Enfoque geometalúrgico de partículas aplicado a conminución mediante la compresión y tracción indirecta en un depósito IOCG

Abstract

En minería, existen distintos enfoques para estudiar la resistencia de las rocas. La conminución tradicional es incapaz de separar la resistencia intrínseca de las variables operacionales mientras que la geomecánica generalmente estudia rocas desde la mesoescala. Un enfoque geometalúrgico de particulas permite determinar las propiedades primarias de ruptura a escala de partícula, además de relacionarlas con las características geológicas. Sin embargo, existen pocos estudios integrados donde se caractericen las muestras a distintas escalas de tamaño, para cuantificar el efecto del tamaño y las características geológicas en la variabilidad de las propiedades primarias de ruptura, especialmente en depósitos IOCG. En esta investigación se estudian muestras del depósito IOCG Santo Domingo, andesitas y magnetitas, con enfoque geometalúrgico de partículas. Atributos geológicos son obtenidos por mapeo geológico como texturas y alteraciones; mineralogía modal y parámetros texturales por QEMSCAN y procesamiento de imágenes; densidad y porosidad mediante inmersión en agua; propiedades mecánicas y elásticas en ensayos UCS y brasileños, calculando su energía específica de fractura. Esta metodología determina el efecto del tamaño de partícula (miniprobetas de 6, 10, 15 y 20 mm diámetro) en el UCS, resistencia a la tracción, energía específica de fractura y parámetros elásticos, así como su impacto en la variabilidad de los parámetros anteriores. En la caracterización multiescalar, se obtienen medianas similares entre escalas en los minerales principales, aunque la variabilidad es mayor hacia la microescala. El tamaño granulométrico de la fracción gruesa disminuye a menor escala, disminuyendo los porcentajes de sulfuros, mientras que los valores medios y finos se mantienen más constantes. Los resultados muestran que el UCS y energía específica disminuyen al incrementar el tamaño de partícula, y la resistencia a la tracción aumenta, similar a otros resultados de la literatura que proponen un enfoque fractal. No se observan tendencias en módulo de Young y razón de Poisson. Mayor densidad, porosidad, tamaño granulométrico de la fracción gruesa y orientación de granos minerales tienden a disminuir el UCS y la resistencia a la tracción, aunque mayor proporción de matriz la incrementa. Para el UCS, la competencia textural impacta en el 35% de su variabilidad, seguido de densidad (24%) y porosidad (19%), tamaño granulométrico grueso (11%), diámetro (8%) y porcentaje de fenocristales (4%), mientras que en la resistencia a la tracción indirecta los valores son de 11, 24, 13, 25, 10 y 19%, respectivamente. Andesitas porfídicas tienen menor resistencia que andesitas afaníticas, mientras que rocas volcaniclásticas enriquecidas con asociación de magnetita/silicatos/sulfuros tienen mayores resistencias que magnetitas masivas. Este estudio muestra la importancia de caracterizar detalladamente los parámetros geológicos y texturales para comprender la fenomenología y variabilidad de la resistencia de la roca. Esto podría mejorar futuros modelos predictivos o escalar parámetros de energía con el tamaño de partícula, pudiendo reducir la incertidumbre o costos operacionales asociados del proceso.