Difração de raios X para processamento de minerais

Introdução

O conhecimento da composição mineralógica do minério é fundamental para o pré-planejamento, a otimização das operações e o controle dos custos associados à energia e o uso de produtos químicos. A identificação da composição mineral nas rochas de minério é vantajoso por várias razões que variam de acordo com as commodities e localização, incluindo:

• Localiza as mudanças em todas as alterações de óxido para blocos de lixiviação e sulfetos em circuitos de flotação
• Monitora o conteúdo de quartzo em minérios para otimização do consumo de energia baseado na resistência.
• Quantifica talco e CaCO₃ para prever o consumo de ácido, monitorar o uso de produtos químicos e reduzir os gastos
• Monitora o conteúdo de argila e calcita para avaliar a permeabilidade e prever a percolação do bloco de lixiviação

Difração de raios X – Olympus

A Olympus atendeu aos pedidos de uma rápida identificação de material e de quantificação para aplicações de geometalurgia através do desenvolvimento de dois analisadores por XRD inovadores: o analisador portátil TERRA para análises em campo e o analisador de bancada BTX II. Estes analisadores permitem que operadores meçam rapidamente as fases importantes do processamento de minérios, processos pirometalúrgicos e em minérios. As informações mineralógicas fornecidas por estes aparelhos ajudam na otimização das estratégias de processo que podem fazer as empresas economizarem tempo e dinheiro.

Os analisadores por XRD da Olympus usa ama tecnologia patenteada desenvolvida para o programa Mars Rover da NASA. Eles tem sido utilizados para otimizar o processamento mineral em ouro, níquel, ferro, minério, cobre, carvão, alumínio, urânio e operações de areis minerais, fornecendo:

• Uma preparação de amostra simples e análise rápida que podem ser realizadas por pessoas sem experiência em laboratórios.
• Análise por XRD in loco com resultados comparáveis aos resultados obtidos em laboratórios.
• Recurso de XRF qualitativo
• Aparelho acessível com baixo custo de propriedade

Estudo de caso: ouro

O conhecimento da mineralogia sobre os minérios de ouro (Au) é importante para a otimização do processo de beneficiamento. Quantidades de quartzo, talco, calcita e carbonato de cálcio, argila de grãos pequenos e grandes, pirrotita, pirita, grafite e outros minerais podem influenciar as recuperações de ouro. Os analisadores por XRD da Olympus medem rapidamente a presença e a concentração destes minerais e permite que os gestores da fábrica ajustem o sistema de maneira rápida. Uma mina de ouro em Nevada, EUA, utiliza o analisador portátil TERRA XRD para avaliar a permeabilidade e a absorção do bloco de lixiviação do material. A baixa permeabilidade e alta absorção do licor de lixiviação (caracterizado pelo baixo teor de grãos de argila e alto conteúdo de quartzo) interrompe a percolação e resulta em uma lixiviação de ouro lenta e incompleta. O analisador TERRA foi usado para medir uma amostra de bloco de lixiviação seca e pulverizada (<15 mg de 120 µm) e caracterizá-las para definir o provável potencial de lixiviação. As amostras foram agrupadas de maneira rápida e fácil como Bom, Médio e Ruim tomando como base, predominantemente, o conteúdo relativo de quartzo e de argila.

Traçados das amostras: Ruim, Médio e Bom

Estudo de caso: cobre

A difração de raios X é usada para diferenciar o minério de óxido de cobre do minério de sulfeto de cobre quando os dois estão presentes no mesmo maciço da jazida. Isto permite uma notificação avançada e detalhada do movimento dos óxidos no circuito de lixiviação ácida e sulfetos para o circuito de flotação. A quantificação da absorção do ácido nos minerais no circuito de lixiviação, tal como o CaCO3, influenciará os volumes de consumo de ácido e afetam diretamente os custos do processo. No circuito de flotação, certos minerais podem flutuar dependendo da concentração de minério de sulfureto de cobre. Isto pode reduzir significativamente o grau de contaminação do produto final. O conhecimento das impurezas contidas (ganga) nos minérios permite que o gerente de metalurgia adicione reagentes para ajudar na separação dos minérios de cobre. Os analisadores por XRD da Olympus fornecem informações avançadas e precisas da composição do minério permitindo que os operativos sejam proativos ao invés de reativos no método de redução da utilização de reagentes, agilizando o processo e reduzindo custos.

Estudo de caso: ferro

Os depósitos de ferro bandado são compostos, tipicamente, de magnetita, juntamente com espécies de ferro parcialmente oxidado, como a goetita, limonita e hematita. Todos estes minérios são processados de formas diferentes e possuem valores diferentes também, por isso, é importante identificar as espécies e separá-las para o processamento. A hematita de alto grau exige apenas um processo simples de trituração e triagem antes de ser vendido para uma usina de aço, porém a magnetita precisa de um segundo processamento para ser vendida. Goetita e limonita, geralmente, não valem a pena vender, pois são muito difíceis de processar e seus resíduos podem contaminar as máquinas.

A presença de magnetita pode ser determinada pela medição do magnetismo da amostra, mas este método não é quantitativo e não identificará hematita ou goethita. Algumas operações tentam estimar visualmente a presença de hematita e magnetita, porém este método é impreciso e sujeito a erros. Os analisador por XRD da Olympus podem identificar e quantificar com facilidade as fases das espécies de alto e de baixo grau e impurezas em minérios em menos de 5 minutos.

Conclusão

O conhecimento da mineralogia de minério tornou-se mais importante para as usinas de processamento já que as reservas de minério de alta grau são escassas e as usinas precisam processar minérios complexos e de baixo grau. A pressão econômica tem enfatizado a otimização do processo para melhorar os custos de controle e de recuperação. A difração de raios X fornece a informações mineralógicas do minério necessário para otimizar a operação. A Olympus disponibiliza XRD rápido e preciso nas mãos do operador em aparelhos compactos e fáceis de usar, que permitem a tomada de decisões críticas sejam realizadas imediatamente.