
ha
actualidad.
utilizado
Para
una gran
lograr esto, se
variedad
de dispositivos.
Desde el comienzo de este siglo ha tenido lugar
una
expansión
disponible
los
constante
como en la
gama de
que es aplicable la
La separación de pequeñas
y
minerales
tanto
aplicación, al
de
propiedad de
respuesta
a
un
susceptibilidad magnética.
importante
la concentración
y
un mineral
campo
los minerales
en una
diversos minerales ferrosos
La
minerales para
cantidades de hierro
ha tornado
igual que
el equipo
separación magnética.
ferríferos
industriales se
en
de
no ferrosos.
que
determina su
magnético
Con
propiedad, los materiales pueden
es
base en
ia
esta
dividirse en
125
La naturaleza de
distribución
magnética
tamaños,
de
y
químicas que
la alimentación abarca su
la
susceptibilidad
otras
propiedades
pueden
afectar
fisicas y
a
las diversas
fuerzas que intervienen.
PISICA BASICA DHL MAGNETISMO
Cuando
8e
magnético
un
coloca
objeto
(campo magnético
inducción magnética
en
un
aplicado
B en
el
campo
H), la
objeto
está
expresado por
B = H + U
U = magnetización o intensidad de magnetización
del
material del
objeto).
La magnetización
puede interpretarse como un
momento magnético
dipolar por unidad de volumen del material.
campo magnético aplicado
se
El
expresa en función
ya sea de la intensidad del campo magnético con
unidades de amperes por metro, o de la densidad
de f l u j o magnético en teslas. (La relación es 1
A/m
=
expresa
4pix10A-7 T).
normalmente
mientras que la
en
,
magnetización se
amperes por
metro,
inducción magnética se expresa
normalmente en teslas.
obvio que H, U
La
y
Por la ecuación ( A ) , e s
E pueden expresarse todas ya
126
sea en amperes por metro o en teslas, pero para
que
la
ecuación
sea
válida,
deben
todas
expresarse en las mismas unidades.
Otra cantidad que se usa en el magnetismo es el
en webers (Wb).
flujo magnético, expresado
weber es
el flujo magnético que,
circuito de vuelta, produce
electromotriz de un volt
tesla, entonces, es
magnético
cerrando un
en éste una fuerza
mientras se reduce
uniforme en un segundo.
cero a un régimen
dada por
El
la
un
densidad
de
flujo magnético
a
El
flujo
de un
weber por metro cuadrado.
En la figura 3a se ilustra la relación entre la
magnetización
para
y
el
minerales
campo magnético
típicos
aplicado
ferromagnéticos,
paramangnéticos y diamagnéticos.
Existe una
relación lineal más simple para los materiales
paramagnéticos y
no basta
su
diamagnéticos.
para los materiales ferromagnéticos,
comportamiento
(figura
Tal relación
es
mucho
más
complicado
3b).
La pendiente de la curva de magnetización es la
susceptibilidad magnética
decir
km del
material, es
127
La susceptibilidad magnética es una pequeña
los materiales paramagnéticos,
constante para
una constante
negativa muy
pequeña
los
para
materiales diamagnéticos, y para l o s materiales
ferromagnéticos es variable y depende del campo
magnético aplicado y de
la historia previa
de
la muestra.
EQUIPO Y APLICACIONES,
El
equipo para separación magnética
se divide
con toda propiedad en dos categorias:
separadores magnéticos de
alta
intensidad,
baja intensidad y de
usándose
los
primeros
primordialmente para minerales ferromagnéticos,
aunque también para minerales paramagnéticos de
alta susceptibilidad magnética, y l o s segundos
para
minerales
paramagnéticos
susceptibilidad magnética.
de
baja
y Eilta
de
más
baja
Ambas separaciones,
intensidad magnética,
pueden
llevarse a cabo en húmedo o en seco. Predomina
el procesamiento
de
en húmedo
en las operaciones
baja intensidad magnética, si bien existen
plantas
de
capacidad.
procesamiento
Los
en
seco
de
gran
separadores de alta intensidad
128
magnética han
seco
baja capacidad.
de
y
sido tradicionalmente de proceso
adelantos logrados en el diseño
sido
posible
capacidad
éxito
la
en
y
gran
húmedo, de
alta
se han aplicado
con
proceso
inteneidad magnética,
de imanes, ha
separadores de
construir
para
en l o s
Con base
concentración de
minerales
paramagnéticos.
CILINDrnS MAGNETICOS,
Los
cilindros
magnéticos
son
magnéticos de baja intensidad
separadores
que trabajan con
alimentación seca. E s t o s
cilindros son de polo
axial
concentrar minerales
y
se
usan
para
Se presentan
ferromagnéticos.
en diseños
de
imán permanente y electromagnético, con un arco
magnético de cobertura variable.
El
número de
polos dentro del arco dado es también variable,
así como lo son l o s
de
polo axial,
diámetros de los cilindros
van de
L o s diámetros de
las 18 a
las partículas a ser tratadas
el
cilindro
seleccionado; el
influyen
en
material
de alimentación de
diámetro puede
cilindros
polaridad
con
hasta 1
pulg. de
ser sucesivamente tratado sobre
polaridad
alternante
considerable
48 pulgadas.
del
agitación
de
alternante.
polo axial
La
produce
las partículas
al
129
atravezar ellas
el arco magnético, produciendo
un concentrado magnético muy
limpio
dado el
La velocidad del cilindro puede variar,
caso.
aiendo baja si
200 rpm.
VI
de 20-45 rpm 6 alta si
es de
El principio de operación de este
aparato es ilustrado en la figura 4.
PRUEBAS DE LABoRAlylRIO
ObjetivoDeterminar
la
recuperación de ferromagnetita
que se consigue con el tambor magnético.
Equipo
-
-Cilindro magnético.
-Recipientes.
-Cronómetro.
-Balanza.
-Tamices.
Procedimiento,
1. Obtener 5 Kg. de
material homogenizado de -
50 Tyler Mesh.
2. Adecuar
el
correctamente
cilindro magnético, ubicando
los
recipientes recogedores de
las colas, los medios y el concentrado.
3. Para una abertura dada d e l alimentador medir
el tiempo de procesamiento de l o s 5 Kg.
130
20
/
1.o
/
1.O
A5
O
4 4
0
I
I
i
0.5
1.0
1.5
131
Pesar
4.
el
los
concentrado, las colas y
medios.
5. Determinar el contenido de ferromagnetita en
cada uno de 106 productos.
6.
Mezclar
las
concentrado hasta
y
los medios
colas,
abertura de
el
obtener una mezcla homogénea
proceso del 1 al
repetir el
y
alimentación.
5 para una otra
Repetir el proceso
para cinco aberturas diferentes.
Resultados
tabla XXIV
De la
abertura
óptima
magnético
es
se
de
la
puede observar
alimentación del
de
mm,
4
producen concentrado con un
cual es bastante
La
prueba
un
balance
prueba realizada
esta
tabla
se
tambor
cual
se
pureza del 98%, lo
los resultados de la
realizó para
alimentación anterior.
muestra
con la
una
aceptable para l o s pigmentos.
para obtener
tablaXV1, se
que
En
de
la
abertura
de
la tabla XXVII
se
los productos
de
la
magnético.
De
el porcentaje
de
con el tambor
deduce
que
recuperación de
magnetitas con el concentrador
magnético
32%,
es
con
una
pureza
del
concentrado del 98%.
La recuperación
descarta
el
es muy
baja
concentrador
por lo
cual
magnético
se
para
132
procesar las arenas.
4-7.2 SEPARACION
GRAVINETRICA POR VIA HüiíRDA-
L o s métodos
gravimbtricos de concentración son
para
usados
una
tratar
materiales, desde
tales
como
hasta
carbón
gran
sulfuros de
galena
variedad
de
metales pesados
(gravedad específica
(gravedad especifica
7.5)
1-31, en
tamaños de particulas en algunos casos por de
bajo de 50 micras.
En años recientes, muchas compañías han
los
evaluado
sistemas
agentes
de
flotación,
simplicidad de l o s métodos
que
éstos
separación
l o s costos creciefites de
gravimétrica debido a
los
de
re-
producen
la
relativa
gravitamétricos
relativamente
y
a
poca
contaminación.
PRINCIPIOS DE CONCISNTRACION GRAVIMETRICA.
Los
métodos
separan
de
concentración
minerales
específica
por
respuesta a la
de
su
diferente
movimiento
gravedad y
siendo las Últimas
gravedad
relativo
una o más
a menudo la
movimiento ofrecido por
gravimétrica
en
fuerzas,
resistencia al
un fluido viscoso, tal
133
corno el agua o el aire.
E5 esencial para una separación efectiva que
exista una marcada diferencia de densidad entre
Alguna idea del tipo de
el mineral y la ganga.
separación
posible
puede
ser
ganada
del
criterio de concentración
donde Dh es la gravedad especifica del
la gravedad
D1 es
pesado.
mineral liviano,
y
mineral
especifica
del
Df es la gravedad especifica
del medio fluido.
En
términos muy generales, cuando
el cociente
es mayor que 2.5, positivo o negativo, entonces
la
separación
fácil.
Conforme
disminuye, así
de
la
gravimétrica
el
es
valor
relativamente
del
cociente
también disminuye la eficiencia
separación, y
debajo
concentración gravimétrica
de
1.25
generalmente no
la
es
posible comercialmente.
El movimiento
solamente
de una partícula
depende de
sino también
de
su
su
gravedad especifica,
tamaño:
grandes serán afectadas
en un fluido no
las
partículas
en grado mayor que las
134
más pequeñas.
La
eficiencia de los procesos
gravimétricos por
lo tanto 8e incrementan con
el
particula,
tamaño
deberian
de la
ser lo
moverse de
y
las particulas
suficientemente grandes para
acuerdo con
la
l e y de
resistencia turbulenta, según
la
Newton
de
cual cuando
una partícula sólida cae libremente en un medio
viscoso, tal como
su movimiento
agua, hay una resistencia a
el
y
valor
la misma
de
se
incrementa con la velocidad; cuando se alcanza
el equilibrio entre las fuerzas gravitacional y
de resistencia del fluido, el cuerpo alcanza su
velocidad terminal
y por
rapidez uniforme.
A
resistencia
es
debida
lo tanto
cae a
una
altas velocidades
al desplazamiento
la
del
fluido por el cuerpo; esta resistencia se llama
turbulenta.
Según
la
ley
de
Newton
para
resistencia turbulenta la velocidad terminal de
una partícula cayendo en un medio fluido ec:
Vp:
Velocidad terminal de la partícula.
Ds: Densidad de la partícula.
g:
Aceleración de la gravedad.
d:
Diámetro de la partícula.
135
Las partículas que son tan pequeflas que
su
movimiento
es dominado principalmente por la
fricción de
superficie responden pobremente a
los procesos
gravimétricos comerciales de alta
En la práctica, se requiere de un
capacidad.
la granulometria de
riguroso control de
alimentación a
el fin
los procesos
gravimétricos con
de reducir el efecto del
partículas
hacer el
y
la
tamaño de las
movimiento relativo
de
las partículas dependiente de la gravedad.
MESAS CONCWJWiDORAS,
Cuando
una película
superficie plana e
de agua
es
retardada por la
agua absorbida en la superficie;
la velocidad se incrementa hacia la
del
Si
agua.
introducidas
partículas
sobre una
inclinada, el agua que está
más cerca de la superficie
fricción del
fluye
partículas
dentro
pequeñas
de
no
la
superficie
minerales
son
películas,
las
moverán
tan
se
rápidamente como las partículas grandes, puesto
que ellas
serán sumergidas en la
movimiento
más
lento
partículas
de
alta
moverán más
de
ligeras, produciendo
la. película.
gravedad
lentamente que
así
porción
específica
de
Las
se
las partículas más
un
lateral del material, (figura 5 ) .
desplazamiento
137
película que fluye depende de
densidad
de
las
dispersarán en
pequeñas
ellas
partículas,
la
Be
abanico sobre la mesa, las más
pesadas
y
el tamaño y
corriendo más rápidamente
hacia
el recipiente de concentrados hacia el
otro
extremo, mientras que las partículas más
grandes
ligeras
y
recipiente
de
son
un
ajustable
en
de
corre
de
la mesa.
lado
el
el
figura 7
La
idealizado
productos
en
cual
la tabla.
diagrama
distribución de
partidor
el
colas,
longitudinalmente a
presenta
depositadas
donde
la
Un
se
depositan l o s concentrados se usa a menudo para
separar
este producto
en
dos
concentrado de alto grado y
fracciones: un
la fracción de los
medios.
Aunque la película
requiere una
en
capa individual
la práctica
alimentación
posibilita una
grande.
de concentración que fluye
se introduce
de
capa
a
la
múltiple,
capacidad de
mesa una
lo
cual
procesamiento más
Una estratificación ,vertical,debido
a1 acto de agitación, toma
riffles,
de alimentación,
los
cuales
lugar detrás de los
generalmente
paralelos con el eje longitudinal
se disponen desde una altura
corren
de la mesa y
máxima en el lado
138
de la alimentación hasta una altura minima
En l o s espacios
el lado opuesto (ver fig. 7 ) -
los
entre
riffles
estratificem con el
más finas
las
partículas
fin de que
grandes y livianas cerca de la
fig.
Capas de
8).
través
y
las más
superficie (ver
particulas
los riffles por
de
se
las particulas
pesadais estén en el fondo
y
en
se mueven a
una
acción de
agrupamiento de la nueva alimentación y por la
película de agua de lavado que fluye. Debido a
la
disminución paulatina
del
grosor de
los
riffles, particulas progresivamente más finas y
densas son continuamente traídas en contacto
con la pelicula de agua que
encima
de l o s riffles.
toma lugar
en el
área
fluye que pasa por
La concentración final
sin riffles hacia
el
final del deck, donde la capa de material es en
esta
etapa usualmente
solo
de
una
o
dos
partículas de g r o s o r .
Los decks se
construyen usualmente
revestidos
con
coeficiente
de fricción, tales
caucho
y
materiales
plásticos.
de madera,
con
un
como linóleo,
L o s decks echos
de fibra
de vidrio son también usados, aunque más
pero
más duraderos.
alto
L o s riffles
en
decks se incorporan como parte del molde.
caros
tales
\
-I"
b
......
........
........
........
........
........
.......
........
........
.......
"-':"54,
, A.
e
e .
oI+
-
o-($#&
139
140
El tamaño de la partícula juega un rol muy
importante
las
en
conforme
mesas
rango
el
de
la mesa
alimentacibn de
concentradoras;
de
tamafíos
la
incrementa, la
se
eficiencia de la separación disminuye.
Si una
alimentación de mesa comprende un amplio
rango
de particulas, algunos de estos tamaños serán
limpiados ineficientemente.
Como se puede ver
en la fig- 7, en una separación idealizada, los
medios producidos no son
"verdaderos medios",
i.e. particulas de mineral asociado
a ganga,
sino partículas
y
densas
Si
estas
Y
relativamente grandes
partículas finas y
particulas
son
retornadas al
molienda, junto
entonces
ligeras.
con
de
verdaderos medios,
los
ellas
circuito
serán
remolidas
innecesariamente.
Puesto
que
la
mesa
efectivamente particulas
concentradora separa
grandes y
partículas finas y densas,
clasificar
la
es
práctica
alimentación,
clasificadores ponen
tales
ligeras de
ya
común
que
partículas en
mismo producto, sobre la base de
los
el
sus rapideces
de asentamiento iguales.
La capacidad de
las mesas varía de
acuerdo al
141
tamaño de las
partfculas de alimentación
La8
criterio de concentracibn.
al
mesas pueden
TPH de arena de 1.5 mm y tal
procesar hasta 2
TPH de arena fina.
vez 1
y
Con
tamaños
de
m, las capacidades
partículas entre 100 y 150
de las mesas pueden ser tan bajas como 0.5 TPH.
Con materiales como el carbón, sin embargo, son
comunes capacidades
tamaños de hasta
mucho
del
altas,
con
15 mm.
La separacidn puede ser
amplitud
más
golpe,
la
influenciada por
cual
puede
la
ser
La amplitud
del golpe usualmente
varía dentro d e l rango de
10 mm a 25 mm o más,
controlada.
estando
la velocidad en el rango
golpes por minutos.
de 240 a 325
Generalmente, una arena
fina requiere una velocidad más
alta y golpes
más cortos que una alimentación gruesa.
La cantidad de
pero
para
agua usada
menas
alimentación es
la
e n la pulpa
dilución
20-25% de
normal
sólidos por
mientras
que para
33 a 40%
de sólidos. En adición
varía,
de
la
peso,
carbón se utilizan pulpas de
al agua en la
pulpa de alimentación, agua limpia fluye
sobre
la mesa para la limpieza del concentrado final.
Esto varía desde u n o s pocos
litros a casi 1000
142
litros por
minuto de
acuerdo a la
naturaleza
del material de alimentación.
a lo largo de
La mesa está ligeramente elevada
la línea de movimiento
hasta
el
lado
inclinación
particulas
de
desde la
los
concentrados.
moderada,
de
alta
aiimentación
la
misma
densidad
Esta
que
las
remontan
más
fácilmente que l o s minerales
de baja densidad,
mejora
la
sustancialmente
permitiendo
cortes más
separación,
los
acentuados entre
concentrados, medios y las colas. La elevación
correcta
varía
alimentación
con
La
debería ser menor
grosor.
la
longitudinal
más
nunca
riffle de
tamaño
hasta
muy
inclinación
y
90 mm
van desde
y gruesa
pesada
que
la
Elevaciones finales normales
alimentaciones de
indicar
de
elevación final
que la altura del
para procesar menas
arena muy
granulometría
es mayor con alimentaciones
y
gruesas y pesadas.
mayor
la
para
6 mm para
fino.
se
lateral.
La
una
Vale
subdivide en
inclinación
longitudinal se la mide en dirección paralela a
la diagonal mayor
de la mesa y
la inclinación
lateral
en dirección
paralela
se
mide
diagonal menor del deck.
a la
143
ErlñlEBAc DE LABORATORIO
Objetivo.
Determinar
la
recuperación de ferromagnetita
que se consigue con la mesa concentradora.
Equipos y materiales,
-Mesa concentradora Deister 15-S.
-Tanque cilindrico (reservorio de agua).
-Toma de agua.
-Una manguera.
-Tamices.
-Recipientes.
-Balanza.
-Mesa.
-1nclinómetro.
Procedimiento1. Adecuar la mesa.
2. Adecuar la pulpa.
En estas pruebas se usará
una pulpa con un 25% de sólidos por peso.
3.
Regular
los
parámetros
la
de
mesa:
inclinación longitudinal, inclinación lateral,
amplitud, velocidad del golpe, f l u j o
hasta conseguir una línea
del
material
según
de agua;
de corte (separación
densidad).
La
linea de
separación es recomendable que coincida con
la
bisectriz
la
del
ángulo
de
la
esquina
de
144
descarga de la mesa.
4 . Una vez regulados 108 parámetros, se procede
a realizar la prueba definitiva.
5.
Acumular
descarga
en
recipientes el
clasificado en
material
de
concentrado, medio y
ganga.
6. Secar
el
recipientes
y
material acumulado
en
l o s tres
pesarlos individualmente.
7. Determinar la recuperación de ferromagnetita
en l o s productos.
Resultados
En
la
tabla XXV
los parámetros
muestran
se
óptimos con los cuales se
realizó la prueba de
concentración magnética.
En la tabla XXVII se presenta el balance de l o s
productos
de
la
prueba
con
la
mesa
concentradora. En esta tabla se puede observar
que con la
mesa se
magnetitas
del
logra una recuperación
94%.
con
una
pureza
de
del
concentrado del 98%.
La
recuperación lograda
con
la mesa
es muy
buena, por lo cual se recomienda su u s o para la
concentración de magnetitac de las arenas.
4-8
PROCESO DE MOLIENDA
145
TA6LA XXIV
PRUEBAS CON EL CONCENTRADOR MAGNETICO
T a P M xxv
f AR AM ETK) S E X P E R1kl E lJTkLE S DE LA
F J E S A V 1BE.ATOR 1A
146
TABLA XXVl
BALANCE EN LA PRUEBA CON LA MESA VíERATORIA
147
En el caso de la magnetita s o l o necesita la etapa de
molienda.
el
Puesto que
método
de
Bond
para
determinar el índice de trabajo requiere una relación
de
reducción
de
para
6:l
obtener
resultados
confiables, el mismo no sería aplicable en el caso de
la magnetita.
Además del ensayo
han
estándar de
Bond, varios métodos
sido usados para obtener
los
índices que se
pelacionan con l o s índices de trabajo de Bond.
y
Lee usaron
ensayos de moliendabilidad
para obtener el
índice de trabajo, y
resultados con l o s índices de
estándar
de Bond,
tipo batch
compararon sus
trabajo de los ensayos
los cuales requieren un cribado
continuo del material
simular una
Smith
fino con
operación de
la
finalidad
circuito cerrado.
de
Los
ensayos tipo batch se compararon muy favorablemente
con los datos de ensayos de molienda estándar, siendo
la ventaja
de
que se
requiere menos
tiempo para
determinar el índice de trabajo.
Berry
and Bruce desarrollaron un
de determinar el
método comparativo
índice de trabajo de
método requiere el uso
de una mena de
una mena.
El
referencia de
índice conocido. La mena de referencia es molida por
un
cierto
energía.
tiempo
y
se
determina
el
Un peso idéntico de la mena
consumo
de
a ensayar es
148
entonces
molido por un período de
poder consumido
referencia.
tiempo t a l que e l
e8 idéntico con aquel
Luego si r es
de l a mena de
l a mena de referencia y t
es laprnena bajo ensayo, de l a ecuación de Bond,
Valores
razonables para
obtienen por
ensayo y
este método
indices
tanto
de
trabajo
se
como las menas
de
de referencia son molidas a
casi la misma
distribucidn de tamaño del producto ( 2 7 ) .
PRUKBA DE LABORATORIO
ObjetivoDeterminar el índice de trabajo
(Wi) del material de
la magnetita para la molienda.
Equipo
-
-Molino
diámetro
cilindrico
de
bolas
de
0.6458 pies de longitud.
0.9583 pies
.
-Carga de bolas que ocupaba 30% de volumen del
molino.
-Cronómetro.
-Sarta de tamices.
de
149
Procedimiento.
1. Preparar 200 gr.
(arena de
de material patrón
cuarzo) de índice de trabajo conocido.
2. Preparar una-aarta de tamices con la finalidad de
realizar un diagrama
peso
fracción por
log-log de
acumulado (F3(d)) v e r m e diámetro del partículas
(d)
en micras.
3. Determinar el
tamaño del 80% de
alimentación del
material patrón en curvas de alimentación d e l mismo.
4 . Preparar 200 gr. de material desconocido (arena de
magnetita) de indice de trabajo desconocido.
5.
Tamizar
en
la
sarta
estándar
para
realizar
diagramas y establecer el tamaño del 80% del material
desconocido en
curvas de
alimentación
del
mismo
material.
6. Moler en
el molino de bolas
durante 5 minutos en
etapas separadas, las muestras de l o s dos materiales
bajo las mismas condiciones de velocidad de rotación
del molino y carga de bolas en el molino.
7.
Obtener los productos y pasar
tamices
de
establecer
la
el
prueba
tamaño
en
realizar
y
del
80%
de
la
sarta de
diagramas
para
los materiales
conocidos y desconocidos respectivamente.
8. Calcular el
desconocido,
recordando que
índice de
trabajo (WI) del
igualando energía
para
material
cada material,
150
Wi
Sabisndo que la energ5a consumida es la misma para
ambos materiales, luego
WIt: Indice de trabajo del material desconocido.
WIr: Indice de trabajo del material de referencia.
X p t y Xpr: TamaKos en micras del 80% del pasante del
del producto de l o s materiales desconocidos
y conocidos respectivamente.
X f t y X f r : Tamaños en micras del 80% del pasante de
la carga de alimentación de l o s materiales
desconocidos y conocidos respectivamente.
Resultados
Del gráfico 9 y 10 y la tabla XXVIII se obtienen
l o s siguientes datos:
Xpt = 131.4
X f t = 199.5 um
Xpr = 129.6 pm
X f r = 199.5
Conociendo
que
el material de referencia
que su indice de trabajo es 14, tenemos:
Wit = 13.51 Kw-hr/ST
es
W-I
cuarzo y
151
TABLA XXVl II
PRUEBA DE MOLIENDA DE LA MAGNETITA
(MATERIAL DESCONOCIDO: MAGNETITA)
1
Tyler
I
1 Mesh
i
1
f
i
I
1
j
;
!
1
I
1
(MATE RlAL CO NOCiDO: CUARZO)
Diametfo
Porcentaj? de peso pasante
iuml
i!
I
65
ii
212
60
loff
i
180
150
150
2oc)
j
j
25G
ii
%!j
I
1
;
i 4 w l
l
i
i FOfJDOl
106
75
63
45
'
i
I
1
Material üesconocido 'i Materia¡ Conocido
/Aiirnenfacion ! Producto Alirnentacion Producto
1
100.0
i '100.0 I
100.0
i 1m.o
1
l
l
1
65.0
f 96.6
65.0
f
95.0 f
47.5
i 87.2
87.6
47.5
i!
56.1 j
j
19.0
19.0
j a - 8 :!
ii
37.6
41.2 ij
j
i
i
1
1
ii
;
i
!
l
I
1
1
;
j
i
i
i
i
1
31.4
LO.,
16.3
1
:
I
j
i
i
i
j
!
jai
1
t
i
i
!
c&.c
'
r s n
L2.e
I
1
17.3
!
i
L:
O
i
I
!
+
PRUEBA DE INDICE DE TRABAJO DE LA MAGNETITA
I
100
2
10
1
1000
.
DIAMETRO DE LA PARTICULA EN MfCRAS
153
PORCENTAJE DE PESO PASANTE
*._
..<., i.
.
154
4.9
PI;EocEco
m
OB!rENCION DEL PICIIENTO.
El proceso aplicado en la obtención del pigmento
negro es el mismo
pigmento
que se utilizó en la obtención del
Se obtuvieron
hematita.
de
negros para dos
tiempos de
molienda
pigmentos
diferentes, a
saber 20 y 40 horas, usando un molino de cerámica.
DEL PIGMENTO OBTKNIDO-
4.10 CARA-ISTICAS
Para
obtener
la
gravedad
granulometrías del
pigmento
especifica
negro
y
se aplican
las
las
mismas pruebas de los capítulos anteriores.
4.10-1 GRAVEDAD E S P E C I F I C A .
Los
resultados
de
el
de
test
gravedad
específica del pigmento negro se presentan
en
la tabla XXIX.
4-10.2 GRANUIX)PIETRIA.
Con
el
ensayo
granulometría
tiempos
de
presentan
hidrométrico
para
se
obtuvo
la
pigmentos
con dlferentes
Los
resultados s e
molienda.
e n el prhfico 11 y las tablas XXX y
El pigmento negro con un tiempo de molienda de
155
TABLA XXX
ENSAYO HIDROMETRICO DEL PRIMER PIGMENTO NEGRO
Lectura de Temperatura 1 Z de la
Porcentaje
Diarnetro
tiempo (min) hidrometro
ecuacior efectivo (um) =so pasante
56.0
25.6
92.0
L
4i.O
i8.2
1S.i
I
3
38.5
24.5
f 11.61
16.0
64.8
lI
4
31.5
24.5
12.90
15.0
53.8
!
5
25.0
14.0
43.6
!
I
7
16.0
24.5
13.0
29.5
I
I
i
10
9.5
24.5
i 16.96
19.3
11.0
i
1s
7.0
16.0
15.4
24.5
i 17.42
!
1 L.L
3 +3
17
5.0
24.5
17.79
O.'
l
!
22
3.9
8.0
10.5
24.5
15.00
i
l
29
2.3
7.Q
8.8
24.5
18.20
i
'C
l
35
2.0
6.0
24.5
!! 18.35
44
1.5
5.4
6.7
24.5
! 1844
i
i
l
4.9
E;. o
i
i
53
I
1.0
245
' 18%
1 Lapsode
i
'
I
1
I
1
NEGRO DE MAGNETITA
I
157
20 horas (curva 1 del gráfico 11) tiene
un 80%
porcentaje de peso pasante de 19.5 wn, mientras
que el pigmento
de molienda
del mismo color con
un tiempo
de 40 horas (curva 2 en el gráfico
11) tiene un 80% porcentaje
de peso pasante de
12.1 wn.
PROCESAMIENTO MINERAL
4-11
LA
PARA
OBTKNCION
DEL
PIGMENTOPara el
disefio
de este
proceso (ver figura 9) se
asumió una producción de 2 TPH de pigmento negro.
proceso
consta
molienda
y
de
tres
etapas:
El
concentración,
micronización.
Las etapas de molienda y micronización son las mismas
que se han diseñado para los procesos de obtención de
los pigmentos anteriores.
La etapa de concentración consta de:
A.
Criba vibratoria
Abertura malla:
Capacidad:
€3.
5.5
48 Tyler.
TPH.
Tanque Acondicionador
Tamaño:
1x1.5 (Diámetroxaltura) m.
Diámetro de descarga:
C.
7.5 cm.
4 Mesas Deister Diagonal-Deck
No 6.
158
2 TPH
Kgmcnto Conocntrsdo
- 325 8 Tylei
4
a m - - r
1
I
159
esta etapa se elimina la
En
mediante
la
criba
material pasante
para
su
vibratorias.
de
arena con
asumiendo
una
vibratoria,
es preparado
posterior
mientras
en el
concentración
Las mesa8 en
una
fracción +48 Tyler Mesh
ley
el
acondicionador
en
las
mesas
conjunto procesarán 5 TPH
media de
eficiencia
que
magnetita de
del 90% para
45%,
obtener un
concentrado con una pureza cercana al 100%.
CAPITULO
v
-
5-1 1 HORMIGONES Y MO32TERoS COLOREADOS.
El hormigón
producirse
que
estas
y los
morteros coloreados, pueden
pintando sus
hayan
en
luego de
endurecido, incorporando
agentes colorantes
encuentran
superficies
cuando
las
mezclas
estado plástico
agregados coloreados
se
empleando
y
(Hormigón integralmente
coloreado).
Sin embargo, es
con
pigmentos
integra
de uso más común
en
razón de
que
el coloreado
el
color se
a la mezcla y teóricamente no requiere
mantenimiento para que el mismo perdure.
El u s o
de hormigón y morteros
revestimientos, tejas,
crecido rápidamente
coloreados par2
adoquines y
a pesar que
juntas, ha
se tienen muy
161
pocos
datos
a
largo
plazo
sobre
su
comportamiento y durabilidad.
5.1-2 TIPOS Y PT#IPIñMDES DE i D S AQaNTES COLAWWTES.
L o s agentes
colorantes son
mezclas
colorantes
tipos: las
de dos
(color-conditioning
admixtures) y l o s pigmento8 (12).
Mezclas Colorantes:
de
un
alcanzar
mediante
el
Consisten
Uno de l o s mejores métodos
color
uso
de
de
integral uniforme
mezclas
sirven para
incrementar
hormigón
todas
en
la
del
sus edades, mejoran
la
colocación
acabado, así
aseguran una
mezclas
resistencia
las
el
compatibles
Estas
trabajabilidad,
y
colorantes.
ingredientes
cuidadosamente proporcionados.
es
características
como
dispersión equilibrada
de
también
del color
para alcanzar una excelente uniformidad.
A
causa
de
que
manufacturadas
las mezclas
colorantes
exclusivamente para
su
hormigón, l o s clientes y l o s productores
son
uso en
están
seguros de su compatibilidad, estabilidad y su
resistencia al desvanecimiento.
Pigmentosí
Un
pigmento (natural
ci
artificial)
162
e8
definido
suspensibn
un polvo
como
o
acuosa
fino
espesa,
o una
seco
inerte con
los
ingredientes del hormigón o el mortero, el cual
imparte un color especifico al producto.
Los
pigmentos usados
morteros
y
hormigones
completamente estable,
la
coloración de
deben
tener
un pH
una buena resistencia a
l u z y del clima y un excelente
la acción de la
poder
para
colorante.
Deben ser
tan insolubles en
elagua como 106 agregados, mezclarse fácilmente
con
de
el cemento
sales
y
l o s finos, encontrarse libres
solubles
y
ácidos y
virtualmente
libres de sulfato de calcio.
L a s partículas pigmentarias son mucho más finas
que
los cementos
(diámetro 1 micra,
lo cual
significa que son 10 veces más pequeñas que las
partículas de cemento).
La mayoría
de l o s
pigmentos de óxido
únicos
que
colorantes
de hierro
cumplen
con
son hechos de
(ya que son
los
los
requisitos
anteriormente expuestos).
Estos pigmentos
no son tóxicos, dan un fuerte
c o l o r , son químicamente estables en las mezclas
y son resistentes a la radiación ultravioleta.
163
El óxido de hierro viene en
café
Los óxidos
negro.
y
amarillo, r o j o ,
de
cromo (que
produce verde) y cobalto (que produce azul) 80n
también estables
radiación
alcalis
ante los
El
ultravioleta.
(empleado para
obtener color
resisten
y
negro
carbón
negro) es
menos
resistente a los ataques del medio ambiente que
l o s óxidos de hierro.
Como
se
Óxido
vio
de
anteriormente
hierro
sintéticos. L o s
poder
para
pueden
de
ser naturales
o
óxidos sintéticos tienen m á s
colorante:
obtener
l o s pigmentos
se requiere menos pigmento
un tono
determinado, además
de
y nítidos.
La
producir colores más brillantes
desventaja
radica
en
el
costo;
los
óxidos
sintéticos son 2 veces más caros que l o s óxidos
naturales.
Luego
de un
cierto
punto, llamado
saturación, laintensidad
con
la
dosificación.
del color
Este
punto
punto
de
no aumenta
varía
de
acuerdo con el poder colorante de cada pigmento
en particular.
El óxido de hierro sintético alcanza este punto
a una dosis d e l 5% del peso de cemento mientras
que los naturales lo
logran al 10%.
A s í que a
164
pesar de
que el
mayor que
el de
dosis
de l o s
costo
los
necesaria
sintéticos es
naturales por
para
peso,
un
obtener
la
tinte
determinado es menor para l o s primeros que para
los
Los
segundos.
pigmentos
naturales
y
sintéticos pueden ser mezclados entre sí.
Si se usan en las dosis recomendadas, el empleo
de los pigmentos no causa
ningún detrimento en
la resistencia de la mezcla ni de las unidades.
En
caso6
algunos
incrementado el
los
valor de
Los
compresión.
largo
de
el 1
y
que
el
la
dosificación
el 10% del peso
El tiempo de mezclado debe
del cemento.
han
l a resistencia a
valores
permitidos están entre
mas
colorantes
normal
para
ser
asegurar
uniformidad. L o s pigmentos usados en cantidades
menores que
propiedades
el 6% generalmente no
del
de
lá
mezcla
resistencia y otras
resistencia
cantidades mas
incrementar el requerimiento de
grandes pueden
agua
hormigón;
afectan las
a
la
de
tal
forma
que
la
propiedades, tales como la
abrasión,
pueden
ser
adversamente afectadas (15).
L o s tipos de pigmentos típicos manufacturados
para el hormigón coloreado son:
165
-0xidos de hierro sintético, amarillos, rojos,
oaféces y negros.
-Algunos óxidos de hierro naturales.
-Oxido de cromo.
-Azul de cobalto.
-Dióxido de titanio, y
-Negro de humo.
Efectos d e l Color d e l Cemento.
Puesto
el
que
ingrediente del
cemento
es
el
principal
hormigón, su apariencia tendrá
El
un efecto importante en el color del mismo.
c o l o r del
tono
cemento representa esencialmente el
base
punto
o
de
partida
en
la
determinación del color final del hormigón.
cemento Portland
claros
y más
preferencia
blanco producirá
brillantes y
a1
cemento
es
gris,
El
colores más
recomendado en
excepto
para
colores grises oscuros o negros.
Efectos del Color de 108 Agregados,
La
selección
cercanos al
de
los
agregados con
del hormigón
mayor estabilidad.
colores
deseado produce
A menos
una
que se especifique
166
una textura de color expuesto, el color de 106
agregados gruesos en la mezcla no es usualmente
un factor significativo en la apariencia
La apariencia de la
del hormigón coloreado.
arena, sin
embargo,
demasiada arena
final
puede
El usar
serlo.
en el
ocasiona inconsistencia
color; siempre debe tratar
de mantenerse
una
relación de arena cemento de 3 : l por volumen.
E f e c t o d e l Agua.
La medición adecuada del agua, de la mezcla, es
también de gran importancia.
Demasiada agua en
una mezcla ocasiona que el color sea más claro.
Demasiada
agua
microscópicas
Estas
en
también
la
burbujas hacen
borroso
afectan
y
crea
burbujas
superficie del
que lo
la
mortero.
claro se
apariencia
vuelva
de
la
superficie coloreada.
Las proporciones de
arquitectónicos
deben
de
apropiada
para el
0.46.
con
Parü
dar
tipo
relación
para p r o p í i s i t o s
como resultado un
trabajabilidad
hormigór,
trate.
la mezcla
y
resistencia
de aplicaciór:
máxima
que se
agua/cemento
l a s probetac de prueba
de
finales se
utilizt una relación de agua cemento de 0 . 5 7 .
167
5.1.4 PORMAS DE RICALIZXR EL KRZCLADO DEL HORMIGON.
Básicamente existen 4 formas para adicionar el
pigmento a la mezcla (11).
eco por volumen.
-Adicionando el pigmento
-Adicionando el pigmento seco por peso.
-Adicionando
la
suspensión
de
pigmento
por
la
suspensión
de
pigmento
por
volumen.
-Adicionando
peso
I
Cualquiera de los métodos
o
automáticamente.
confiabilidad,
puede hacerse manual
Estos
dan mayor
últimos
consistencia
en
color
y
reducción de costos.
L a s probetas de hormigón
eco p o r peso.
adicionando el pigmento
5.1.5 EFECTO DE U)S PIQ"T0S
coloreado se hicieron
SOBRb: LAS PROPIELIADES
PISICAS DE LAS MEZCLAS FRESCAS.
Trabajabi1idad.-
pigmentos
La
al hormigón
incorporación
y
de
los
mortero generalmente
reduce su trabajabilidad.
Tiempo de
fraguado,- Se
ha reportado
que
la
168
importantes sobre esta propiedad, siempre
y
cuando se utilicen en las dosis recomendadas.
Contenido de aire-- Los pigmentos en general no
ejercen efecto
sobre el
contenido de aire
de
las mezclas.
Exudación y asentamiento,- Se
la incorporación de
ha reportado que
pigmentos no tiene efectos
adversos sobre estas propiedades cuando se usan
en los niveles recomendados (11).
5'2
MKTODOLOGIA 'PARA LA "ELABORACION DE UNA PROBETA DE
tHORMIGON I " T E
C O u I m -
El primer paso fue determinar las proporciones de l o s
componentes de la probeta:
agua, cemento, agregados,
y pigmento.
Para ello se tomó como referencia, para
las probetas
iniciales las proporciones que
para
la fabricación
para las
probetas de
de
tejas Rocafuerte
prueba
y después
final, basado
datos bibliográficos existentes, se
se usan
en
los
decidió usar las
siguientes proporciones:
AGUA:
166 m l - ; relación agua/cemento total = 0.56.
CEMENTO FINO ROCAFUERTE GRIS TIPO 1:
ARENA:
291 gr.
960 gr.
PIGMENTO: 29 gr.; 10% en peso del cemento.
169
POZZOLIT 322-N: 2 gr; 0.69% del cemento.
La lista de las probetas de prueba está en la tabla XXX11.
5-3
FtEsuli;TADoS "DE-COWR, 03TENIDOS DE W S ENSAYOS,
En
fotografías 1
las
y
2 se observan
las
probetas
H coloreadas con pigmento r o j o de
hematita
comparadas
con
las probetas A
sin
de
las
colorear.
En
la
fotografía 1
ve
se
probetas, mientras que
en la
un lado
fotografíé 2
se
observa el otro lado de las mismas.
En la fotografía i se observa más contraste de
color
6e
que
en
la 2.
(funden)
cantidad
de
Esto se debe
elaboran
pigmento
las
se
a que cuando
probetas,
alguna
concentra sobre
la
superficie expuesta de las mismas.
Las
probetas
Al
comparación con
debido
a
que
y
H1
las A2
en
son
y H2
muy obscuras
en
respectivamente,
las primeras
se
usaron
agregados obscuros (arena basáltica), mientras
que en las
últimas se utilizó agregados claros
170
(, 1
1 Figmento con un 30%
porcentaje ae peso pasante de 9.4 rnicras
(2)Tigmenio con un BO'% BPP de 15.2 micra3
:3j Figrnento con un 39% PPP de 8.4micrss
(4)Pigmento oon un 33% PPP de 4.4mic-rso
i5j Pigmento con un 8is%PPP de 4.0 inicraa
{e) Pigmento m n un 80% PPP de 19.5inicrsa
{ 7 j Pigmento con un ñ0% PPP de 12.1 inicraa
171
174
En
las
fotografías
probetas
5 y
6
se
presentan las
LC coloreadas con pigmento
limonita,
con las
comparadas
rojo de
probetars A
sin
piementar.
La
fotografía
5 muestra
un
lado
de
las
probetas, mientras que la fotografía 6 presenta
el otro lado de las mismas. En
observa el contraste de
primer lugar se
color de l a s
pigmentadas con las que no lo
son.
probetas
En segundo
lugar se aprecia que las probetas LC3 y LC4 son
más obscuras que las LC1 y LC2.
a que en
las primeras
E s t o es debido
se utilizó el
pigmento
m á s fino (80% porcentaje de peso pasante 3 prn)
En la fotografía 6 se
Al,
LC1 y
LC3 8on más
respectivamente
debe a
observa que las Srobetas
a la
obscuras
A 2 , LC2 y LC4.
en las primeras
que
comparadas
Esto se
se usó el cgregado
obscuro (arena basáltica), mientras
que en las
Últimas se utilizó un agregado claro
(srena de
trituración de
caliza).
perfiles transversales
También se
de las
cuestran
probeta=. LC3
y
LC4.
5 - 3 - 4 RECULTADOS
DE LAS PRüKBAS CON LAS PROBgfAS PARA
EL PIGMKNTO
NEGRO
DE MAGNETITA.
.~... - -..~..
176
En las fotografías 7
y 8 8e presentan las
probet86 M coloreadas con pigmento nema de
magnetita, comparadas con las probetas A s i n
pigmentar
.
En la fotagrafia 7 Be muestra un lado de las
probetas, mientras que en la 8 ee puede ver el
otro lado de las m i s m a s .
En primer lugar se observa que entre las
probetas A y las M1 y M2 hay un ligero
contraste de color, mientras que entre las
probetas A y las M3 y M 4 el contraste ce c o l o r
es notorio.
En segundo lugar se observa que las probetas M 3
y M 4 son más negras que las probetas M 1 y M2;
esto se debe a que en la8 primeras
88
utilizó
el pigmento de granulometría más fina (80%
porcentaje de peso pasante 12.1 m).
En la fotografia 7 8e observa un ligerc
contraste de l a s probetas M1, y M 3 con las
probetas M 2 y M4, lo cual se debe a que en 1s
primeras se utilizó el agregado obscurc.
Además se puede observar que M 3 y M 4 s c n
perfiles tranversales probetas.
.
177
.
... .*
.
<-..
.... , , ; . _ . ..
:
.
..
.
-
..
-.
,.
.
. .
.
-
-
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
i.-Los colores de l a s probetas de hormigón integralmente
coloreado son satisfactorios.
2.-La intensidad de los colores de las probetas aumenta
con la finura del pigmento y con el uso de agregados
obscuros.
3.-El pigmento de menor finura obtenido fue el r o j c de
limonita calcinada con un 80% porcentaje de peso pasante
de 4 . 0 w.
Las probetas realizadas con este pigmefito
fueron de color muy satisfactorio, lo cual implica que se
pueden mejorar l o s colores de las probetas elaborasas con
l o s otros pigmentos.
4.-Se recomienda procesar todos los pigmentos en u-.a sola
planta que estaría ubicada en la ciudad de G u a y a q u i l , para
lo cual las materias primas serían transportadas d e s d e sus
La fase de trituración sería común para ,a
fuentes.
hematita
y
la limonita.
La magnetita tendría s u propia
fase de concentración, mientras que la fase de molienda
179
sería común para l o s tres minerales.
5.-Se recomienda asegurarse de tener las suficientes
reservas de l o s minerales que se han utilizado.
Por el
lado de las magnetita8 y la hematita se tiene la certeza
de tener garantizado el abastecimiento, no asi la limonita
de Chunchi para lo cual habría que emprender un programa
de exploración.
6.-Se recomienda hacer una evaluación d e l mercado interno
para determinar el volumen de producción necesario.
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