Fundamentos y Desafíos del Muestreo de Minerales en Procesamiento Metalúrgico

Muestreo de Minerales (Mx)

Muestra: Es una parte o porción extraída de un conjunto por métodos que permiten considerarla como representativa del mismo.

Muestreo: Es la acción de recoger muestras representativas de la cantidad o condiciones medias de un todo.

Es la técnica empleada en la selección de una pequeña parte estadísticamente determinada para inferir el valor de una o varias características del conjunto.

Importancia del Muestreo de Minerales

En el Procesamiento Metalúrgico (PM), es vital una adecuada muestra para poder caracterizar eficientemente la mena. Esta debe ser lo más representativa posible para extrapolar sus propiedades a todo el mineral (Mx).

Parámetros Determinables a Partir de una Muestra

¿Qué parámetros se pueden determinar a partir de una muestra de mineral?

• Granulometría
• Dureza
• Humedad
• Gravedad Específica (GE)
• Forma y área superficial
• Composición (química/mineralógica)

Aplicaciones del Muestreo

El muestreo puede realizarse para:

• Evaluación metalúrgica de yacimientos.
• Balance metalúrgico.
• Embarque de minerales.

Problemas Asociados al Muestreo de Minerales

Los desafíos inherentes al muestreo de minerales incluyen:

• Gran variedad de constituyentes minerales (Mx) en la mena.
• Distribución desigual de minerales en la mena.
• Presencia de distribución de tamaño de partícula.
• Distribución de dureza de los minerales.
• Distribución de densidades de los minerales.

Uno de los principales problemas que existen al analizar un grupo de varios trozos de roca seleccionados al azar de una masa de mineral (Mx) es la obtención de diferentes resultados de análisis entre un trozo y otro.

1) Heterogeneidad de Composición

Si se seleccionan al azar trozos de roca de una masa de mineral (Mx), se tendrán variaciones en el análisis entre uno y otro trozo debido a una distribución no uniforme de los minerales de un fragmento a otro.

Esto se denomina Heterogeneidad de Composición. Las variaciones entre fragmentos individuales de rocas tienden a aumentar a medida que disminuye el tamaño del material. Esto se debe a que, al disminuir el tamaño, más partículas de mineral están liberadas, es decir, libres de ganga.

2) Heterogeneidad de Distribución

Provocada por la distribución de fragmentos de material que no es al azar. Es necesario que la posición espacial de cualquier fragmento sea independiente de sus características de tamaño, forma y densidad. Este tipo de heterogeneidad debe tratarse de evitarse en la práctica, ya que produce un enorme aumento del error de muestreo.

El Roleo y la Reducción del Error Fragmental

El muestreo exacto de un material heterogéneo es imposible; siempre existirá un error asociado al muestreo.

Cuando el lote de material a muestrear está mezclado uniformemente (aunque el material en sí sea heterogéneo), el error de muestreo se reduce a un mínimo. Este error de muestreo, denominado Error Fragmental, se puede calcular conociendo las características del material a muestrear.

El proceso que se practica al material previo al muestreo tiene por objetivo eliminar este tipo de homogeneidad y obtener una distribución al azar de trozos de mineral. Este proceso se conoce como Roleo.

Fundamentos Estadísticos del Muestreo de Minerales

La preparación de mena por métodos físicos se denomina Procesamiento de Minerales.

Teoría Moderna del Muestreo (Pierre Gy)

Según Pierre Gy, creador de la Teoría Moderna del Muestreo de Minerales, cuando la condición de equiprobabilidad no se cumple, se tiene más bien un specimen (es decir, un ejemplar) en vez de una muestra válida.

Conceptos Estadísticos Clave

El principal problema asociado al muestreo, desde el punto de vista estadístico, es lograr estimar la media de una población (con N elementos o lote de tamaño M) a partir de una muestra de tamaño n (o muestra ms).

Para obtener una muestra representativa, se debe cumplir el siguiente requisito de vital importancia: el muestreo debe ser equiprobable.

El muestreo de un lote (Ml), compuesto de N fragmentos, es equiprobable cuando todas las combinaciones de n fragmentos tienen la misma probabilidad de ser elegidos para la constitución de la muestra (ms es la muestra con n fragmentos).

Exactitud y Precisión

Los parámetros estadísticos asociados a la calidad de la muestra son:

• Media: Insesgada (implica Exactitud)
• Varianza: Pequeña (implica Precisión)

El punto fundamental es siempre lograr no tener sesgos y obtener resultados reproducibles.

Las muestras representativas requieren equiprobabilidad y una varianza pequeña.