Caracterización mineral y química de concentrados de flotación de molibdenita: operacional en la industria vs de frontera por LIBS.

Abstract

Este estudio aborda la caracterización del molibdeno (Mo) en concentrados de molibdenita, destacando la aplicación de la espectroscopía de plasma inducido por láser (LIBS) como una alternativa rápida y precisa para determinar elementos y con ello fases minerales de manera indirecta y automatizada. El Mo, un metal crucial en la fabricación de acero inoxidable y aleaciones de hierro fundido, tiene una producción significativa en Chile, históricamente vinculada a la extracción de cobre. Para ello en esta memoria se planteó evaluar la posibilidad de determinar el Mo y otros elementos asociados en los concentrados de molibdenita mediante LIBS. Se analizaron cuatro muestras de briquetas de concentrado de molibdenita mediante una caracterización convencional, incluyendo análisis de microscopia óptica, difracción de rayos X (DRX), fluorescencia de rayos X (FRX) y espectroscopía de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES); complementada con una caracterización mineraloquímica mediante LIBS. La caracterización mineral convencional confirmó la presencia de minerales como molibdenita, bornita, calcopirita, covelina, enargita, pirita, cuarzo y micas en los concentrados. La composición química, determinada por FRX e ICP-OES, destacó elementos clave como Mo, azufre (S), cobre (Cu), hierro (Fe), arsénico (As), silicio (Si) y aluminio (Al). La correlación entre la mineralogía y la composición química fue esencial para comprender la asociación de elementos con minerales específicos. Remarcablemente mediante LIBS fue posible reconocer las señales características (en longitudes de onda) para el Mo y otros elementos, tales como S, Cu, Fe, As, Al, Si y oxígeno (O). Si bien lo anterior era el objetivo que se perseguía, fue incluso posible generar mapas de iso-concentración de los elementos que muestran su distribución a lo largo de la superficie de la muestra y permiten estimar, de manera indirecta, la mineralogía presente. Aunque se identificaron desafíos, como interferencias y baja sensibilidad para el azufre (S), se destaca la capacidad de LIBS para detectar incluso elementos trazas como renio (Re) y tungsteno (W), los cuales son de interés económico, pero no tienen una mena definida. Las imágenes de iso-concentración proporcionaron una visión cualitativa de la distribución elemental del Re y W en las muestras permitiendo proponer un mineral huésped para estos elementos, i.e., la molibdenita. Con esto, LIBS demostró ser una herramienta prometedora para la determinación cuantitativa de Mo en concentrados de molibdenita. La capacidad de identificar elementos traza y la versatilidad de la técnica la convierten en una opción valiosa para la caracterización rápida y no destructiva de muestras minerales, ofreciendo beneficios potenciales para la industria minera chilena y global.