Os depósitos de cobre de pórfiro são um recurso importante para cobre e outros metais ou minerais valiosos. Eles são tipicamente minerados usando métodos mecanizados ao ar livre em grande escala devido à sua grande reserva, baixo teor e profundidade de soterramento rasa.
Um método eficiente para descobrir depósitos de cobre de pórfiro é a análise portátil de raios X. Neste artigo, investigamos como as ferramentas portáteis de análise de raios X podem fornecer aos engenheiros as pistas de que precisam para minerar esses valiosos recursos e extrair o minério de cobre escondido.
O que é um depósito de cobre de pórfiro?
Os depósitos de cobre de pórfiro são um tipo de depósito hidrotérmico. As características dos depósitos de cobre de pórfiro incluem:
- Sua mineralização é temporal e espacialmente relacionada a corpos pórfiros neutros a ácidos
- Sua formação está intrinsecamente relacionada a atividades vulcânicas intrusivas
- Eles são caracterizados por certas alterações e zoneamento de mineralização
- Seu minério está em veios disseminados
Como produtos contemporâneos e pós-período da formação de minério de cobre de pórfiro, os minerais de argila são guias importantes para descobrir, explorar e extrair depósitos de minério de cobre.
Métodos de análise de raios X portátil para teste de minerais de argila
Os engenheiros de campo podem usar várias ferramentas portáteis de análise de raios X para reunir informações geológicas em tempo real dos minerais de argila. Por exemplo, analisadores portáteis por fluorescência de raios X (XRF) podem identificar seus elementos químicos, enquanto os analisadores portáteis por difração de raios X (XRD) podem mostrar suas informações mineralógicas. Os dados levantados no local ajudam os geólogos a tomar decisões mais rápidas e precisas no local. Considere o seguinte exemplo.
Exemplo: análise de minerais de argila de uma mina de cobre de porfírio
A Olympus recentemente trabalhou com engenheiros de uma empresa de mineração para concluir uma análise de minerais de argila obtidos de uma mina de cobre de pórfiro em Mianmar. Os engenheiros pegaram três amostras de minerais da mina e as chamaram argila alta, argila moderada e argila baixa (Figura 1).
Figura 1: Três amostras de argila coletadas na mina de cobre de pórfiro.
Para preparar os minerais de argila para análise, os engenheiros trituraram as amostras para -2 mm e reduziram para cerca de 100 g cada (Figura 2).
Figura 2: As amostras de argila após serem trituradas.
Os engenheiros então analisaram as amostras de argila triturada usando um analisador portátil de XRF da Olympus e um analisador portátil de XRD para identificar seus elementos químicos e obter suas informações mineralógicas, respectivamente.
Testando os minerais de argila com XRF portátil
O teste de XRF foi conduzido usando o analisador Vanta™ série C (Modelo VCA) equipado com um tubo de raios X com alvo de prata (Ag). Projetado para operar em condições de campo adversas, o analisador robusto é classificado como IP55 e construído para passar no teste de queda exigido pelo padrão do Departamento de Defesa dos EUA (MIL-STD-810G). O detector de desvio de silício (SDD) integrado, combinado com a Axon Technology™, de propriedade da Olympus, permite a detecção em velocidade ultra-alta e limites de detecção (LODs) mais baixos.
Figura 3: Dois engenheiros usando um analisador portátil por XRF Vanta no local.
Outra vantagem de usar o analisador Vanta é que a amostra pode ser analisada imediatamente, sem nenhum processamento especial. Na verdade, informações qualitativas e quantitativas sobre a composição elementar da amostra podem ser obtidas em 20 segundos.
Em contraste, os laboratórios no local normalmente levam horas ou até dias para fornecer resultados de análise semelhantes. Com o analisador Vanta, os usuários podem obter rapidamente dados precisos de análise de nível loboratorial.
| Amostra | Al | Si | P | S | Cl | Ca | Fe | Cu | Pb |
| % | % | ppm | % | ppm | ppm | % | ppm | ppm | |
| Argila baixa | 1,19 | 3,66 | 311 | 3,72 | 1.087 | 3378 | 3,70 | 3,70 | 210 |
| Argila moderada | 0,83 | 3,94 | 341 | 0,90 | 2.921 | 3.771 | 2,34 | 1.332 | 102 |
| Argila alta | 0,98 | 3,95 | 422 | 0,90 | 4.324 | 4.062 | 1,42 | 821 | 48 |
Tabela 1: Dados de análise elementar produzidos pelo analisador portátil por XRF Vanta. A tabela mostra os elementos presentes e a quantidade de cada elemento na amostra. Os elementos incluem alumínio (AI), silício (Si), fósforo (P), enxofre (S), cloro (Cl), cálcio (Ca), ferro (Fe), cobre (Cu) e chumbo (Pb).
Testando os minerais de argila com análise portátil de XRD
O teste de XRD foi realizado usando o analisador portátil por XRD TERRA™ II equipado com um tubo de raios X de cobalto (Co) alvo. Os recursos de teste de XRD do analisador combinam tecnologias de propriedade da Olympus e da National Aeronautics and Space Administration (NASA).
O analisador TERRA II apresenta um sistema de carregamento de amostra exclusivo. Requer apenas cerca de 15 mg de amostra em pó com peneira de malha 100 (<150 μm) para coletar informações estruturais (mineralógicas/cristalográficas) e informações elementares (químicas) aproximadas em menos de 10 minutos.
Com o software XPowder instalado, o analisador TERRA II pode coletar e processar dados de forma rápida e fácil. Os analisadores Vanta e TERRA II não requerem um tamanho de amostra grande ou qualquer preparação especial de amostra. Eles podem realizar testes até em amostras de orifícios de explosão.
| ID de amostra | Quartzo | Caulinita | Pirofilita | Illita | Alunita | Pirita | Total |
| Argila baixa | 62,9 | - | - | - | 30,3 | 6,8 | 100 |
| Argila moderada | 49,6 | 8,3 | 9,7 | 18,8 | 10,3 | 3,2 | 100 |
| Argila alta | 45,5 | 18,7 | - | 29,8 | 6,0 | - | 100 |
Tabela 2: Dados de análise de XRD produzidos pelo analisador TERRA II. A tabela mostra os minerais presentes e a quantidade de cada mineral nas amostras de argila.
Figura 5: Comparação dos padrões de difração obtidos pelo analisador portátil por XRD TERRA II
Ao analisar as três amostras (argila baixa, argila moderada e argila alta) da mina de cobre de pórfiro usando analisadores portáteis por XRF e XRD da Olympus, descobrimos que:
- As quantidades de minerais de argila (principalmente ilita e montmorilonita) nas três amostras aumentaram de argila baixa para argila alta
- As quantidades de quartzo, alunita e pirita diminuíram de argila baixa para argila alta
Esses dados corresponderam às suas características mineralógicas geralmente observadas em campo.
A descoberta de pirofilita formada por alteração especial também é importante para a exploração e extração de minérios de cobre de pórfiro. Os dados elementares (por exemplo, Ca, Fe, etc.) do analisador de XRF e os dados de composição mineral do analisador de XRD podem corroborar um ao outro, ajudando a confirmar resultados de análise precisos neste lote de amostras.
Este é apenas um exemplo de como instrumentos portáteis de XRF e XRD podem ser usados no campo de geociências. Para saber mais sobre outras aplicações para geoquímica, mineralogia e mineração, veja nosso folheto Recursos de geologia online para XRF e XRD portátil.
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