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Análisis NIR en línea de minerales

SOLTEX CHILE • Aug 24, 2023

Agosto / 2023

En el actual contexto minero, los métodos convencionales “fuera de línea”, como el muestreo y el análisis de laboratorio, son demasiado lentos para el proceso de toma de decisiones. De todas las técnicas de detección en línea disponibles, la espectrometría de infrarrojo cercano (NIR, por sus siglas en inglés) es la tecnología elegida por las empresas mineras, debido a las ventajas signiﬁ cativas de poder medir fases minerales (además de la composición elemental), ser una tecnología libre de fuentes radiactivas o generadores de neutrones y, por lo tanto, completamente segura, fácil de instalar, operar y mantener, además de tener costos operativos muy bajos.

Por Claudio Sagredo, Jefe Div. Equipos de Proceso en SOLTEX Chile S.A.

Distribuidor de Spectraflow, Suiza. csagredo@soltex.cl

Existe una gama de tecnologías de análisis en línea disponibles para el análisis del contenido elemental del material extraído: analizadores de tipo radiactivo, analizadores de rayos X y sistemas basados en láser.

El principal inconveniente de los analizadores de activación rápida de neutrones gamma (PGNAA) -probablemente los más utilizados- es que funcionan con una fuente radiactiva y requieren de medidas de seguridad y permisos engorrosos. El suministro y la importación de equipos radiactivos son cada vez más difíciles y empiezan a estar prohibidos en un número cada vez mayor de países. Desde el punto de vista analítico, la tecnología se limita a un análisis elemental de los componentes inorgánicos del material y, en la mayoría de los casos, es bastante sensible a las variaciones de carga de la correa. Los sistemas basados en rayos X y láser tienen menos requisitos en cuanto a permisos operativos. Al igual que los PGNAA, son analizadores elementales de constituyentes inorgánicos. Una diferencia analítica principal es que el análisis es superficial, por ende, la superficie debe ser representativa y, en el caso de los rayos X, preferiblemente también con un tamaño de partícula pequeño. En ambas tecnologías sólo se analiza una zona muy pequeña de la superficie de la cinta transportadora. Todas las tecnologías mencionadas anteriormente necesitan un analizador de humedad independiente, ya que no pueden analizar la humedad directamente. Como es necesario corregir la humedad en el análisis del mineral, el error del medidor de humedad es un error básico en todas las tecnologías de análisis mencionadas anteriormente.

Tecnología de infrarrojo cercano para análisis en línea de minerales

La única tecnología que supera todos estos desafíos es la tecnología NIR superior, que utiliza bombillas halógenas simples como fuente de energía. NIR se refiere a la radiación electromagnética en un rango de longitud de onda de 700 nm a 2500 nm, emitida por una bombilla o simplemente por la luz solar.

La fuente de infrarrojo cercano otorga su nombre a la NIR. En aplicaciones NIR, la luz emitida por la bombilla halógena incide sobre el material que debe analizarse. El material absorbe parte de la luz, más exactamente parte del espectro de longitudes de onda. Cada molécula del material absorbe la luz en su longitud de onda específica. Lo que no se absorbe se refleja. La reflexión se detecta mediante la lente de un espectrómetro. Este espectrómetro analiza la absorción y devuelve los espectros correspondientes.

Un aspecto importante de la tecnología NIR es que se trata de un análisis superficial. La luz en la aplicación NIR no atraviesa el material. La tecnología analiza lo que puede ver en la parte superior. La consecuencia es que para un análisis preciso:

a) El material necesita homogeneidad estadística: este es el caso cuando el material pasa por una molienda y cae en forma de piedras trituradas (desde un punto de vista estadístico) en orden aleatorio sobre la cinta. Luego de la molienda, el analizador puede “ver” entonces el interior de las rocas.

b) Se requiere una frecuencia de medición muy alta para ga-rantizar que se mida todo el material: los analizadores toman una medición cada 428 ms y promedian estos resultados durante un minuto. Bajo estas condiciones, especialmente evitando ubicaciones de instalación de capas no lineales, el analizador en línea NIR sobre correas transportado-ras, es muy preciso en aplicaciones de cemento y minerales, como el cobre.

Otro aspecto importante de las tec-nologías NIR es que pueden analizar directamente la humedad, los com-ponentes orgánicos e inorgánicos y además es sensible a los cambios mineralógicos en la materia prima analizada. La energía en el rango del infrarrojo cercano es absorbida por el material (minerales, orgánicos, hu-medad) en la correa, los minerales y su estructura molecular. Cada mineral tiene su propia firma única en los es-pectros NIR, que el analizador puede informar en tiempo real.

Aplicaciones en la industria del cobre

La aplicación de la tecnología NIR suele realizarse en el entorno minero para tener una idea muy temprana sobre la composición del mineral. Los objetivos pueden ser clasificar o mezclar el material. Más equipos de minería autónomos harán que esta tecnología de análisis en línea sea aún más importante para extraer el material del yacimiento minero. En el proceso posterior, se puede instalar el analizador en línea sobre correa, para controlar el concentrado.

Las instalaciones ya existentes en plantas procesadoras en la minería del cobre, platino, hierro, oro y potasa, demuestran la estabilidad y robustez de los equipos y la tecnología. El ana-lizador está disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana y el mantenimiento puede ser realizado por personal de planta con conocimientos estándar de equipos electromecánicos. Las fuentes (bombillas) duran entre 9 a 15 meses, lo que hace sumamente eficiente el funcionamiento y OPEX de este tipo de analizador.

La flexibilidad en las aplicaciones, la robustez y el hecho de que no se requieren fuentes radiactivas hacen que la tecnología de análisis en línea NIR de flujo espectral sea cada vez más popular en todo el mundo por sus importantes beneficios y cualidades ya descritas anteriormente.