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Analizador de difracción de rayos X portátil de Olympus para la metalurgia


Las operaciones mineras combinan procesos metalúrgicos para la extracción de minerales. Generalmente, estas implican la flotación (espuma) que produce un concentrado de mineral para someterlo posteriormente a la fundición o lixiviación y poder recuperar el (los) producto(s) final(es). Conocer la mineralogía cuantitativa en cada una de estas etapas es importante para optimizar la eficiencia y eficacia de recuperación en un yacimiento de minerales altamente valioso. La mineralogía cuantitativa permite llevar a cabo más estrategias de proceso productivo (p. ej., de mezclas) y optimizar continuamente el proceso. Generalmente, los metalurgistas y geólogos usan datos de ensayos químicos para estimar la mineralogía cuantitativa; sin embargo y debido a la complejidad inherente de la mineralogía, estas estimaciones pueden inducir a errores. Los analizadores portátiles de difracción de rayos X de Olympus pueden proporcionar al metalurgista resultados cuantitativos mineralógicos in situ y en tiempo real; algo que de lo contrario requeriría días o semanas para obtener.

Flotación

La flotación es un proceso común que sirve para concentrar una variedad de menas de base y de metales preciosos. Durante este proceso, la mena es tratada por reactivos químicos para estimular el flote de los minerales sulfuros y descartar los minerales no valiosos. Desafortunadamente, no todos los elementos de interés económico se encuentran en los minerales sulfuros (p. ej., pueden existir en los óxidos); además, es posible que minerales sin valor también floten (p. ej., el talco y la arcilla), contaminando y reduciendo la calidad de concentración.

Con los analizadores XRD portátiles de Olympus, metalurgistas, geólogos e ingenieros mineros pueden:

  • Cuantificar minerales problemáticos y perjudiciales (p. ej., el talco y la arcilla) que contaminan y devalúan los concentrados (vea la Figura 1);
  • Cuantificar la proporción de minerales económicos que flotarán (p. ej., los sulfuros);
  • Llevar a cabo la reología de relaves (en drenajes y en el ambiente).

Figura 1. Muestra los resultados de análisis mineralógicos obtenidos a partir de un analizador XRD de Olympus. Note que la proporción de calcopirita en ambas muestras es similar, pero la muestra N.º 1 alberga considerablemente más clorita. La clorita es problemática para en el proceso de flotación; ya que, contamina el concentrado final y causa problemas entre los circuitos de flotación.
 

Lixiviación

Los metales no pueden ser tratados por lixiviación a partir de todos los minerales que contienen líquidos, y las menas que pueden ser tratadas por lixiviación tienen diferente potencial e índices de lixiviación. Además, los minerales ganga también consumen ácido durante el proceso de lixiviación. La tecnología portátil XRD de Olympus también puede ser utilizada para:

  • Estimar metal recuperable.
  • Seleccionar el método de lixiviación más efectivo para optimizar el valor del metal (vea Figura 2).
  • Comprender el consumo de ácido que significa un factor económico clave.

Figura 2. Comportamiento de las diferentes menas de cobre (Cu) con los métodos de lixiviación. Mediante la comprensión de los agrupamientos de menas, el metalurgista puede usar el método de lixiviación más apropiado, u obtener estimaciones más realistas de la recuperación esperada (de acuerdo con Jansen & Taylor, 2003)
 

Pirometalurgia (fundición y tostado)

La composición mineralógica de los concentrados tiene un gran impacto en los procesos pirometalúrgicos subsecuentes que implican la fundición o el tostado del producto concentrado del mineral. La mineralogía cuantitativa obtenida por los analizadores portátiles XRD de Olympus permiten:

  • Optimizar las condiciones del procesamiento;
  • Tratar o combinar más la mena antes de la fundición;
  • Clasificar productos mates y escorias (impurezas);

Rápida mineralogía cuantitativa: herramienta metalúrgica valiosa

La cuantificación de minerales problemáticos para los procesos metalúrgicos resulta mucho más importante que reconocer los minerales problemáticos. Esta ganga problemática siempre presenta efectos adversos mínimos o tolerables por debajo de ciertos umbrales (puntos críticos, vea la Figura 3). Por esta razón, es importante para el metalurgista tenga listo el acceso a datos mineralógicos precisos cuantitativos (vea Figuras 4 y 5) a fin de optimizar su proceso consecuentemente o desarrollar más estrategias apropiadas de mezcla.

Figura 3. Mediante la cuantificación de la ganga problemática, los metalurgistas pueden determinar la mejor manera de controlar el proceso metalúrgico o desarrollar estrategias de mezcla apropiadas.
 

Figura 4. Excelente correlación entre los resultados de los análisis mineralógicos cuantitativos, obtenidos desde un equipo de base de laboratorio, de 4kW y un analizador XRD portátil TERRA®. Las muestras analizadas fueron menas provistas de une minería de cobre.
 

Figura 5. Comparación entre los porcentajes de los minerales con un analizador XRD de Olympus en varios periodos del día y un analizador XRD convencional de laboratorio de 4kW. Note la excelente relación entre el analizador XRD de Olympus y el analizador XRD de laboratorio incluso en tiempos de ejecución cortos.
 

Beneficios de los analizadores XRD portátiles de Olympus

Las ventajas que aportan los innovadores analizadores de Olympus por tecnología portátil XRD, son:

  • Cantidad mínima de muestra: se requiere solamente de 15 mg de material.
  • Fácil presentación de la muestra: el funcionamiento del equipo y la adquisición de datos no requiere la intervención de un técnico de vasta experiencia.
  • Rápida adquisición de datos: obtención de resultados en pocos minutos.
  • Portabilidad: equipo resistente de diseño compacto (sin piezas móviles).
  • No requiere de mantenimientos periódicos: permite el uso continuo de la tecnología XRD sin interrupciones y en lugares remotos.

Olympus IMS
Productos para la aplicación

El TERRA es un analizador XRD portátil, de alto rendimiento, con una cámara de ensayo completamente cerrada. Su funcionamiento por baterías y la portabilidad de la tecnología XRD, permiten la identificación completa de elementos (desde Ca hasta el U) importantes, menores y de trazas mediante una rápida monitorización XRF. Su exclusiva técnica de preparación mínima de muestras y su cámara de ensayo permiten efectuar análisis rápidos sobre todo terreno.
El BTX es un analizador XRD rápido de sobremesa, pequeño y de bajo costo. Éste permite la identificación completa de elementos (desde Ca hasta U) importantes, menores y de trazas mediante una rápida monitorización XRF. Su exclusiva técnica de preparación mínima de muestras y su cámara de ensayo permiten efectuar análisis rápidos sobre superficies que rivalizan con la prestación de grandes y costosas unidades de laboratorio.
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