Quặng đồng Porphyry: Phân tích tia X khoáng sản cung cấp manh mối cho việc khai thác

Vỉa quặng đồng là một nguồn tài nguyên quan trọng trong khai thác đồng và các kim loại hoặc khoáng chất có giá trị khác. Chúng thường được khai thác bằng phương pháp lộ thiên quy mô lớn, được cơ giới hóa vì trữ lượng lớn, chất lượng thấp và độ sâu chôn lấp nông.

Một phương pháp hiệu quả để khám phá các mỏ đồng porphyr (đá Pocfia) là sử dụng phân tích tia X di động. Trong bài đăng này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách sử dụng các công cụ phân tích tia X giúp cung cấp cho các kỹ sư manh mối họ cần để khai thác các tài nguyên quý giá này và chiết xuất quặng đồng.

Quặng đồng trong đá Pocfia là gì?

Các vỉa quặng đồng dưới dạng đá Pocfia là các quặng ngậm nước. Đặc điểm của các quặng đồng dạng này bao gồm:

• Quá trình khoáng hóa của chúng có liên quan về mặt thời gian và không gian với các thể xốp từ trung tính đến axit
• Sự hình thành của chúng về bản chất có liên quan đến các hoạt động xâm nhập của núi lửa
• Chúng được đặc trưng bởi sự thay đổi nhất định và phân vùng khoáng hóa
• Quặng của chúng nằm trong các mạch phân tán

Là sản phẩm hậu kỳ của quá trình hình thành quặng đồng xốp, khoáng vật sét là chất dẫn đường quan trọng để phát hiện, thăm dò và khai thác các vỉa quặng đồng.

Phương pháp phân tích XRD di động để kiểm tra khoáng sét

Các kỹ sư hiện trường có thể sử dụng nhiều công cụ phân tích tia X cầm tay khác nhau để thu thập thông tin địa chất theo thời gian thực từ các khoáng sét. Ví dụ, máy phân tích huỳnh quang tia X (XRF) cầm tay có thể xác định các nguyên tố hóa học của chúng, trong khi máy phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cầm tay có thể hiển thị thông tin khoáng vật học của chúng. Dữ liệu tại chỗ này giúp các nhà địa chất đưa ra quyết định nhanh hơn và chính xác hơn tại chỗ. Hãy xem xét ví dụ sau.

Ví dụ: Phân tích khoáng sét từ mỏ đồng Porphyry

Olympus đã làm việc với các kỹ sư từ một công ty khai thác mỏ để thực hiện phân tích khoáng sét thu được từ một mỏ đồng xốp ở Myanmar. Các kỹ sư đã lấy ba mẫu khoáng sản từ mỏ và đặt tên cho chúng là sét cao, sét trung bình và sét thấp (Hình 1).

Để chuẩn bị khoáng sét phù hợp với việc phân tích, các kỹ sư đã nghiền nhỏ các mẫu đến 2 mm và giảm xuống còn khoảng 100 g mỗi mẫu (Hình 2).

Sau đó, các kỹ sư đã phân tích các mẫu đất sét đã nghiền bằng máy phân tích XRF cầm tay của Olympus và máy phân tích XRD di động để xác định các nguyên tố hóa học của chúng và thu được thông tin khoáng vật học tương ứng.

Thử nghiệm khoáng sét với XRF cầm tay

Thử nghiệm XRF được tiến hành bằng máy phân tích Vanta™ C (VCA) được trang bị ống tia X mục tiêu bạc (Ag). Được thiết kế để hoạt động trong điều kiện hiện trường khắc nghiệt, máy phân tích chắc chắn được xếp hạng IP55 và được chế tạo để vượt qua bài kiểm tra thả rơi theo tiêu chuẩn của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (MIL-STD-810G). Cảm biến SDD tích hợp kết hợp với Công nghệ Axon™ độc quyền của Olympus cho phép phát hiện tốc độ cực cao và giới hạn phát hiện (LOD) thấp hơn.

Một ưu điểm khác của việc sử dụng máy phân tích Vanta là mẫu có thể được phân tích ngay lập tức mà không cần bất kỳ quá trình xử lý đặc biệt nào. Trên thực tế, thông tin định tính và định lượng về thành phần nguyên tố của mẫu có thể thu được trong vòng 20 giây.

Ngược lại, các phòng thí nghiệm tại chỗ thường mất hàng giờ hoặc thậm chí hàng ngày để cung cấp kết quả phân tích tương tự. Với máy phân tích Vanta, người dùng có thể nhanh chóng có được dữ liệu phân tích cấp phòng thí nghiệm chính xác.

Kiểm tra khoáng sét bằng phân tích XRD di động

Thử nghiệm XRD được thực hiện bằng máy phân tích XRD di động TERRA™ II được trang bị ống tia X với bia coban (Co). Khả năng kiểm tra XRD của máy phân tích kết hợp các công nghệ độc quyền của cả Olympus và Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA).

Máy phân tích TERRA II có hệ thống tải mẫu độc đáo. Chỉ cần khoảng 15 mg mẫu dạng bột có sàng 100 mắt lưới (<150 μm) để thu thập cả thông tin về cấu trúc (khoáng vật học/tinh thể học) và thông tin nguyên tố (hóa học) gần đúng trong vòng chưa đầy 10 phút.

Với phần mềm XPowder được cài đặt, máy phân tích TERRA II có thể thu thập và xử lý dữ liệu nhanh chóng và dễ dàng. Cả máy phân tích Vanta và TERRA II đều không yêu cầu cỡ mẫu lớn hoặc bất kỳ chuẩn bị mẫu đặc biệt nào. Các thí nghiệm có thể thực hiện ngay trên các mẫu lỗ khoan thuốc nổ.

Bằng cách phân tích ba mẫu (sét thấp, sét vừa phải và sét cao) từ mỏ đồng xốp bằng máy phân tích XRF cầm tay và XRD cầm tay của Olympus, chúng tôi nhận thấy rằng:

• Hàm lượng khoáng vật sét (chủ yếu là illit và montmorillonit) trong 3 mẫu tăng dần từ sét thấp đến sét cao
• Lượng thạch anh, alunit, pyrit giảm từ sét thấp đến sét cao

Dữ liệu này tương ứng với các đặc điểm khoáng vật học thường được quan sát thấy trên thực địa.

Việc phát hiện ra pyrophyllite được hình thành do sự biến đổi đặc biệt cũng rất quan trọng đối với việc thăm dò và chiết xuất quặng đồng xốp. Dữ liệu nguyên tố (ví dụ: Ca, Fe, v.v.) từ máy phân tích XRF và dữ liệu thành phần khoáng chất từ ​​máy phân tích XRD có thể chứng thực lẫn nhau, giúp xác nhận kết quả phân tích chính xác trên lô mẫu này.

Thiết bị sử dụng trong bài viết

Xem lướt qua

Dòng sản phẩm Vanta XRF cho khai khoáng và nghiên cứu địa chất

Xem lướt qua

Hết hàng

Thiết bị phân tích XRD di động TERRA™ II