emaLIBS: Sistema de caracterización elemental y mineralógica de interés minero basado en LIBS y ML

Tecnología

**ema@LIBS** es una metodología apoyada en Quimiometría mediante Machine Learning que permite determinar simultáneamente el análisis elemental y mineralógico de muestras complejas que contienen extractos minerales. El sistema se compone de un dispositivo láser personalizado (LCCA: Laser copper-concentrates analyzer) para la cuantificación rápida y precisa de los principales componentes de muestras concentradas y minerales de interés minero, el cual se basa en el principio de la tecnoogía Laser Induced-breakdown Spectrometry (LIBS). Permite el análisis puntual elemental **y mineral** de ~20 elementos y 5 fases minerales. El sistema está compuesto por 4 módulos: 1. láser de Nd:YAG de 1064 nm y 300 mJ/pulso, 2. espectrómetro de 6 canales (180-1050 nm), 3. plataforma de movimiento XY automatizada, 4. algoritmos de machine learning para predicción elemental y mineralógica.

Qué problema resuelve esta capacidad

Los recursos minerales son el principal motor de desarrollo económico y social en Chile. En promedio sus exportaciones contribuyeron con el 16% de los ingresos del Estado (últimos 5 años), exportándose 5,4 millones de toneladas de cobre fino al año aprox. El 55% se exporta en forma de concentrados de cobre, siendo Chile el mayor productor de cobre del mundo. En este contexto, la medición oportuna de elementos valiosos en minerales es crucial para los ingresos del Estado de Chile. Así, millones de caracterizaciones se realizan cada año utilizando métodos tradicionales, lo que implica los pasos de toma de muestras, homogeneización, disoluciones ácidas y determinaciones por espectrometría atómica y métodos volumétricos. Esta caracterización química es demorosa, riesgosa y costosa, y tiene externalidades ambientales, afectando negativamente a la industria del cobre y a la autoridad de aduanas, donde se requiere una rápida cuantificación. El uso de esta tecnología en la industria del cobre permitirá el análisis en tiempo real de los concentrados en laboratorios, plantas mineras y en cinta transportadora. Nuestros resultados demuestran la capacidad del LIBS para la cuantificación rápida de elementos mayores en concentrados, lo que es un paso fundamental para incorporar esta tecnología laser en la industria del cobre. Hemos desarrollado espectrómetros de alta resolución para especiación atómica, incluyendo el diseño de dispositivos ópticos, electrónicos y software de control. Además, se ha diseñado un dispositivo laser portátil (LCCA) para el monitoreo partículas y gases trazas en la atmósfera, hasta la altura de cuatro kilómetros con una resolución de 15 metros.

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

1.- Análisis multi elemental y mineralógico simultáneo. 2.- Análisis químico cuantitativo. 3.- Rango de análisis de partes por millón (ppm) a porcentaje (%). 4.- Menor tiempo de análisis. 5.- Sin generación de residuos tóxicos ya que no requiere reactivos químicos. 6.- Mínima preparación de muestras. 7.- Menor costo de operación. 8.- Medición automatizada.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 6

Contacto
Jorge Yáñez Solorza Investigador / Responsable

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