La piedra caliza es la principal materia prima en la preparación de cal y cemento; asimismo, se usa como agente de fusión en la fabricación de hierro y acero. Este recurso es abundante y está extensamente distribuido en muchas partes del mundo.
Los analizadores portátiles de fluorescencia de rayos X (XRF) y difracción de rayos X (XRD) pueden proporcionar a los geólogos, metalúrgicos y científicos información elemental y mineralógica sobre las muestras de piedra caliza en campo. Estos datos cuantitativos se obtienen en tiempo real y sirven para tomar decisiones rápidas y sustentadas. Por ejemplo, los metalúrgicos pueden desarrollar procesos eficientes de purificación y refinación con los datos analíticos a fin de optimizar el índice de recuperación del mineral.
Continue su lectura para conocer cómo funcionan estos métodos analíticos portátiles y descubra sus ventajas clave en el análisis de piedra caliza.
Análisis de piedra caliza con los analizadores XRD portátiles
Los analizadores XRD portátiles y compactos, como los analizadores TERRA™ II o BTX™ III, pueden identificar y analizar de forma cuantitativa la composición y el contenido de compuestos en muestras de piedra caliza. Un análisis cuantitativo mineralógico permite a los geólogos calcular a la inversa la concentración del óxido de calcio mediante fórmulas químicas moleculares, y determinar lo siguiente:
- Si se abandonan las perforaciones o se continua el proyecto hasta un estrato más profundo.
- La ubicación de la perforación.
- Si se continúa estudiando y explorando un área específica.
La figura a continuación muestra un análisis cuantitativo a partir de muestras de piedra caliza, procedentes de las provincias de Xinjiang y Guangxi, en China. Los operadores usaron el analizador XRD BTX III para obtener patrones de difracción de las muestras; después, efectuaron análisis cualitativos y cuantitativos de los patrones de difracción usando el software XPowder.
| N.º de muestra | Calcita | Cuarzo | Otros |
|---|---|---|---|
| 1 | 84,2 | 8,4 | 7,4 |
| 2 | 92,1 | 2,5 | 5,4 |
| 3 | 91,2 | 3,5 | 5,3 |
Diagrama de difracción producido por el analizador XRD BTX III a partir de una muestra de piedra caliza
Los datos muestran notables diferencias en la concentración de la calcita a través de las diferentes secciones de la muestra de piedra caliza.
Por lo general, los geólogos seleccionan sitios donde las muestras de piedra caliza tienen un alto contenido de calcita y un bajo contenido de sílice o dolomita a fin de proseguir con las prospecciones y los estudios. El tipo de piedra caliza con calcita, como composición principal, se denomina carbonato.
Beneficios al usar los analizadores XRD portátiles para analizar piedra caliza
Los analizadores XRD portátiles de Olympus, mediante los datos cuantitativos que ofrecen en tiempo real y su diseño portátil, ofrecen más ventajas útiles; entre ellas:
- Tamaño pequeño de muestra requerido (sólo 15 mg)
- Fácil preparación de muestras
- Exclusivo diseño de portamuestra vibratorio para una difracción de rayos X precisa y fiable
- Ensayos XRD y XRF con capacidad de ejecución simultánea, lo que permite tomar decisiones más rápidas in situ.
Análisis de piedra caliza con el analizador XRF portátil
Los operadores pueden usar el analizador XRF portátil para adquirir, en campo, datos analíticos de materiales complementarios relativos a la piedra caliza. Por ejemplo, los analizadores XRF portátiles como el analizador Vanta™ pueden mostrar resultados en elementos o compuestos; los usuarios pueden alternar entre estos resultados según sea necesario. Las mediciones pueden ejecutarse en el frente rocoso de la cantera, lo que permite a los operadores definir el área ideal para la voladura a partir de la mezcla de materiales que se da antes del procesamiento.
A continuación, se proporciona un ejemplo real de análisis con el analizador XRF portátil. Las siguientes imágenes muestran a un técnico analizando una muestra de mineral, recogida en una mina de piedra caliza de la provincia de Guangxi, en China, con un analizador XRF portátil Vanta.
Técnico analizando una muestra de piedra caliza con un analizador XRF Vanta
Dado que las muestras de minerales recién extraídos varían mucho en granularidad, el análisis mineralógico de muestras no preparadas podría generar resultados con diferencias significativas en cuanto al contenido de calcita. Por lo tanto, un buen método es moler in situ las muestras de mineral crudo hasta crear un polvo, colocar este último en un recipiente especial para muestras y ejecutar el ensayo.
Ensayo de muestras preparadas de piedra caliza con un analizador XRF Vanta
Tras el análisis de algunas muestras preparadas, el técnico obtuvo los siguientes resultados:
| Óxido de calcio (laboratorio) | Modelo Vanta VCR (180 s) sin calibración | Error absoluto | Error relativo |
|---|---|---|---|
| 52,67 | 52,32 | -0.35 | -0.66 |
| 51,65 | 50,75 | -0.90 | -1.74 |
| 50,98 | 49,3 | -1.68 | -3.30 |
| 52,5 | 51,17 | -1.33 | -2.53 |
Los datos muestran que existe una buena correspondencia entre los resultados de laboratorio y aquellos obtenidos con el analizador Vanta.
Beneficios de los analizadores XRF portátiles en los análisis de piedra caliza
Gracias al analizador XRF portátil Vanta, es posible identificar la composición química fundamental de una muestra desconocida y la concentración porcentual de los elementos que la componen con rapidez. De hecho, sólo se necesitan unos 20 minutos para completar un análisis, desde el muestreo in situ hasta la obtención de resultados:
- 5 minutos para el muestreo
- 5 minutos para la preparación de la muestra
- 8 minutos para el ensayo
- 3 minutos para el análisis de datos
Cabe agregar que el uso de análisis XRF de laboratorio para analizar el mismo tipo de muestra tardaría casi un mes: se requiere alrededor de una semana para entregar la muestra, entre una y dos semanas de espera, y una semana para obtener el informe analítico.
Los ensayos rápidos in situ con los analizadores XRD y XRF portátiles permiten tomar decisiones rápidas in situ, lo que ahorra tiempo y costos [Esp. costes] en comparación con los análisis XRD y XRF convencionales de laboratorio.
