Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

Ložiska porfyrové měděné rudy: Přenosná rentgenová analýza jílovitých minerálů poskytuje vodítka k těžbě

作者  -
Ložiska porfyrové měděné rudy

Ložiska porfyrové měděné rudy jsou významným zdrojem mědi a dalších cenných kovů a minerálů. Ty jsou obvykle těženy metodami mechanizované těžby v povrchových dolech ve velkém měřítku z důvodu jejich velkých zásob, nízké kvality a malé hloubky uložení.

Efektivní metodou objevování porfyrových ložisek měděné rudy je přenosná rentgenová analýza. V tomto příspěvku se podrobněji podíváme na to, jak poskytují nástroje přenosné rentgenové analýzy inženýrům vodítka, která potřebují k nalezení těchto cenných zdrojů a k těžbě měděné rudy, která je v nich ukryta.

Co jsou ložiska porfyrové měděné rudy?

Ložiska porfyrové měděné rudy jsou typem hydrotermálních ložisek. Mezi charakteristické znaky ložisek porfyrové měděné rudy patří následující:

  • Výskyt minerálů v těchto ložiscích je časově a prostorově spjat s neutrálními až kyselými porfyrovými celky
  • Vznik těchto útvarů je do jisté míry spojen s intruzivní sopečnou činností
  • Lze je charakterizovat určitou alterací a zonační mineralizací
  • Rudy jsou přítomny ve formě vtroušených žil

Jílovité minerály představující produkty vznikající současně nebo po vzniku ložisek porfyrové měděné rudy jsou významnými vodítky pro objev, průzkum a těžbu ložisek mědi.

Metody přenosné rentgenové analýzy pro testování jílovitých minerálů

Terénní inženýři mohou používat různé přenosné nástroje pro rentgenovou analýzu určené pro shromažďování geologických informací z jílovitých minerálů v reálném čase. Například ruční rentgenové fluorescenční (XRF) analyzátory dokáží určovat chemické prvky a přenosné rentgenové difrakční (XRD) analyzátory dokáží zobrazovat mineralogické informace. Tato lokalizovaná data pomáhají geologům provádět rychlejší a přesnější rozhodování na místě. Podívejte se na následující příklad.

Příklad: Analýza jílovitých minerálů z porfyrového dolu s výskytem mědi

Společnost Olympus v nedávné době spolupracovala s inženýry z jedné těžební společnosti na vyhotovení analýzy jílovitých minerálů získaných z porfyrového dolu s výskytem mědi v Myanmaru. Inženýři odebrali tři vzorky minerálů z tohoto dolu a označili je jako jíl s vysokým obsahem, jíl se středně vysokým obsahem a jíl s nízkým obsahem (Obrázek 1).

Vzorky jílu z porfyrového dolu s výskytem mědi

Obrázek 1: Tři vzorky jílu odebrané z porfyrového dolu s výskytem mědi.

V rámci přípravy jílovitých minerálů na analýzu inženýři provedli drcení vzorků na hrubost až 2 mm a jejich množství každého vzorku zmenšili na přibližně 100 g (Obrázek 2).

Rozdrcené vzorky jílu z porfyrového dolu s výskytem mědi

Obrázek 2: Vzorky jílu po drcení.

Inženýři následně rozdrcené vzorky jílu analyzovali pomocí ručního XRF analyzátoru Olympus a přenosného XRD analyzátoru Olympus s cílem identifikovat chemické prvky, resp. získat mineralogické informace.

Testování jílovitých minerálů pomocí ručního XRF analyzátoru

XRF test byl proveden pomocí analyzátoru řady Vanta™ C (model VCA) vybaveného rentgenovou lampou se stříbrnou (Ag) anodou. Tento robustní analyzátor navržený pro práci v drsných podmínkách má stupeň ochrany IP55 a je vyroben tak, aby vyhovoval požadavkům normy pro zkoušky odolnosti pádem amerického ministerstva obrany (MIL-STD-810G). Integrovaný křemíkový driftový detektor (SDD) ve spojení s patentovanou technologií Axon Technology™ výrobce Olympus umožňuje dosahovat ultravysoké rychlosti detekce a nižší prahové hodnoty detekce (LOD).

XRF analyzátor pistolového typu pro těžbu mědi

Obrázek 3: Dva inženýři používající ruční XRF analyzátor řady Vanta na pracovišti.

Další výhodou používání analyzátoru Vanta je, že vzorek lze analyzovat ihned bez jakéhokoliv zvláštního zpracování. Ve skutečnosti lze kvalitativní a kvantitativní informace o elementárním složení získat během 20 sekund.

Naproti tomu, v laboratorních podmínkách trvá získání podobných výsledků obvykle řádově hodiny nebo dokonce dny. S analyzátorem Vanta mohou uživatelé rychle získat data s takovou přesností, která je dosahována v laboratoři.

Vzorek Al Si P S Cl Ca Fe Cu Pb
% % ppm % ppm ppm % ppm ppm
Jíl s nízkým obsahem 1,19 3,66 311 3,72 1087 3378 3,70 3,70 210
Jíl se středně vysokým obsahem 0,83 3,94 341 0,90 2921 3771 2,34 1332 102
Jíl s vysokým obsahem 0,98 3,95 422 0,90 4324 4062 1,42 821 48

Tabulka 1: Data z elementární analýzy získaná pomocí ručního XRF analyzátoru řady Vanta. Tabulka uvádí prvky přítomné ve vzorku včetně množství každého z prvků. Mezi tyto prvky patří hliník (AI), křemík (Si), fosfor (P), síra (S), chlór (Cl), vápník (Ca), železo (Fe), měď (Cu) a olovo (Pb).

Testování jílovitých minerálů pomocí přenosné XRD analýzy

XRD test byl proveden pomocí přenosného XRD analyzátoru řady TERRA™II vybaveného rentgenovou lampou s kobaltovou (Co) anodou. Testovací funkce analyzátoru XRD spojují patentované technologie jak společnosti Olympus, tak Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA).

Analyzátor řady TERRA II se vyznačuje jedinečným systémem přípravy vzorků k měření. Pro shromáždění strukturních (mineralogických/krystalografických) informací a přibližných elementárních (chemických) informací během méně než 10 minut je zapotřebí pouze zhruba 15 mg práškového vzorku vzniklého prosetím na sítu s velikostí ok 100 (<150 μm).

S nainstalovanou softwarovou aplikací XPowder je analyzátor řady TERRA II schopen shromažďovat a zpracovávat data rychle a jednoduše. Analyzátory řady Vanta a TERRA II nepotřebují velké vzorky ani žádnou speciální přípravu vzorků. Dokáží provádět testy dokonce i na vzorcích v dírách po odstřelu.

ID vzorku Křemen Kaolinit Pyrofylit Ilit Alunit Pyrit Celkem
Jíl s nízkým obsahem 62,9 - - - 30,3 6,8 100
Jíl se středně vysokým obsahem 49,6 8,3 9,7 18,8 10,3 3,2 100
Jíl s vysokým obsahem 45,5 18,7 - 29,8 6,0 - 100

Tabulka 2: XRD analýza získaná pomocí analyzátoru řady TERRA II. Tabulka uvádí prvky přítomné ve vzorku včetně množství každého z minerálů ve vzorcích jílu.

XRD analýza jílovitých minerálů

Obrázek 5: Porovnání difrakčních obrazců získaných přenosným XRD analyzátorem TERRA II

Analýzou tří vzorků (jíl s nízkým obsahem, jíl se středně vysokým obsahem a jíl s vysokým obsahem) z porfyrového dolu s výskytem mědi pomocí ručního XRF analyzátoru Olympus a přenosného XRD analyzátoru Olympus bylo zjištěno následující:

  • Množství jílovitých minerálů (převážně ilitu a montmorillonitu) v těchto třech vzorcích se zvyšovalo od jílu s nízkým obsahem směrem k jílu s vysokým obsahem
  • Množství křemíku, alunitu a pyritu klesalo od jílu s nízkým obsahem směrem k jílu s vysokým obsahem

Tato data odpovídají jejich mineralogickým charakteristikám obecně stanoveným v terénu.

Z hlediska průzkumu a těžby porfyrových měděných rud je významný i objev pyrofilitu tvořeného zvláštním střídáním. Elementární data (např. Ca, Fe atd.) z XRF analyzátoru a data týkající se mineralogického složení z XRD analyzátoru by se mohla navzájem doplňovat, a usnadnit tak potvrzení přesnosti výsledků analýzy u této série vzorků.

Toto je jen jeden z příkladů, jak lze přenosné přístroje XRF a XRD používat v oboru geologických věd. Chcete-li zjistit informace o dalších aplikacích v odvětví geochemie, mineralogie a těžby, podívejte se na naši brožuru, Online zdroje pro geologii pro přenosné XRF a XRD analyzátory.

Související obsah

Infografika: Podpora každé fáze geologické vědy a životního cyklu těžby

Přenosný XRF analyzátor ložisek porfyrové měděné rudy

Použití přenosných XRF a XRD analyzátorů od A do Z

Application Specialist, Analytical Instruments

Howard Yu is an application specialist for analytical instruments at Evident based in Beijing, China. He has been with Evident since 2019 and supports the Evident X-ray fluorescence (XRF) product lines to provide enhanced solutions to customers. After obtaining a bachelor's degree in geology, he received a master’s degree in mineralogy, petrology, and mineralogy of deposits from the Hefei University of Technology. Howard works with customers from a variety of backgrounds, including oil and gas exploration, maintenance, research, medical, forensics, mining, and mineral processing.

六月 1, 2021
InSight Blog Sign-up