CONCENTRACIÓN DE MINERALES I “LAB. ANGULO DE CONTACTO”

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UNIVERSIDAD DE ATACAMA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN METALURGIA

CONCENTRACIÓN DE MINERALES I

“LAB. ANGULO DE CONTACTO”

        Profesor        : Osvaldo Pavéz

        Integrantes        : Jocelyn Alvarez

                                                                                                                          Sharom Alvarado

                              Katherine Morales

                              Camila Saavedra

         Fecha:           28/05/2014

Resumen

El laboratorio se desarrolló en el departamento de Metalurgia en las dependencias de la Universidad de Atacama. El objetivo de la experiencia es saber el ángulo de contacto de una burbuja de agua sobre una superficie de grafito. El equipo que se ocupó para la experiencia fue un goniómetro RAMEHART 190-F1 Y SOFTWARE DROPIMAGE CA. Siguiendo sus pasos correspondientes, entrega de inmediato el ángulo de contacto del lado izquierdo y del lado derecho. La experiencia se desarrolló cuatro veces, donde sus  valores del ángulo de contacto del lado izquierdo son 81.9°; 57.8°; 53.0°; 54.3°siendo el ángulo de contacto del grafito 55°.

Índice

1.        Introducción        4

2.        Desarrollo experimental        5

3.        Discusiones y resultados        7

4.        Conclusión        8

5.        Bibliografía        9

1. Introducción

El ángulo de contacto es de suma importancia porque relaciona en forma cuantitativa las propiedades hidrofóbicas de un mineral con su flotabilidad.

El ángulo de contacto es una función de la tensión superficial del líquido y de la energía libre superficial del sustrato. Puede evaluarse mediante una gota de un líquido puro dispuesta sobre un sólido. El formado entre la interfaz solido/líquido y la interfaz liquido/vapor, suyo vértice esta donde las tres interfaces se encuentran, constituyen el ángulo de contacto.

Si el sólido es hidrofóbico, ya sea en forma natural o por la adsorción de un colector en su superficie, la película de líquido retrocede hasta una posición en la que las tres tensiones superficiales se encuentren en equilibrio.

Si la energía libre es mayor que cero, hay adhesión de partículas y ángulo de contacto; la partícula es hidrofóbico. Si la energía libre es menor que cero, no hay adhesión de partículas y no hay ángulo de contacto; la partícula es hidrofilica.

Por lo tanto mientras mayor sea el ángulo de contacto, mayor será el trabajo de adhesión entre la partícula y burbuja. Y mayor será la elasticidad del sistema ante las fuerzas de rompimiento, es decir, la flotabilidad del sistema aumenta con el ángulo de contacto.

El ángulo de contacto es importante en el área de la metalurgia debida que con éste se puede ver la hidroficidad y adhesión de un mineral que se necesita flotar, para que el proceso sea lo menos engorroso y lo menos costoso para la respectiva empresa. Si en el proceso se agrega átomos de carbono, éste aumenta el ángulo de contacto, por ende recupera mejor el mineral.

1. Desarrollo experimental

Materiales utilizados en el laboratorio:

• Goniómetro Rame-Hart 190-F1
• Software Dropimage CA
• Superficie de grafito
• Agua

Procedimiento:

Para  medir el ángulo de contacto entre la superficie del grafito y el agua, se siguió los siguientes pasos:

• Se familiarizo con el equipo en cuestión y se observaron sus partes.
• Se Chequeo las conexiones de los cables: de la cámara al computador, y de la fibra óptica desde la fuente de luz al proyector.
• Se encendió la luz, verificando su funcionamiento y se regulo entre 0,4 y 0,7
• Se verifico que el equipo estuviera nivelado observando la burbuja de nivel. La burbuja debe estar ajustada en el centro y si no estuviera nivelada se corrige  con los tornillos de ajuste que estaban ubicados en la plataforma en la parte inferior.
• Luego de esto se encendió el computador, y se entró al software antes mencionado.
• Luego se chequeo que la cámara estuviera funcionando, pasando el paso óptico de la cámara, y se pudo ver en computador una obsturación negra, verificando que la cámara estaba funcionando en óptimas condiciones.
• Se continuó con la calibración del equipo, la cual se realizó, añadiendo una bola de calibración que se ubicó sobre la platina, se enfocó con el tornillo de enfoque hasta que se pudo ver una circunferencia negra centrada en la pantalla del computador, el ajuste debe ser nítido, la cual se puede lograr, con el tornillo de ajuste lateral y con ajuste de tilt (inclinación) de la platina, se puede realizar esta operación.
• Luego de tener lo anterior realizado, se presiona “new calibration” y aceptar (siempre que indique 4,00mm), por consiguiente se centra la línea vertical usando como referencia la línea horizontal la cual debe ser tangente a la parte inferior de la circunferencia negra. Una vez centrada la línea vertical presionar enter. Esto debe marcar la razón de aspecto lo más cercano posible a 1.Posteriormente se acepta y el equipo ya se encuentra calibrado.
• Para comenzar con los pasos de la medición del ángulo de contacto, se debe colocar el grafito sobre la platina, y asegurarse que la cámara está enfocando a la muestra y no a la platina esto se hace observando el computador, y moviendo la platina en su eje y.
• Luego se ajusta la inclinación de la muestra, proyectando la superficie de la muestra en el computador, (se debe ver una superficie plana de color negro),Para ajustarlo se mueve el tornillo de ajuste tilt hasta obtener un valor 0,0, y bajar lentamente la platina lentamente, luego se acepta.
• Se llena la microjenringa con 1 ml de agua, se posiciona la jeringa en forma adecuada.
• Se tiene que visualizar la jeringa en la pantalla del computador y centrarla, si no aparece se debe ajustar con el tornillo de enfoque.
• Luego se dispensa el tamaño de gota que se requiere, girando en sentido de la manecillas del reloj. Se acerca la ajuga hacia la superficie con la gota colgante y se humecta la superficie del grafito, luego  se retira la aguja para obtener una burbuja en la superficie.
• Luego se presiona “start”, y se coloca la línea del eje x  la cual se debe posicionar en el punto exacto de la superficie donde emerge la gota, presionando shift y el botón izquierdo del mouse, luego se centra la línea del eje y en el centro de la burbuja presionando solo la techa izquierda del mouse.
• Presionar “measure”, y se obtiene las medidas del ángulo de contacto del lado izquierdo y derecho de la gota, además de su valor promedio, altura y ancho.
• Luego se termina con la sesión de trabajo, apagando la  fuente de la luz, llevándolo el potenciómetro hasta 0.
• Cerrar el programa y apagar el computador.

1. Discusiones y resultados

Tabla N° 1: Ángulos obtenidos mediante la experiencia.

Como se puede observar en la tabla N°1 los valores obtenidos mediante las experiencia realizada, se encuentran dentro de un rango de error aceptable  de acuerdo al valor referencial que es 55 ± 1° ,valor que corresponde al valor del ángulo de contacto entre una superficie de grafito y agua . Esta diferencia se debe principalmente a la mala manipulación del goniómetro junto con la histéresis producida al momento de la medición.

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