Caracterización de jales mineros para recuperación de elementos estratégicos (Ga, In, Ge y tierras raras)

Abstract

Se realizó la caracterización fisicoquímica, mineralógica y elemental de 3 muestras distintas de jales mineros, procedentes de la explotación tanto de minerales de hierro como de minerales polimetálicos, con el fin de evaluar la posibilidad de recuperación de elementos estratégicos como Ga, In, Ge y/o tierras raras para su posible uso en la fabricación de nuevos materiales. La caracterización mineralógica se llevó a cabo por Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopia Electrónica de Barrido con análisis de Energía Dispersiva de rayos X (MEB-EDS). La caracterización elemental se realizó por diversas técnicas: Espectroscopia Óptica de Emisión por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES) y acoplado a un Espectrofotómetro de Masas (ICP-MS), Fluorescencia de Rayos X (FRX), y por Análisis Instrumental de Activación de Neutrones (INAA). Los resultados indicaron que los elementos mayoritarios (>100 mg/kg) presentes en las muestras son Fe, Zn, Pb y Cu, los cuales aumentan su concentración con la disminución del tamaño de partícula. Los elementos estratégicos encontrados fueron Ga, Y, La, Ce, Nd y Sc en concentraciones de 5 a 32 mg/kg. Se descubrió también la presencia de Au (2.1 mg/kg) en una de las muestras en partículas menores a 250 μm.

The physicochemical, mineralogical and elemental characterization of 3 different samples of mining residues from the exploitation of both iron ores and polymetallic minerals was done in order to evaluate the possibility of recovery of strategic elements, like Ga, In, Ge and/or rare earth elements (REE) for its possible use in the manufacture of new materials. The mineralogical characterization was carried out by X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray analysis (SEM-EDS). The elemental characterization was performed by diverse methods: Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry with optic detector (ICP‐AES) and with a Mass Spectrometer detector (ICP-MS), X-ray Fluorescence (XRF), and Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA). The results indicated that the major elements (>100 mg/kg) in the samples are Fe, Zn, Pb and Cu, and their concentration increase with decreasing particle size. The strategic elements found were Ga, Y, La, Ce, Nd and Sc in concentrations from 5 to 32 mg/kg. It was also found the presence of Au (2.1 mg/kg) in one of the samples in particles less than 250 μm.