Inicio/ Notas de aplicaciónTecnología portátil XRF y exploración minera del carbón, control de tenores, aleación y procesamiento

Tecnología portátil XRF y exploración minera del carbón, control de tenores, aleación y procesamiento

Los analizadores de fluorescencia de rayos X (XRF) portátiles de Olympus ofrecen datos geoquímicos en tiempo real y de alta precisión para efectuar caracterizaciones rápidas de múltiples elementos en muestras de suelos, rocas y minerales. Los avances en la tecnología portátil XRF mejoran los límites de detección y la cantidad de elementos medidos, reduciendo de esta manera los tiempos de ensayo en cada análisis. Para la industria del carbón, estas ventajas haces posible estimar rápidamente el contenido de cenizas y otros componentes en el sitio de trabajo.

Introducción:
Uso de la tecnología portátil XRF en aplicaciones de carbón

La capacidad de la tecnología portátil XRF para medir elementos ligeros claves (principalmente el azufre [S], silicio [Si] y el aluminio [Al]) ha convertido el analizador XRF en una herramienta vital para las decisiones del día a día. Las decisiones se basan en medidas del azufre obtenidas en tiempo real y en la capacidad para estimar el contenido de cenizas y los valores caloríficos según la suma de la fracción de los elementos superiores ligeros e inorgánicos, principalmente: el magnesio (Mg), silicio (Si), aluminio (Al), potasio (K), calcio (Ca) y el fierro/hierro (Fe). Es posible aplicar la tecnología portátil XRF en operaciones y procesamientos de carbón térmico y carbón de coque.

Además, el analizador por fluorescencia de rayos X portátil mide alrededor de 30 elementos instantáneamente, lo que permite caracterizar el contenido del elemento de traza, usar la litogeoquímica para proporcionar una estratigrafía de correlación e identificar marcadores de horizonte entre vetas de carbón y la geología circundante individualmente. El uso de la tecnología portátil XRF puede ser beneficiosa para la completa cadena de valor en la minería, la cual inicia con las actividades de exploración por perforación, seguidas por las operaciones de control de tenores de rutina en las minas existentes, el procesamiento corriente abajo del mineral hasta la entrega del producto final.

Analizador XRF portátil Vanta de Olympus

El valor de la tecnología portátil XRF

Los datos en tiempo real permiten tomar decisiones en el momento justo, lo que permite aumentar la productividad y reducir costos a través de una mejor utilización del personal y equipamiento. Se ha demostrado la implantación exitosa de un programa que aplica la tecnología XRF de manera portátil en varias actividades mineras de rutina; ya que:

Asiste durante la etapa inicial de la exploración cuando «las primeras botas golpean el suelo» en el campo.
Optimiza las actividades de perforación al determinar de manera más eficiente si se debe prolongar o completar la perforación, economizando de esta manera costos de desplazamiento y perforación.
Mejor caracterización de mineral/desecho durante las actividades de detección de mineral y una mejor optimización de la ejecución de las actividades de la mina a través de controles de mezcla y almacenamiento.
Ayuda a realizar el levantamiento cartográfico y definir visualmente el cuerpo del mineral.
Permite perfeccionar o mejorar el control del procesamiento del mineral, las decisiones metalúrgicas y las investigaciones.
Ofrece rápidos análisis del producto en cualquier área de interés.
Proporciona la caracterización de elementos residuales, que implica la designación del drenaje del ácido de la mina (AMD, por sus siglas en inglés) y la administración de los materiales.

Rendimiento y aplicaciones analíticas

Los analizadores XRF portátiles de última generación de Olympus incorporan varias funciones/características avanzadas que proporcionan excelentes resultados casi en tiempo real. Entre ellas destacan los tubos de rayos X con ánodo de rodio, las ruedas de filtros automáticas de múltiples posiciones, y los detectores de deriva de silicio (SDD) en combinación con la Axon Technology™ de Olympus que proporciona una tasa de recuento elevada. Estas funciones/características ofrecen resultados precisos y confiables, tiempos de ensayos más rápidos, límites de detección más cortos y un rendimiento mejorado para los elementos ligeros (Mg, Al, Si, P S) que son importantes para la industria del carbón.

Gracias a ellas, los geólogos del carbón obtienen la capacidad para usar una serie de técnicas geoquímicas, como:

La geoquímica casi completa de la mena entera que cubre los elementos superiores y de traza más importantes, útiles en la litogeoquímica y clasificación de menas.
Los análisis directos del azufre, lo cual reduce el uso de técnicas de llama lentas y costosas.
La capacidad para usar elementos sustitutos de elementos ligeros con el fin de estimar el contenido de cenizas (rendimiento de ceniza) y, frecuentemente, calcular indirectamente su valor calorífico (CV, por sus siglas en inglés).

La figura 1 y la figura 2 ilustran los resultados obtenidos mediante el uso de un amplio grupo de estándares de carbón (materiales de referencia certificados). La figura 1 muestra cómo un sustituto combinado de elementos ligeros, así como solo el silicio, puede ser usado efectivamente para estimar el contenido de cenizas (en zonas de mayor producción).

Analizador XRD portátil TERRA de Olympus.

Figura 1. La excelente correlación que ofrece el analizador XRF portátil de Olympus con los materiales de referencia certificados permite efectuar una estimación efectiva del contenido de cenizas usando un sustituto combinado de elementos ligeros (Mg+Al+Si+P+S+Ti+K+Ca +Fe) o solo el silicio. Se obtienen mejores resultados mediante el uso de un set completo de elementos.

Vista panorámica de la enorme mina a tajo abierto de carbón térmico Sebuku en el sur de Kalimantan, Indonesia.

Vista panorámica de la enorme mina a tajo abierto de carbón térmico de Sebuku en el sur de Kalimantan, Indonesia. Esta mina es una de las muchas operadas por Sakari Group en la región y muestra la compleja interacción a gran escala de grandes equipos y geología complicada formada por múltiples vetas. Los analizadores XRF portátiles de Olympus ofrecen varias oportunidades para fomentar rápidas decisiones relativas a la locación de material, aleación de minerales y entrega final a barcazas con el fin de transportar el carbón a centrales eléctricas regionales.

Materiales de referencia certificados	Mg (%)		Al (%)		Si (%)		P (%)		S (%)		K (%)		Ca (%)		Ti (%)		Fe (%)		Elementos combinados	Cenizas de lab. %
Materiales de referencia certificados	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Labor.	A. XRF port.	Elementos combinados	Cenizas de lab. %
SARM-18	0,08		1,22	1,48	2,61	3,25	0,003	0,007	0,50	0,76	0,11	0,18	0,12	0,22	0,06	0,06	0,18	0,17	6,13
L/95966	0,07		1,21	1,23	2,04	1,86	0,018	0,022	0,36	0,44	0,15	0,21	0,18	0,28	0,07	0,07	0,50	0,64	4,76	9,35
L/95967	0,09		2,44	2,55	3,10	2,99	0,082	0,079	0,34	0,31	0,05	0,03	0,74	0,92	0,12	0,14	0,50	0,57	7,59	15,94
L/95968	0,12	0,11	1,11	1,11	1,90	1,64	0,027	0,028	0,31	0,34	0,19	0,29	0,11	0,17	0,06	0,05	1,06	1,43	5,18	9,33
L/95969	0,01		1,06	0,93	5,89	7,11	0,003	0,007	0,53	0,71	0,06	0,05	0,01		0,05	0,04	0,18	0,11	8,96	16,65
L/95970	0,01		1,04	1,00	3,19	3,37	0,009	0,017	0,54	0,75	0,05	0,08	0,01	0,01	0,05	0,06	0,41	0,49	5,77	10,76
L/95971	0,08		2,00	2,09	3,50	3,62	0,009	0,011	0,28	0,37	0,11	0,12	0,12	0,15	0,10	0,11	0,34	0,40	6,87	13,90
L/95972	0,05		0,95	0,89	3,98	4,66	0,027	0,030	0,40	0,57	0,13	0,18	0,04	0,05	0,05	0,04	0,24	0,20	6,63	12,42
L/96047	0,03		1,34	1,36	1,95	1,57	0,009	0,021	0,23	0,23	0,02	0,04	0,04	0,09	0,07	0,07	0,10	0,03	3,41	8,05
	0,15	0,12	1,88	1,95	2,83	2,73	0,100	0,094	0,59	0,62	0,05	0,05	0,92	1,39	0,13	0,15	0,29	0,26	7,35	14,55
Cerrejón	0,14	0,10	1,45	1,51	2,46	2,29	0,055	0,056	0,57	0,64	0,10	0,13	0,41	0,66	0,09	0,10	0,40	0,45	5,93	11,53
	0,13		1,48	1,71	2,38	2,21	0,027	0,042	0,40	0,54	0,09	0,13	0,29	0,53	0,14	0,17	0,38	0,46	5,80	10,94
	0,23	0,11	1,06	1,10	1,69	1,29	0,027	0,032	0,43	0,47	0,15	0,22	0,36	0,60	0,05	0,06	0,46	0,54	4,42	8,73
Grosvenor33	0,16	0,11	1,48	1,54	3,46	3,95	0,002		0,43	0,54	0,05	0,05	0,02	0,00	0,04		0,48	0,58	6,78	12,62
Grosvenor35	0,21	0,19	1,68	1,80	4,86	5,78	0,009		0,35	0,37	0,10	0,11	0,09	0,04	0,09	0,09	1,73	1,87	10,24	18,97
Grosvenor38	0,12	0,20	2,79	2,78	14,41	15,50	0,004		0,28	0,26	0,22	0,12	0,04		0,09	0,08	0,14	0,05	18,99	41,22
Grosvenor42	0,07		0,33	0,08	2,60	2,68	0,001		0,49	0,75	0,01	0,02	0,13	0,18	0,02		0,11	0,04	3,75	7,60
GrosvenorSeg8	0,62	0,41	6,97	6,64	17,24	18,76	0,013			-0.02	1,09	1,08	0,47	0,14	0,35	0,34	1,23	1,18	28,53	62,86
GrosvenorSeg10	0,66	0,56	8,00	8,00	28,46	27,54			0,00		1,69	1,74	0,28		0,47	0,45	1,03	1,01	39,31
GrosvenorSeg11		1,03	6,81	7,96	10,40	12,61	0,020		0,00		1,28	1,27	7,57	8,85	0,24	0,26	9,52	9,63	41,62
GrosvenorSeg12	1,67		6,14	5,93	20,95	18,75		0,045	0,00		1,00	0,94	4,43	5,56	0,35	0,34	5,71	5,97	37,54
A1_0092A 003	0,25	0,38	9,62	9,27	18,94	20,10		0,030	3,96		1,77	1,77	0,15		0,48	0,51	3,62	3,16	35,22	75,72
A1_0092A 004	0,38	0,44	9,02	8,35	19,92	19,99			2,97		2,14	2,17	0,11		0,54	0,51	2,90	2,57	34,03	76,36
A1_0092A 010	0,31	0,38	8,89	8,65	19,68	19,87			0,22	0,02	1,63	1,59	0,20		0,56	0,55	0,67	0,61	31,68	71,80
A1_0092A 012	0,13	0,26	2,20	2,75	5,68	6,37	0,182	0,182	0,76	1,00	0,35	0,43	0,45	0,59	0,17	0,19	0,79	0,93	12,70	21,78
A1_0092A 015	0,14	0,16	0,62	0,83	0,69	0,44		0,094			0,02	0,03	0,26	0,54	0,02		1,21	1,63	3,72	6,45
A1_0092A 073	0,15		11,48	11,85	22,07	19,50		0,077	0,09	-0.16	0,69		0,25		0,75	0,75	0,46	0,38	32,39	80,76
A1_0092A 126			0,68	0,56	1,03	0,57	0,052	0,041	0,41	0,42	0,05	0,01	8,70	10,46	0,05	0,04	4,77	4,70	16,81	32,91
ALD	0,06	0,13	0,70	0,58	1,53	1,07	0,002		2,20		0,08	0,09	0,05	0,05	0,04		0,62	0,73	2,65	6,81
ATK	0,07		1,23	0,96	2,92	2,08	0,004		3,59		0,19	0,14	0,03		0,06	0,04	1,61	1,80	5,02	12,76
Bird R003	0,05		0,53	0,38	1,31	0,74	0,003	0,009	3,81	3,55	0,03	0,00	0,15	0,24	0,03	0,05	3,12	2,72	7,68	9,70
UFRGS-1	0,22		8,32	8,35	16,64	17,35	0,011		2,00		0,80	0,61	1,19	0,98	0,38	0,42	2,01	1,83	29,53	66,00
UFRGS-2	0,21		8,17	7,38	14,41	14,22	0,008		3,71		0,75		0,55		0,35	0,33	3,31	3,10	25,02	65,11
UFRGS-3	0,40	0,42	3,84	4,88	10,87	9,00	0,016	0,020			1,01	0,93	0,41	0,10	0,25		3,80		15,34	44,62
UFRGS-4	0,18		4,38	3,27	8,44	8,64	0,018	0,013	3,75	3,66	0,79	0,88	0,30	0,18	0,32		8,17		16,66	44,98
SARM-19			3,86	4,01	6,38	6,19	0,010	0,018	1,36	1,18	0,18	0,08	0,90	1,18	0,18	0,18	1,11	1,05	13,87
SARM-20			5,42	5,65	7,52	7,61	0,050	0,039	0,46	0,20	0,11		1,22	1,52	0,35	0,34	0,75	0,65	16,02

Figura 2. Excelente correlación entre un analizador XRF portátil de Olympus y un amplio grupo de materiales de referencia certificados (CRM, por sus siglas en inglés) El gráfico anterior muestra una excelente concordancia entre los valores certificados de laboratorio y los valores provenientes del analizador XRF portátil de Olympus para los elementos más importantes, como el Mg, Al, Si, P, S, K, Ca, Ti y Fe, ya sea en términos de precisión y confiabilidad. La tabla presenta los valores de laboratorio y del analizador XRF portátil a partir de los cuales se han desarrollado los siguientes gráficos. Datos por cortesía de la Facultad de Biología y Ciencias de la Tierra de la universidad de Nueva Gales del Sur: proyectos ACARP.

Mina Sebuku y Jembayan:{Estudios de orientación

Mina Sebuku y Jembayan:{Estudios de orientación

Las minas de carbón térmico Sebuku y Jembayan, reconocidas a nivel mundial, están ubicadas en Kalimantan, Indonesia. Debido a su ubicación remota y operaciones a gran escala, se necesitaba llevar a cabo investigaciones de nuevos métodos para determinar la clasificación del carbón de forma más rápida, casi en tiempo real. El trabajo de orientación del XRF se llevó a cabo en fosas y en pilas de materiales para desarrollar un método que permita estimar el contenido directo de azufre y el rendimiento de cenizas como parte de las actividades rutinarias de la mina (ROM, por sus siglas en inglés). Después, el carbón comercialmente viable es mezclado y lavado en el sitio para asegurar la calidad correcta antes de ser depositado en las barcazas, que lo conducirán hasta las grandes centrales de carbón térmico en la región. La figura 3 muestra algunos de los datos de orientación que se desarrollaron al inicio de este proyecto y muestra una buena concordancia entre el XRF, el azufre, el contenido de cenizas y el valor calorífico que fue desarrollado por el equipo de geología de Sebuku y Jembayan

Datos usados para evaluar la utilidad de los analizadores XRF portátiles en la mina Sebuku.

Figura 3. Datos usados para evaluar la utilidad de los analizadores XRF portátiles en la mina Sebuku. El cuadro superior muestra la comparación del contenido de azufre provisto por el analizador XRF portátil y el laboratorio. El cuadro central muestra el contenido de cenizas provisto por el analizador XRF portátil y la aleación Si + Al del laboratorio. Y, el gráfico inferior muestra la tendencia entre el contenido de cenizas y el valor calorífico (CV).