Le operazioni del settore minerario si avvalgono di una combinazione di processi metallurgici per l'estrazione dei minerali. Queste spesso prevedono la fase della flottazione per produrre un concentrato minerale seguita dalle fasi di fusione e lisciviazione per ottenere i prodotti finali. La determinazione della mineralogia quantitativa per ognuna di queste fasi è importante per ottimizzare il recupero efficace di un deposito minerale di valore. La mineralogia quantitativa permette l'ottimizzazione delle strategia dei processi produttivi (es. combinazione dei minerali) e dei processi in corso. I metallurgisti e i geologi in genere usano i dati delle analisi chimiche per valutare la mineralogia quantitativa. Tuttavia, a causa della specifica complessità mineralogica, queste valutazioni possono essere fuorvianti. Gli analizzatori a diffrazione a raggi X (pXRD) portatili Olympus possono fornire al metallurgista i dati relativi alla mineralogia quantitativa direttamente sul posto, praticamente in tempo reale, senza quindi dovere attendere gli usuali giorni o settimane.
Flottazione
La flottazione è un comune processo usato per concentrare numerosi minerali metalliferi di base e preziosi. Durante il processo di flottazione il minerale viene trattato con dei reagenti (chimici) per favorire la separazione dei minerali a base di solfuri eliminando i minerali di scarto. Purtroppo non tutti gli elementi di valore economico sono contenuti nei minerali a base di solfuri (es. possono essere presenti negli ossidi). Inoltre la ganga di scarto può emergere (es. talco e argille) contaminando e abbassando la qualità del concentrato.
Attraverso i sistemi pXRD Olympus i metallurgisti, geologi e ingegneri minerari possono effettuare le seguenti operazioni:
- Quantificazione dei minerali problematici e dannosi (es. talco e argille) che contaminano e declassano i concentrati (Figura 1).
- Quantificazione della proporzione dei minerali economici che emergono (es. solfuri).
- Residui di reologia (disidratazione ambientale)
 |
| Figura 1 I risultati delle analisi mineralogiche quantitative ottenute mediante il sistema pXRD Olympus. Notare che la proporzione di calcopirite in entrambi i campioni è simile, tuttavia il Campione 1 contiene significativamente più clorite. La clorite risulta problematica per la flottazione in quanto contamina il concentrato finale e causa problemi nei circuiti di flottazione.337 |
Lisciviazione
I metalli non possono essere lisciviati da tutti i minerali utili, inoltre i minerali che possono essere lisciviati possiedono un differente potenziale o indice di lisciviazione. In aggiunta la ganga consuma acido durante il processo di lisciviazione. Il sistema pXRD può essere effettivamente utilizzato per:
- Valutare il metallo recuperabile
- Selezionare il metodo di lisciviazione più approssimato per l'ottimizzazione del valore (Figura 2)
- Definire il consumo di acido determinante per i costi di produzione
 |
| Figura 2 Il comportamento di diversi minerali a base di Cu con i metodi di lisciviazione. Comprendendo il processo di combinazione dei minerali il metallurgista può usare i metodi di lisciviazione più appropriati o può determinare una valutazione più realistica del grado di recupero atteso (Jansen e Taylor, 2003). |
Pirometallurgia (fusione e arrostimento)
La composizione mineralogica dei concentrati ha un ampio impatto sui processi pirometallurgici successivi che possono implicare i processi di fusione o di arrostimento dei prodotti concentrati dei minerali. La definizione della mineralogia quantitativa ottenuta dagli analizzatori pXRD Olympus permette ai metallurgisti di svolgere le seguenti operazioni:
- Ottimizzazione delle condizioni dei processi
- Trattamento o combinazione dei minerali prima della fusione
- Classificazione della metallina e delle scorie (scarti)
Mineralogia quantitativa rapida:un valido strumento metallurgico
La quantificazione dei minerali problematici per i processi metallurgici risulta più importante del riconoscimento dei minerali problematici. Questa ganga problematica spesso presenta degli effetti negativi minimi o tollerabili in corrispondenza o al di sotto di certe soglie (punti critici, Figura 3). Per questa ragione è importante per il metallurgista accedere rapidamente ai dati mineralogici quantitativi (Figura 4 e 5) in modo da potere ottimizzare conseguentemente i processi o sviluppare delle strategie più appropriate di combinazione dei minerali.
 |
| Figura 3 Quantificando la ganga problematica i metallurgisti possono determinare come gestire al meglio i processi metallurgici o sviluppare delle strategie più appropriate di combinazione dei minerali. |
 |
| Figura 4 Eccellente correlazione tra i risultati dell'analisi mineralogica quantitativa di un analizzatore da laboratorio XRD da 4 kW e un analizzatore XRD portatile TERRA®. Il campione analizzato proveniente da una miniera di rame. |
 |
| Figura 5 Confronto tra le percentuali minerali determinate mediante un analizzatore pXrD Olympus a diversi tempi di acquisizione e un analizzatore da laboratorio XRD da 4 kW. Notare l'ottima correlazione tra l'analizzatore pXRD Olympus e l'analizzatore di laboratorio anche con brevi tempi di esecuzione. |
Vantaggi degli analizzatori pXRD Olympus
I vantaggi degli innovativi analizzatori pXRD Olympus includono:
- Campione di ridotte dimensioni: richiede solo 15 mg di materiale
- Semplice preparazione del campione: L'operatività dello strumento e l'acquisizione dei dati possono essere assicurate da un tecnico non esperto
- Tempi di acquisizione veloci: Ottenimento di risultati in pochi minuti
- Portatilità: Struttura robusta senza parti mobili
- Esigenze di manutenzione saltuarie: Manutenzione del sistema XRD effettuabile regolarmente, anche in luoghi remoti, minimizzando i tempi di inattività
