Extracción de Níquel

Entre las aéreas de aplicación de la MRC se encuentra la minería del Níquel. Es conocido que las principales fuentes de extracción del Níquel son las menas sulfurosas y las lateríticas (McRae, 2023McRae, M. 2023, Nickel Statistics & Information, Available: <http:/www.usgs.gov>, ‘Consulted: January 9, 2024“.
). En el caso de los sulfuros su identificación en los minerales de partida es muy segura, reportándose espectros Raman muy bien definidos para sus diferentes variantes (La Fuente et al., 2015La Fuente B., Downs, R. T., Yang H. & N. Stone.2015. The RRUFF project. Available: < http:/www.rruff.info>, ‘Consulted: January 12, 2024“.
), la figura 1 muestra los espectros de la Pentlandita, la Heazlewoodita y la Gersdorfita, tres de los sulfuros de Níquel de más frecuente aparición en Cuba, en nuestro caso también se ha identificado un Sulfato de Níquel mediante el equipo, la Retgersita, lo que se muestra en la figura 2.

Respecto a las lateritas, que son las menas de Níquel de mayor interés económico en nuestro país, la MRC nos ha permitido el estudio de los principales Óxidos de Hierro y de las Serpentinas que resultan difíciles de diferenciar mediante otras técnicas (Petriglieri et al., 2015Petriglieri J R, E. Salvioli-Mariani, L. Mantovani & M. Tribaudino. 2015. Micro-Raman mapping of the polymorphs of serpentine, J. Raman Spectrosc, 46: 953-958.
). La figura 3 presenta la identificación de tres Óxidos de Hierro y la figura 4 la identificación de tres Serpentinas, todos de la región de Moa en el oriente del país.

Además de los Óxidos de Hierro y las Serpentinas, que son los minerales predominantes en las muestras Lateríticas que se han investigado, se han identificado mediante la MRC otros minerales de interés en la región de Moa, como es el caso de la Asbolana (Mn(O, OH)₂(Co,Ni,Mg,Ca)X(OH)_2xnH₂O) que es portadora de Níquel y Cobalto, y la Litioforita ((Al,Li)MnO₂(OH)₂) que contiene pequeñas cantidades de Litio. Estos dos minerales por lo general se encontraron en asociación.

La figura 5 ilustra la identificación de estos minerales en muestras de Moa.

Desde el punto de vista de los productos derivados del Níquel, se han realizado estudios de los Sulfatos de Níquel, permitiendo el equipo diferenciar entre ellos. La figura 6 ilustra el resultado de un trabajo donde se comprobó que un producto resultante que se investigaba, se correspondía con un Sulfato Heptahidratado, el cual se diferenciaba claramente en los espectros Raman de otros Sulfatos como por ejemplo el monohidratado y otra variante estructural del heptahidratado.

La figura 6 corrobora lo señalado anteriormente, se aprecia que el espectro Raman obtenido a partir de la muestra investigada (Espectro “e”), se corresponde con una variedad del Sulfato de Níquel heptahidratado (Espectro “a”), siendo diferente a los tres espectros restantes, también correspondientes a Sulfatos de Níquel.

Extracción de Cromo

El estudio de minerales de Cromo mediante el MRC está referido en la literatura (Naveen et al., 2019Naveen P, S. Sarkar, T. N. Kumar, D. Ray, S. Bhattacharya, A. D. Shukla, H. Moitra, A. Dagar, P. Chauhan, K. Sen & S. Das. 2019. Planetary and Space Science, 165, 1-9.
) y han sido objeto de estudio varias regiones del país donde los contenidos de Cromitas son altos. En estos trabajos la Microscopía Raman Confocal ha hecho posible no solo identificar variantes de Cromitas, sino también acompañar el trabajo con la caracterización mineralógica completa de las muestras que han sido de interés. Entre los minerales que se han encontrado con mayor frecuencia asociados a los portadores de Cromo, se encuentran los Olivinos, sobre todo la Forsterita, y los Piroxenos, en particular la Augita y la Enstatita. La figura 7 ilustra la identificación en una muestra de Magnesiocromita, mientras que en la figura 8 se presenta la identificación de minerales acompañantes, en este caso la Forsterita, la Augita y la Enstatita.

Extracción de Zinc y Plomo

Los concentrados de Zinc y Plomo obtenidos a partir de la extracción minera han sido objeto de estudio en diferentes ocasiones con el uso del Microscopio Raman Confocal XploRA PLUS, labor que en algunos casos se ha complementado con el empleo de la Microscopía Electrónica de Barrido. En el caso particular de la Galena (PbS, ver por ejemplo Shapter et al., 2000Shapter J G, M. H. Brooker & W. M. Skinner. 2000. Observation of the oxidation of galena using Raman spectroscopy. International Journal of Mineral Processing 60, (3-4): 199-211.
), que es el principal portador de Plomo que se ha encontrado, el empleo del Microscopio Raman empleado ha sido particularmente ventajoso, ya que el pico más característico de la Galena se encuentra en los 126 cm¹, y sobre todo un pico de confirmación en 74 cm^-1. En los equipos que se comercializaban hace solo unos años, por lo general los picos por debajo de 200cm^-1 no eran detectables, razón por la cual dichos picos no se encuentran disponibles en la mayoría de las Bases de Datos de espectros Raman. La figura 9 ilustra a la izquierda la presencia de Esfalerita (ZnS, cuya variabilidad se reporta por ejemplo por Birgaoanu et al., 2018Birgaoanu D., Buzzatu, A. & G. Damian. 2018. The Fe Content in the sphalerites from the breiner-băiuț deposit. Rom. J. Mineral Deposits, 91, (1-2): 37-42.
) y de Galena en una muestra de concentrado vista al Microscopio Electrónico, a la derecha se presenta el espectro Raman de la Galena donde se destaca, mediante una línea de color verde, el número de onda por debajo del cual no era habitual hasta hace poco la detección de picos. La figura 10 presenta una identificación de Esfalerita realizada mediante el Microscopio Raman Confocal.

Extracción de Oro

Respecto a la explotación del Oro, la MRC posee una gama amplia de aplicaciones, entre las que se encuentra la identificación de varios minerales portadores de Oro, así como de sus indicativos y asociados (La Fuente et al., 2015La Fuente B., Downs, R. T., Yang H. & N. Stone.2015. The RRUFF project. Available: < http:/www.rruff.info>, ‘Consulted: January 12, 2024“.
y Maftei et al., 2020Maftei A E., A. Bazatu, G. Damian, N. Buzgar, H. G. Dill & A. I. Apopei 2020 Micro-Raman—A Tool for the Heavy Mineral Analysis of Gold Placer-Type Deposits, Minerals, 10, 988.
). También se usa con éxito en el control de reactivos empleados en plantas donde son procesados dichos minerales, un ejemplo de ello es la Cal, que interviene favoreciendo el proceso de lixiviación (Davidson y Sole, 2007Davidson R J. & Sole M. J. 2007. The major role played by calcium in gold plant circuits. The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 107: 463-468.
). La Cal sin embargo presenta un ciclo de degradación por acción tanto del agua como del CO₂, lo que hace necesario contar con una técnica rápida y segura para establecer en dicho reactivo los contenidos de CaO/Ca(OH)/CaCO₃. Este ciclo puede ser seguido mediante la espectrometría Raman. Otro ejemplo de la aplicabilidad del Microscopio Raman Confocal en el control de los reactivos empleados en las plantas de Oro es el del Carbón, la figura 11 presenta un estudio que se realizó con el equipo el cual permitió valorar la sustitución de un carbón por otro, atendiendo a su estructura química.

Respecto a la identificación propiamente del mineral de Oro mediante Microscopía Raman Confocal, durante mucho tiempo se viene manifestando que se trata de una técnica no idónea para la identificación de dicho mineral, lo que está sustentado desde el punto de vista teórico, no obstante, con la ampliación de la zona de análisis a la que ya hicimos referencia, abarcando números de onda cada vez más pequeños, se ponen de manifiesto picos que antes no se detectaban, por lo que es un tema en pleno estudio. La figura 12 muestra la detección de Oro mediante el Microscopio del equipo, acompañada del espectro Raman de una partícula investigada en comparación con el obtenido para una muestra de referencia.

Extracción de otros minerales y valoración del Impacto Ambiental

Otros minerales también han sido objeto de estudio mediante el Microscopio Raman confocal, tal es el caso de los portadores de Tierras Raras, Granates, Turmalinas y Jade (en el caso de minerales con valor gemológico consultar por ejemplo (Lowry et al., 2009Lowry S., Wieboldt D., Dalrymple D., Jasinevicius, R. & Downs, R. T. 2009. The Use of a Raman Spectral Database of Minerals for the Rapid Verification of Semiprecious Gemstones. Spectroscopy 24(4): 1-7.
), y Zeolitas, Carbonatos, y Arcillas, por mencionar algunos, lo que da idea de las capacidades de este equipo en el estudio de los minerales de interés económico. Si bien estas identificaciones se han basado en el uso de la experiencia acumulada y de las Bases de Datos sobre minerales disponibles en Internet, también se viene trabajando en la creación de una Base propia de minerales cubanos, lo que ha mostrado ser de gran utilidad, ya que se cubre la zona del espectro que generalmente no está disponible en las Bases convencionales (zonas de bajos números de onda en el espectro) y además se tienen en cuenta particularidades genéticas de las diferentes regiones del país.

Desde el punto de vista del impacto ambiental de la industria minera, el XploRA PLUS también ha mostrado capacidades significativas. Tanto los minerales generadores de Asbestos (Lahondere et al., 2019Lohondere D., Cagnard F., Wille G. & Duron, J. 2019. Naturally occurring asbestos in an alpine ophiolitic complex (northern Corsica, France). Environmental Earth Sciences 78(17).
) los portadores de metales pesados, así como los capaces de generar drenaje ácido entre otros, han sido objeto de estudio con este equipo.

La figura 13 ilustra la identificación mediante el Microscopio Raman Confocal modelo XploRA de una Monacita de Camagüey, que es un fosfato portador de Tierras Raras y de un Antimonio metálico de Isla de la Juventud, elemento que presenta propiedades toxicas.