Una tecnología de Thermo Fisher Scientific utiliza neutrones y detectores de radiación gamma para identificar elementos químicos dentro del mineral en movimiento. El sistema entrega mediciones continuas que pueden ayudar a controlar la alimentación de grandes plantas mineras.
En una operación minera, determinar la composición de miles de toneladas de roca suele requerir procedimientos de muestreo y análisis de laboratorio. Sin embargo, existen equipos capaces de examinar el flujo completo de mineral mientras avanza por una correa transportadora, sin detenerla ni retirar muestras para cada medición. Se trata de los analizadores elementales en línea desarrollados por Thermo Fisher Scientific, que utilizan tecnologías de activación neutrónica para identificar elementos químicos y entregar información actualizada a intervalos del orden de un minuto.
Estos sistemas, entre ellos el Thermo Scientific CB Omni Agile, emplean neutrones que interactúan con los átomos presentes en el material transportado y producen señales de radiación gamma características de diferentes elementos.
La información obtenida permite evaluar cambios en la composición del mineral y apoyar decisiones relacionadas con mezclas de alimentación, clasificación de materiales y control de procesos.
Su principal diferencia respecto de un muestreo convencional es que el sistema analiza el flujo de material que atraviesa la zona de medición, en lugar de depender exclusivamente de pequeñas porciones extraídas de la correa.
Cómo puede una máquina identificar elementos químicos dentro de las rocas
El funcionamiento se basa en dos tecnologías conocidas como PGNAA, análisis de activación neutrónica mediante rayos gamma inmediatos, y PFTNA, activación mediante neutrones rápidos pulsados y térmicos.
Aunque presentan diferencias en sus fuentes de neutrones y procedimientos de medición, ambas utilizan interacciones nucleares para obtener información sobre la composición elemental de los materiales.
El analizador incorpora una fuente capaz de emitir neutrones hacia la carga que circula sobre la correa transportadora.
Cuando estos neutrones interactúan con determinados núcleos atómicos presentes en el mineral, pueden producirse emisiones de rayos gamma con energías características.
Los detectores instalados en el equipo registran esas señales y generan un espectro energético.
Cada elemento analizable presenta características que permiten distinguirlo de otros componentes presentes en la roca.
Posteriormente, un sistema informático procesa la información y estima las concentraciones de los elementos mediante modelos de medición previamente calibrados.
Esto permite evaluar materiales que contienen hierro, cobre, níquel y otros elementos de interés industrial, según la configuración del instrumento y las características del mineral.
Sin embargo, el equipo no extrae ni separa físicamente los metales. Su función consiste en determinar la composición elemental del material a partir de las señales detectadas.
Un análisis que atraviesa toda la carga transportada
Una de las características más importantes de esta tecnología es su capacidad para examinar el material en profundidad.
Los neutrones pueden penetrar dentro del flujo de rocas y generar señales detectables procedentes de distintas regiones de la carga.
Esto representa una ventaja frente a determinadas tecnologías de análisis superficial, que obtienen información principalmente de las capas exteriores del material.
El sistema de Thermo Fisher Scientific está diseñado para instalarse alrededor de la correa transportadora, formando una estructura de medición por donde circula el mineral.
En determinadas configuraciones, los instrumentos utilizan una fuente de neutrones situada bajo la correa y detectores de radiación gamma instalados sobre ella.
La tecnología permite integrar las señales procedentes de la sección transversal del flujo, proporcionando información representativa de la carga transportada.
La medición se realiza continuamente mientras el mineral atraviesa el equipo.
En la documentación técnica del CB Omni Agile, Thermo Fisher Scientific describe intervalos de análisis de hasta 30 segundos, dependiendo de la configuración y las condiciones de aplicación.
Esto significa que los operadores pueden recibir actualizaciones frecuentes de la composición del material, sin esperar necesariamente los resultados de un procedimiento completo de muestreo y laboratorio.
Sin embargo, la frecuencia de medición no garantiza que todos los elementos puedan determinarse con idéntica precisión o rapidez.
El rendimiento depende de las concentraciones presentes, las características de la carga y la calidad de las señales obtenidas.
De dónde salen los neutrones utilizados en el equipo
Los analizadores pueden emplear distintas fuentes para producir los neutrones necesarios.
En configuraciones PGNAA, una alternativa consiste en utilizar una fuente isotópica de californio-252, un material radiactivo capaz de emitir neutrones mediante fisión espontánea.
Por otra parte, los sistemas PFTNA pueden incorporar generadores de neutrones accionados eléctricamente.
Estas configuraciones presentan diferencias en funcionamiento, mantenimiento y requisitos operacionales.
Los analizadores también incorporan sistemas de blindaje y protección diseñados para controlar la radiación durante su utilización.
Debido a que trabajan con fuentes de neutrones y radiación ionizante, su instalación y operación requieren cumplir las normas de seguridad radiológica y las autorizaciones aplicables.
La tecnología no debe confundirse con un reactor nuclear ni con un equipo destinado a irradiar materiales para su procesamiento industrial.
Su objetivo es utilizar interacciones nucleares controladas como herramienta de medición.
La composición del mineral puede cambiar antes de llegar a la planta
En una explotación minera de gran escala, el material que llega a una planta concentradora no necesariamente mantiene una composición uniforme durante toda la jornada.
Las características del mineral pueden variar dependiendo del sector de extracción, la mezcla de materiales y las condiciones geológicas del yacimiento.
Estos cambios pueden influir en las operaciones posteriores de chancado, molienda y concentración.
Por ejemplo, una variación en la alimentación puede modificar la cantidad de mineral valioso que ingresa al proceso, mientras que diferencias en determinados elementos pueden requerir ajustes operacionales.
Tradicionalmente, parte de esta información se obtiene mediante muestras recolectadas en distintos puntos del circuito y enviadas a laboratorio.
Los resultados pueden ser altamente precisos, pero implican tiempos de preparación, traslado y análisis.
Un analizador en línea permite disponer de información adicional con mayor frecuencia, facilitando la detección de variaciones en la composición del material.
Estos datos pueden utilizarse para apoyar decisiones sobre mezcla de minerales, control de leyes y distribución de la alimentación hacia distintas etapas del proceso.
La ventaja no consiste necesariamente en eliminar todos los análisis convencionales, sino en complementar las mediciones de laboratorio con información continua sobre el flujo industrial.
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¿Qué tecnología utiliza Thermo Fisher Scientific para identificar elementos químicos en minerales en movimiento?
Thermo Fisher Scientific utiliza una tecnología que emplea neutrones y detectores de radiación gamma para identificar elementos químicos dentro del mineral en movimiento. Esta tecnología permite realizar mediciones continuas sin detener la correa transportadora ni retirar muestras para cada medición.
¿Cómo funciona el analizador elemental en línea de Thermo Fisher Scientific?
El analizador elemental en línea de Thermo Fisher Scientific utiliza tecnologías de activación neutrónica, como PGNAA y PFTNA, para identificar elementos químicos. Emite neutrones hacia el mineral en la correa transportadora, que interactúan con los núcleos atómicos y producen emisiones de rayos gamma. Los detectores registran estas señales, y un sistema informático procesa la información para estimar las concentraciones de los elementos.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar esta tecnología en comparación con el muestreo convencional?
La tecnología de Thermo Fisher Scientific permite analizar el flujo completo de material en la correa transportadora, proporcionando información continua y representativa de la carga transportada. Esto contrasta con el muestreo convencional, que depende de pequeñas porciones extraídas y puede no reflejar la composición total del material. Además, ofrece actualizaciones frecuentes de la composición del mineral, lo que facilita la toma de decisiones operacionales.
¿Qué tipos de fuentes de neutrones se utilizan en los analizadores de Thermo Fisher Scientific?
Los analizadores de Thermo Fisher Scientific pueden utilizar diferentes fuentes de neutrones. En configuraciones PGNAA, se puede emplear una fuente isotópica de californio-252, mientras que los sistemas PFTNA pueden incorporar generadores de neutrones accionados eléctricamente. Ambas configuraciones requieren cumplir normas de seguridad radiológica debido al uso de radiación ionizante.
¿Cómo puede afectar la variabilidad de la composición del mineral a las operaciones mineras?
La variabilidad en la composición del mineral puede influir en las operaciones de chancado, molienda y concentración en una planta minera. Cambios en la alimentación pueden modificar la cantidad de mineral valioso que ingresa al proceso y requerir ajustes operacionales. Un analizador en línea proporciona información continua sobre estas variaciones, apoyando decisiones sobre mezcla de minerales y control de procesos.
