ESTUDIO DE DISEMINACIONES DE ORO POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA EN EXPLORACIÓN MINERA D.Sc. José Fernandes de Oliveira Ugarte email: [email protected] Buenaventura Ingenieros S.A. (BISA) Laboratorio de Caracterización Mineralógica Introducción Tipos de Yacimientos y Ocurrencia del Oro N° 1 2 Tipo de Modo de Ocurrencia Yacimiento Placeres Es fácilmente liberado. Varía desde 50 hasta 100 micras. Vetas (Filones) Ocurre principalmente como oro nativo, y ocasionalmente en algunos de Cuarzo telururos (aurostibita y maldonita). Comúnmente como partículas liberadas; sin embargo, puede estar diseminado. 3 Zona de Oxidación Se presenta tanto de manera liberada como producto de la alteración de sulfuros. El grado de liberación aumenta con la oxidación. 4 Sulfuros de Se presenta como partículas liberadas o encapsuladas en sulfuros de cobre y Cobre pirita. 5 Sulfuros de Ocurre en forma de partículas liberadas o como microinclusiones Hierro principalmente en pirita, y con menor frecuencia en marcasita y pirrotita. N° 6 Tipo de Modo de Ocurrencia Yacimiento Sulfuros de Se aprecia en forma de partículas liberadas o como microinclusiones en Arsénico arsenopirita y productos oxidados. 7 Sulfuros de Ocurre principalmente en forma de oro nativo, y en menor cantidad como Antimonio aurostibita; ya sean libres o encapsulados. 8 Sulfuros de Se aprecia principalmente en forma de oro nativo, y en menor cantidad Bismuto como maldonita; libres o como microinclusiones. 9 Teleruros Ocurre en forma de oro nativo o formando teleruros tanto libres como encapsulados en sulfuros. Puede estar presente también, como microinclusiones. Con alto Se aprecia como electrum o kustelita (variedad de plata con oro de color 10 contenido de amarillo pálido). La plata nativa también puede estar presente. Plata 11 Carbonoso – Ocurre principalmente como partículas finas y microinclusiones en sulfuros, Sulfhídrico así como en la superficie de la materia carbonosa y oxidada (OXs – Fe). Aplicación en la Minería 1. Identificación de oro, plata, cobre y otros elementos encapsulados y/o granos submicroscópicos. 2. Verificar la existencia de minerales que se encuentran en bajas concentraciones a nivel de trazas (no detectable por DRX) o que no sea posible diferenciarlo por el microscopio óptico. 3. Determinar las variedades de sulfosales de plomo, cobre, plata, bismuto, etc, que pueden estar presentes como inclusiones o diseminados dentro de los minerales mayoritarios. 4. Análisis microestructural (composición química, identificación de fases y asociaciones, inclusiones, tamaño de partícula, morfología, porosidad e impurezas). 5. Análisis del grado de liberación para los procesos metalúrgicos e identificación de los diversos tipos de alteraciones. 6. Determinación de minerales que pueden causar problemas en procesos metalúrgicos debido a su presencia, así como encontrar elementos incluidos en los minerales como es el caso del Fe en la Esfalerita; así como la presencia de impurezas en los diferentes minerales (As, Sb, Hg, Bi, Mn, etc). Aplicación en Materiales Aleaciones Metálicas (Ferrosas y No Ferrosas) y Cerámicos 1. Análisis cualitativo y cuantitativo de los microconstituyentes (fases) presentes en la microestructura de las aleaciones. 2. Identificación de defectos oriundos del tratamiento termomecánico (laminación, trefilación, estampación y otros); proceso de fusión (segregación de impurezas, porosidades y otros). 3. Análisis microestructural de las aleaciones cuando son sometidas a ensayos mecánicos (tracción, compresión, flexión, impacto y otros). 4. Microestructura de los aceros: tipos de aceros, alotropía, reacciones isotérmicas ocurridas en el sistema Fe-C (pertectica, eutectica y ledeburita); después de tratamiento térmico (recocido, revenido, templado, austenizado, normalizado y otros). 5. Materiales Cerámicos: Análisis microestructural (composición química, identificación de fases, tamaño de partícula, morfología y porosidad). Objetivos • Caracterizar la mineralogía de muestras de rocas con minerales de sulfuros (Pirita, Esfalerita, Calcopirita), sulfosales (Tetraedrita y Pirargirita) y teleruros (Hessita) con diseminaciones de oro (Nativo y Electrum) por microscopía electrónica corroborado con análisis mineralógico, así también indicar un método más adecuado de recuperación de oro, para cada mineral. Materiales y Métodos Muestras de rocas cortadas y colocadas en briquetas de 4 mm de diámetro que después de pulidas fueron analizadas por microscopia electrónica y microscopía óptica. Materiales y Métodos • Microscópico Electrónico de Barrido, Marca TESCAN, modelo VEGA II XMU está compuesto con 3 detectores: Rayos X, SE, BSE Imágenes del Microscopio y de la Cámara Óptica analizando una muestra. Materiales y Métodos • Análisis químicos obtenidos con el Analizador de Rayos X se realizan de manera puntual, lineal y/o areal; y según sea el caso, se realiza una evaluación estadística y análisis geoquímico de los resultados. Análisis Puntual y Lineal cps/eV Elemento % peso 9 Berthierita 8 -------------------- 7 Oro 6 5 Arsenopirita Au Au 100.00 Au ------------------- 4 Total: 100.00 3 2 1 0 Partícula de Oro incluida en Arsenopirita con Análisis Lineal. 1 2 3 4 5 keV 6 7 8 9 10 Análisis lineal de la partícula de Oro, donde se observa el perfil de las concentraciones de los elementos en colores: Oro (rojo), Azufre (verde), Hierro (azul), Arsénico (negro) y Antimonio (anaranjado). Materiales y Métodos • Análisis Areal (a) (c) (b) Región demarcada con las partículas de Oro para el análisis elemental (a). En la fotografía (b) se observa la distribución de los elementos. Las imágenes presentadas en (c) muestran el mapeo para los elementos: Oro, Arsénico, Antimonio, Azufre y Hierro en la región analizada. Resultados y Discusiones • Diseminaciones de Oro en Sulfuros: El oro se aprecia en forma nativa como diseminaciones de 1 – 5 micrones. Tabla Nº 01. Composición química (%) de los minerales – Obtenida con análisis puntual con el analizador de rayos X (EDS). Mineral Pirita Esfalerita Calcopirita Bornita Arsenopirita Galena Au 1.9 1.1 1.6 1.5 0.7 0.8 As 41.0 Composición Química (%) Fe Pb Cu Zn 40.3 9.2 46.3 32.0 21.5 11.6 57.7 28.9 84.5 S 57.9 43.4 44.9 29.3 29.5 14.8 Total 100 100 100 100 100 100 Resultados y Discusiones • Diseminaciones de Oro en Sulfuros Análisis Areal : Pirita y Esfalerita Resultados y Discusiones • Diseminaciones de Oro en Sulfuros Análisis Areal : Bornita y Calcopirita • Diseminaciones de Oro en Sulfuros Análisis Lineal: Bornita y Calcopirita • Recuperación del Oro: 1) Depende de la ley de oro (4ppm) 2) Procesos de pretratamiento previo a cianuración • Tostación (T por encima de 500°C): Oxidación de los sulfuros y conversión en sulfatos solubles mediante reactivo oxidante – catalizador. • Lixiviación en autoclave (T y P elevadas y controladas). Oxidación y solubilización del azufre y su separación. Obtención de una solución ácida en que los metales del mineral son solubles. Posteriormente, se efectúa la neutralización para en seguida realizar la cianuración. • Diseminaciones de Oro en Sulfosales El oro se aprecia en forma nativa como diseminaciones de 1 – 9 micrones. Tabla Nº 02. Composición química (%) de los minerales – Obtenida con análisis puntual con el analizador de rayos X (EDS). Mineral Tetraedrita Pirargirita Enargita + Electrum Au 2.0 3.5 Composición Química (%) Ag As Sb Cu 3.4 4.2 26.4 31.0 48.3 31.7 30.0 10.0 15.0 25.0 Zn 5.1 S 28.0 16.5 20.0 Total 100 100 100 Análisis Areal: Tetraedrita y Arsenopirita Recuperación del Oro: Tostación (parcial o total) con el control de temperatura mediante oxidación (parcial o total), dependiendo de las características de la mena. Análisis Areal: Pirargirita y Oro nativo Recuperación del Oro: Tostación en atmosfera oxidante para provocar la volatización de compuestos de antimonio (como antimonitos que son perjudiciales para la cianuración). Forma oxido favoreciendo la formación del vidrio de antimonio. • Diseminaciones de Oro en Teleruros Tabla Nº 03. Composición química (%) del mineral – Obtenida con análisis puntual con el analizador de rayos X (EDS). Mineral Hessita Composición Química (%) Au 4.8 Ag 58.4 Te 36.8 Pb 0.0 Fe 0.0 Cu 0.0 Bi 0.0 Total 100 Análisis Areal de Oro y Hessita • Recuperación del Oro: Los teleruros son de difícil disolución en soluciones de cianuros. Disolución en medio alcalino (con Peróxido de Sodio) en paralelo a una aeración, se obtendrá una descomposición de los teleruros, caso contrario, se procederá a una tostación preliminar al proceso de cianuración. Método Convencional: Tostación oxidante de los concentrados de flotación: Método convencional más empleado en el tratamiento de los minerales con oro y plata. El azufre es liberado, produciendo una calcina porosa que se puede tratar posteriormente por cianuración. Por otro lado, una gran cantidad de SO2 y gases que contienen azufre, arsénico y antimonio son formados. Sin embargo, estos gases pueden procesarse para la producción de H2SO4 . Conclusiones • El estudio de microscopía electrónica de barrido con microanálisis dispersiva (SEM/EDS), es una de las técnicas más indicada, así como (QEMSCAN y SIMS) para analizar e identificar oro refractario diseminado (en forma nativa y electrum) en diferentes ambientes mineralógicos. La técnica nos brindará informaciones acerca de la composición química, asociaciones mineralógicas, tamaño de partículas y grado de liberación del mineral de valor económico. • El beneficio de oro diseminado (su liberación), depende exclusivamente de la evaluación económica de la mena a procesar. Esta liberación debe pasar por una evaluación de Costo – Beneficio (basado en la ley del oro); de acuerdo a estas decisiones, se emplearán los procesos de extracciones adecuados. • La lixiviación por presión en autoclaves para mineral de oro refractario, actualmente es el proceso más empleado por las grandes empresas mineras del mundo. Ésta ha sido desarrollada en un procedimiento operativo estándar. El trabajo de pruebas es realizado en el laboratorio, o en una operación de planta piloto continua. GRACIAS