As operações de mineração usam uma combinação de processos metalúrgicos para extração mineral. Geralmente, isto envolve flotação para produzir uma concentração mineral seguido de fundição ou lixiviação para recuperar os produtos finais. É importante conhecer a mineralogia quantitativa de cada uma destas etapas para otimizar de maneira efetiva e eficaz a recuperação de um depósito mineral valioso. A mineralogia quantitativa possibilita o planejamento de estratégia de processos mais produtivos (por exemplo, fundição) e a otimização contínua. Metalúrgicos e geólogos usam, normalmente, dados de análise química para estimar a mineralogia quantitativa, mas devido à complexidade mineralógica inerente, estas estimativas podem ser incorretas. Os analisadores portáteis por difração de raios X da Olympus podem fornecer, em campo, metalurgia com mineralogia quantitativa confiável, quase que instantaneamente, que, de outro modo, levaria dias para se obter.

Flotação

A flotação é um processo usado comumente para concentrar uma variedade de minerais de metais preciosos e básicos. Durante a flotação, o mineral é tratado com reagentes químicos para estimular a flutuação de minerais valiosos de sulfureto e a supressão de minerais sem valor. Infelizmente, nem todos os elementos que possuem valor econômico estão presentes nos minerais de sulfureto (por exemplo, eles podem estar presentes em óxidos) e as impurezas contidas em minerais sem valor também podem flutuar (por exemplo, talco e argila), contaminando e diminuindo a qualidade da concentração.

Com os sistemas de analisadores portáteis por fluorescência de raios X os metalúrgicos, geólogos e engenheiros em mineração podem:

• Quantificar minerais problemáticos e deletérios (como talco e argila) que contaminam e desvalorizam os concentrados (figura 1)
• Quantificar a proporção de minerais de valor econômico que irão flutuar (como sulfuretos)
• Resíduos de reologia (desidratação, ambiental)

Figura 1. Resultados de análise mineralógica quantitativa obtida com os analisadores portáteis por difração de raios X da Olympus. Observe que a proporção de calcopirita nas duas amostras é similar, mas a amostra 1 apresenta mais clorito. O clorito é problemático para flotação porque ele contamina o concentrado final e causa problemas dentro dos circuitos de flotação.337

Lixiviação

Não é possível lixiviar os metais de todos os minérios (ore-bearing) e os minerais que podem ser lixiviados possuem taxas diferentes de lixiviação. Além disso, as impurezas contidas nos minerais consomem ácido durante o processo de lixiviação. Os analisadores portáteis por difração de raios X do Olympus podem ser utilizados de modo efetivo para:

• Estimativa de material recuperável
• Seleção do método de lixiviação mais próximo para otimizar o valor (figura 2)
• Analisar o consumo de ácido, um custo importante

Figura 2. Comportamento de diferentes minérios de cobre com métodos de lixiviação. Ao compreender o ajuntamento dos minérios, o metalúrgico pode métodos de lixiviação apropriados ou obter estimativas mais realistas da recuperação esperada (segundo Jansen & Taylor 2003).

Pirometalurgia (fundição e calcinação)

A composição mineralógica dos concentrados tem um grande impacto sobre o processo pirometalúrgico subsequente que pode envolver fundição e ou calcinação do produto do concentrado mineral. A mineralogia quantitativa obtida pelos analisadores portáteis por difração de raios X permite aos metalúrgicos:

• Otimizar as condições do processo
• Tratar ou misturar o minério antes da fundição
• Classificar resíduos e sulfuretos de cobre com ferro (mate)

Mineralogia quantitativa rápida — Uma ferramenta metalúrgica valiosa

Quantificar minerais problemáticos para processos metalúrgicos que pode ser muito mais importante que reconhecer os materiais problemáticos. As impurezas problemáticas contidas nos minérios provocam efeitos adversos mínimos ou gerenciáveis ou abaixo de certos limites (ou pontos de inflexão, figura 3). Por este motivo, é importante para o metalúrgico ter fácil acesso a dados precisos de mineralogia quantitativa (figuras 4 e 5), deste modo, pode-se otimizar o processo adequado ou desenvolver estratégias de fusão mais apropriados.

Figura 3. Através da quantificação das impurezas problemáticas contidas nos minérios, os metalúrgicos podem determinar qual é o melhor processo metalúrgico ou desenvolver estratégias de fundição mais adequadas.

Figura 4. Excelente correlação entre os resultados da análise mineralógica quantitativa obtidos no analisador por XRD laboratorial (4 kW) e o analisador portátil por XRD TERRA®. Amostras de minério analisadas em uma mina de cobre.

Figura 5. Comparação entre as porcentagens de minerais obtidos com o analisador portátil por difração de raios X em coletas de várias durações e um analisador por XRD convencional em laboratório (4 kW). Observe a excelente relação entre as análises do analisador portátil por XRD da Olympus e aparelhos de laboratórios, mesmos em curtos períodos de tempo.

Vantagens dos analisadores portáteis por difração de raios X da Olympus

As vantagens do analisador portátil por XRD da Olympus são:

• Pequena quantidade de amostra: só é preciso 15 mg de material
• Facilidade na preparação da amostra: a operação do aparelho e a aquisição de dados não exige técnico habilidoso
• Tempo de aquisição rápido: obtém resultados em poucos minutos
• Portabilidade: design robusto sem peças móveis
• Não exige manutenção regular: o analisador por XRD pode ser utilizado regularmente em locais remotos com pouco tempo de inatividade