La caracterización mineralógica y química de una muestra es un paso importante en cualquier proyecto de minería. Mediante análisis de laboratorio, se obtiene información esencial para evaluar la viabilidad económica de un yacimiento, definir las rutas de beneficio y garantizar el control de calidad durante todo el proceso de producción.

Elegir el método analítico adecuado es un paso que requiere conocimientos técnicos y planificación. Esta elección debe considerar no solo los elementos que se van a cuantificar, sino también las características físicas y químicas de los minerales presentes en la muestra, la matriz litológica, los objetivos del análisis y el nivel de precisión requerido para el proyecto.

Las distintas técnicas empleadas se basan en propiedades físicas específicas, que responden de manera diferente según la composición mineralógica del material. Por lo tanto, comprender el comportamiento de la muestra es esencial para garantizar mediciones fiables.

Otro punto crucial reside en la preparación de la muestra. Antes de las mediciones, es común realizar procesos de molienda, descomposición o digestión química, ajustados según la naturaleza de la matriz mineral. Estos pasos, aunque a menudo se consideran rutinarios, son fundamentales para la calidad del resultado final.

Por lo tanto, los laboratorios mineros necesitan combinar técnicas analíticas precisas, una preparación adecuada de muestras y equipos confiables, garantizando resultados consistentes y trazables que cumplan con los estándares de calidad.

Preparación: La base de un buen análisis

Antes de cualquier determinación química o física, la preparación de la muestra es fundamental para garantizar la representatividad y fiabilidad de los resultados.

En el laboratorio de minería, las muestras de roca, minerales y suelo pueden someterse a procesos de secado, molienda, disgregación, homogeneización y muestreo, que deben realizarse de manera estandarizada.

• Secado: realizado en estufas con circulación y renovación de aire, con modelos de diferentes volúmenes, lo que garantiza un secado uniforme y un control preciso de la temperatura.

• Homogeneización: equipos como el agitador homogeneizador en forma de "V" y en “Y” garantizan una mezcla eficiente de muestras en polvo o granuladas.

• Molienda: la reducción del tamaño de partícula se realiza según la dureza del material. Molino de suelo TE-330/1 es adecuado para materiales menos resistentes, con una textura y dureza similar a los terrones de tierra, mientras que el  molino de jarras TE-500/1 es ideal para muestras con alta dureza.

Estos pasos son esenciales para asegurar que el material se encuentre en condiciones adecuadas para su análisis, evitando variaciones no deseadas.

Preparación básica para el análisis de elementos

La etapa de digestión y preparación de la solución también requiere un control adecuado y condiciones de laboratorio apropiadas. Algunos puntos clave incluyen:

• Calidad del agua: debe estar libre de impurezas orgánicas e inorgánicas. Para ello, se utilizan sistemas como los destiladores, los  sistemas de ósmosis reversa, o los desionizadores. Los equipos como el Sistema de purificación de agua garantizan agua tipo I, ideal para preparar soluciones de uso y soluciones estándar.

• Pesaje: realizado en balanzas analíticas, de precisión y semianalíticas, que garantizan la exactitud en las etapas de preparación.
• Preparación de soluciones: realizada con ayuda de agitadores magnéticos, agitadores de tubos, baños-María, placas de calentamiento y medidores de pH, que garantizan la disolución completa y la estabilidad de las soluciones.

• Seguridad: Se recomienda realizar la preparación en campanas de extracción de gases, reduciendo el riesgo de exposición a humos ácidos o tóxicos.
• Secado de materiales: después de su uso, la vidriería y los utensilios se pueden secar y esterilizar en los hornos de secado y esterilización.

Estas buenas prácticas garantizan que los análisis posteriores se realicen con la mayor calidad y reproducibilidad posibles.

Análisis químico: Determinación de elementos

Los análisis químicos son esenciales para cuantificar metales, semimetales y otros elementos presentes en minerales, suelos y efluentes. Dos de las principales técnicas utilizadas en el sector minero son:

Espectrometría de Absorción Atómica (AA)

Un Espectrofotómetro de absorción atómica (AA) mide la absorción de radiación por átomos libres en estado gaseoso, tras su vaporización en una llama o un horno de grafito. La propiedad que se aprovecha es la absorción selectiva de luz a longitudes de onda específicas.

Antes de la lectura, la muestra debe someterse a digestión química, según la matriz. Esta técnica se aplica ampliamente para la cuantificación de metales en minerales metálicos, suelos contaminados, relaves y aguas mineras.

El espectrofotómetro de absorción atómica es recomendado para la determinación de metales como oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), hierro (Fe), paladio (Pd), platino (Pt), zinc (Zn), manganeso (Mn), níquel (Ni), plomo (Pb), cadmio (Cd) y otros. También se pueden acoplar accesorios como el horno de grafito o un generador de hidruros.

Espectrometría de emisión óptica (ICP-OES)

ICP -OES es una técnica multielemental que utiliza plasma acoplado inductivamente para excitar los átomos de la muestra. Estos átomos emiten luz a longitudes de onda específicas, y la intensidad de la emisión es proporcional a la concentración del elemento.

La muestra debe digerirse antes de la lectura, lo que permite un análisis preciso de metales, semimetales e incluso no metales. Es una técnica esencial para el análisis de oro, plata, cobre, zinc, níquel, manganeso, litio, tierras raras y otros elementos, ya que ofrece alta sensibilidad y la posibilidad de leer simultáneamente varios elementos.

Analizadores de mercurio

Tecnal ofrece soluciones modernas y prácticas para el análisis de mercurio.

• Analizador de mercurio: permite el análisis directo de muestras sólidas, semisólidas y líquidas, sin necesidad de pretratamiento. Ideal para suelos, sedimentos, rocas, y minerales. El método elimina la necesidad de reactivos y genera mínimos residuos.

• Analizador de mercurio: recomendado para la determinación de mercurio en suelos, rocas, sedimentos y gases de hidrocarburos, con accesorios específicos para cada tipo de muestra.

Estos equipos garantizan análisis rápidos, limpios y de alta sensibilidad, cumpliendo con los estándares ambientales e industriales.

Análisis físicos

Los análisis físicos complementan las determinaciones químicas, permitiendo comprender las propiedades estructurales y morfológicas de los minerales. Estas técnicas son generalmente no destructivas y se utilizan para evaluar la porosidad, el color, la morfología, la resistencia y el tamaño de partícula (Granulometría).

• Granulometría: un paso esencial en la caracterización de minerales y suelos, realizado mediante tamizado convencional con el agitador electromagnético B-AGIT, que garantiza precisión y repetibilidad en los resultados.

Conclusión

Cada etapa del proceso analítico en minería exige rigor, precisión y fiabilidad. Con equipos desarrollados para satisfacer las necesidades de este sector, Tecnal ofrece soluciones para laboratorios de mineración, desde la preparación de muestras y la purificación de agua hasta análisis multielementos.

Referencias bibliográficas

Instituto Laboratório de Análise de Minerais e Rochas, Departamento de Geologia da Universidade Federal do Paraná. Disponível em: http://www.lamir.ufpr.br/lab/index.php/tecnicas-analiticas/

Laboratório de Caracterização Tecnológica LCT, Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Disponível em: https://lct.poli.usp.br/servicos/analises