Los depósitos de cobre de baja ley son un recurso importante para el cobre y otros minerales o metales valiosos. Suelen extraerse usando métodos a tajo abierto mecanizados a gran escala debido a su gran reserva, bajo grado y poca profundidad de entierro.
Un método eficiente para detectar los depósitos de cobre de baja ley consiste en realizar un análisis de rayos X portátil. En esta publicación analizaremos de qué forma las herramientas de análisis de rayos X portátiles pueden ofrecer a los ingenieros las claves que necesitan para extraer estos recursos valiosos y el mineral de cobre oculto.
¿Qué es un depósito de cobre de baja ley?
Los depósitos de cobre de baja ley son un tipo de depósito hidrotérmico. Las características de los depósitos de cobre de baja ley son:
- Su mineralización está relacionada temporal y espacialmente con cuerpos de baja ley de neutros a muy ácidos
- Su formación está relacionada intrínsecamente de alguna forma con las actividades volcánicas invasivas
- Se caracterizan por una zonificación de mineralización y una alteración.
- Su mineral se encuentra en las venas diseminadas
Al igual que los productos contemporáneos y posperiodo del cobre de baja ley, los minerales de arcilla son guías importantes para detectar, explorar y extraer los depósitos de mineral de cobre.
Métodos de análisis de rayos X portátil para probar los minerales de arcilla
Los ingenieros de campo pueden usar las diversas herramientas de análisis de rayos X portátiles para recopilar información geológica en tiempo real de los minerales de la arcilla. Por ejemplo, los analizadores de fluorescencia por rayos X portátiles (XRF) pueden identificar sus elementos químicos, mientras que los analizadores de difracción de rayos X (XRD) portátiles pueden mostrar su información mineralógica. Estos datos inmediatos ayudan a los geólogos a tomar decisiones in situ de forma más rápida y precisa. Considere el ejemplo siguiente.
Ejemplo: Análisis de minerales de arcilla de una mina de cobre de baja ley
Olympus ha trabajado recientemente con ingenieros de una empresa de minería para realizar un análisis de los minerales de arcilla obtenidos de una mina de cobre de baja ley en Myanmar. Los ingenieros cogieron tres muestras de minerales de la mina y les asignaron el nombre de alto contenido de arcilla, contenido de arcilla moderado y bajo contenido de arcilla (Figura 1).
Figura 1: Las tres muestras recogidas de la mina de cobre de baja ley.
Para preparar los minerales de arcilla para el análisis, los ingenieros aplastaron la muestra a -2 mm y la redujeron a unos 100 g cada una (Figura 2).
Figura 2: Las muestras de arcilla después de ser trituradas.
Posteriormente, los ingenieros analizaron las muestras de arcilla trituradas usando un analizador XRF portátil y un analizador XRD portátil de Olympus para identificar los elementos químicos y obtener su información mineralógica respectivamente.
Ensayo de minerales de arcilla con el XRF portátil
La prueba XRF se realizó usando el analizador Vanta™ de la serie C (modelo VCA) equipado con un tubo de rayos X de objetivo (Ag) de plata. Diseñado para operar en condiciones de campo severas, el resistente analizador tiene la clasificación IP55 y se ha diseñado para pasar la prueba de caída exigida por la norma del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (MIL-STD-810G). El detector de deriva de silicio (SDD) integrado combinado con la Axon Technology™ patentada de Olympus permite realizar detecciones ultra rápidas y reducir los límites de detección (LOD).
Figura 3: Dos ingenieros utilizan un analizadores XRF portátil Vanta en las instalaciones.
Otra ventaja de utilizar el analizador Vanta es que la muestra puede analizarse inmediatamente sin tener que realizar un procesamiento especial. De hecho, la información cualitativa y cuantitativa de la composición elemental de la muestra puede obtenerse en tan solo 20 segundos.
Contrariamente, los laboratorios de las instalaciones suelen tardar horas o incluso días en ofrecer unos resultados de análisis similares. Con los analizadores Vanta, los usuarios pueden obtener rápidamente datos de análisis precisos de nivel de laboratorio.
| Muestra | Al | Si | P | S | Cl | Ca | Fe | Cu | Pb |
| % | % | ppm | % | ppm | ppm | % | ppm | ppm | |
| Bajo contenido de arcilla | 1,19 | 3,66 | 311 | 3,72 | 1087 | 3378 | 3,70 | 3,70 | 210 |
| Contenido de arcilla moderado | 0,83 | 3,94 | 341 | 0,90 | 2921 | 3771 | 2,34 | 1332 | 102 |
| Alto contenido de arcilla | 0,98 | 3,95 | 422 | 0,90 | 4324 | 4062 | 1,42 | 821 | 48 |
Tabla 1: Datos de análisis elementales generados por el analizador XRF portátil Vanta. La tabla muestra los elementos presentes y la cantidad de cada elemento en la muestra. Los elementos son aluminio (AI), sílice (Si), fósforo (P), sulfuro (S), cloro (Cl), calcio (Ca), hierro (Fe), cobre (Cu) y plomo (Pb).
Ensayo de minerales de arcilla con el análisis XRD portátil
La prueba XRD se realizó usando el analizador XRD portátil TERRA™ II equipado con un tubo de rayos X de objetivo de cobalto (Co). Las funciones de prueba XRD del analizador combinan tecnologías patentadas de Olympus y de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA).
El analizador TERRA II tiene un diseño de carga de muestras único. Necesita tan solo unos 15 mg de muestra con polvo de tamizado de malla 100 (<150 μm) para recopilar información estructural (mineralógica/cristalográfica) e información elemental aproximada (química) en menos de 10 minutos.
Con el software XPowder instalado, el analizador TERRA II puede recopilar y procesar los datos de forma rápida y sencilla. Los analizadores Vanta y TERRA II no necesitan un tamaño de muestra grande ni preparaciones especiales de la muestra. Pueden realizar pruebas incluso en muestras de barrenos de detonación.
| ID de la muestra | Cuarzo | Caolinita | Pirofilita | Illita | Alunita | Pirita | Total |
| Bajo contenido de arcilla | 62,9 | - | - | - | 30,3 | 6,8 | 100 |
| Contenido de arcilla moderado | 49,6 | 8,3 | 9,7 | 18,8 | 10,3 | 3,2 | 100 |
| Alto contenido de arcilla | 45,5 | 18,7 | - | 29,8 | 6,0 | - | 100 |
Tabla 2: Datos del análisis XRD generados por el analizador TERRA II. La tabla muestra los minerales presentes y la cantidad de cada mineral en las muestras de arcilla.
Figura 5: Comparación de patrones de difracción obtenidos por el analizador XRD portátil TERRA II
El análisis de las tres muestras (bajo contenido de arcilla, contenido moderado de arcilla y contenido alto de arcilla) de la mina de cobre de baja ley usando el portátil XRF portátil y el analizador XRD portátil de Olympus nos aportó la siguiente información:
- El contenido de minerales de arcilla (principalmente illita y montmorillonita) en las tres muestras aumentó de bajo contenido de arcilla a alto contenido de arcilla.
- La cantidad de cuarzo, alunita y pirita disminuyó de bajo contenido de arcilla a alto contenido de arcilla.
Estos datos se corresponden con sus características mineralógicas observadas generalmente en el campo.
La detección de pirofilita formada por una alteración especial también es importante para explorar y extraer los minerales de cobre de baja ley. Los datos elementales (p. ej. Ca, Fe, etc.) del analizador XRF y los datos sobre la composición mineral del analizador XRD podrían corroborarse entre sí, lo que ayudaría a confirmar los resultados del análisis en este lote de muestras.
Este tan solo es un ejemplo de cómo pueden usarse los instrumentos XRF y XRD portátiles en el campo de la geociencia. Para obtener más información sobre otras aplicaciones para geoquímica, mineralogía y minería, consulte nuestro folleto, Recursos de geología en línea para XRF y XRD portátiles.
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