estudio de diseminaciones de oro por microscopía electrónica en

ESTUDIO DE DISEMINACIONES DE
ORO POR MICROSCOPÍA
ELECTRÓNICA EN EXPLORACIÓN
MINERA
D.Sc. José Fernandes de Oliveira Ugarte
email: joliveira@bisa.com.pe
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