Développement d un analyseur portatif pour l or par spectroscopie laser plasma

Transcription

1 Développement d un analyseur portatif pour l or par spectroscopie laser plasma Marcel Laflamme Marc Constantin Kostas Fytas Kheireddine Rifai Maryline Castello Blandine Nguegang Kamwa Mohamad Sabsabi Alain Blouin Paul Bouchard François Vidal

2 Plan de la présentation Partenaires Contexte Spectroscopie du plasma produit par laser (LIBS) Objectifs du projet Besoins identifiés par l industrie Défis du projet Réalisations et résultats à ce jour Conclusions préliminaires Étapes en cours / à venir 2

3 Partenaires Université Laval, INRS et CNRC FRQNT Programme développement durable du secteur minier Mitacs Accélération Agnico Eagle - mines Goldex, Lapa et LaRonde Mine Canadian Malartic Hecla Québec - mine Casa Berardi Iamgold - mine Westwood 3

4 Contexte Échantillonnage dans les mines d or: délai pour l obtention des résultats des laboratoires d analyse Délai dans les prises de décisions, particulièrement au niveau de l exploitation minière Limite de détection de la fluorescence des rayons X trop élevée pour la mesure de l or dans les mines La spectroscopie infrarouge ne permet que de déterminer la minéralogie Spectroscopie du plasma produit par laser (LIBS) semble une piste intéressante 4

5 Spectroscopie du plasma produit par laser (LIBS) Miroir Impulsion laser 1064 nm 600 mj 8 ns, 10 Hz Laser (Nd-YAG) Spectromètre optique Lentille Détecteur 5 x Intensity (counts) Wavelength (nm) 5

6 LIBS - Montage expérimental au CNRC Miroir Lentille Lentille Spectro Fibre Optique Miroir h Dichroïque Laser Caméra ICCD Miroir Porte échantillon

7 Objectif général du projet Spectroscopie du plasma produit par laser (LIBS) Teneur en or Matrice (silice, fer, ) 7

8 Objectifs du projet (suite) Développer un analyseur portatif qui deviendrait le prolongement de l analyse visuelle du géologue, i.e. l ajout immédiat du quantitatif à l analyse qualitative Réduire les étapes de l échantillonnage physique dans la mine et des analyses en laboratoire Atteindre une limite de détection de l or inférieure à 1 ppm 8

9 Besoins identifiés par l industrie Mines à ciel ouvert - copeaux de forage 2m Foreuse Copeaux de forage Séquence lithologique Minéralisation Stérile 9

10 Besoins identifiés par l industrie (suite) Mines à ciel ouvert - sur les flancs rocheux 10

11 Besoins identifiés par l industrie (suite) Mines souterraines - points de soutirage: minerai, stérile ou incertain? 11

12 Besoins identifiés par l industrie (suite) Mines souterraines galeries transversales ou longitudinales de chantiers longs trous 12

13 Besoins identifiés par l industrie (suite) Carottes de définition 13

14 Défis du projet Différents types de matrices contenant l or (riches en silice et/ou en fer) Effet de matrice sur la mesure Or sous forme de grains natifs Concentration locale en or élevée («spot» laser de 600 mm), demandant une courbe de calibration étendue (ex.: jusqu à plus de 1000 ppm) Distribution hétérogène de l or Stratégie d échantillonnage requise 14

15 Réalisations et résultats à ce jour 15

16 Réalisations et résultats à ce jour Prises de mesures LIBS pour obtenir la concentration en or sur des matériaux de référence riches en silice et en fer Bleu: fer Rouge: silice 16

17 Réalisations et résultats à ce jour Comparer les concentrations prédites par LIBS avec les valeurs obtenues par analyse en laboratoire Échantillons siliceux inconnus Courbe de calibration: silice R 2 = 0,

18 Réalisations et résultats à ce jour Cartographie des concentrations en or obtenues par balayage d une zone d une carotte de forage tirs LIBS 18

19 Réalisations et résultats à ce jour Analyses statistiques: nombre de points requis pour se rapprocher de la concentration obtenue par le laboratoire Carotte Concentration en or Laboratoire (ppm) Concentration en or LIBS (ppm) IC95 (Large échantillon) ,15 [10,02; 12,5] ,47 [15,7; 21,6] ,81 [33,75; 41,99] En utilisant différents motifs, les analyses statistiques ont démontré qu il serait possible de retenir environ 40 des points initialement mesurés pour obtenir un résultat dans l IC à 95%. 19

20 Conclusions préliminaires Besoins de l industrie ciblés au niveau de l exploitation minière: réponses rapides pour prendre des décisions éclairées et immédiates Courbes de calibration selon la matrice Résultats comparables entre les mesures LIBS et les analyses de laboratoire Stratégie d échantillonnage prometteuse Limite de détection de l ordre de 0,8 ppm à ce moment 20

21 Étapes en cours / à venir Travaux en cours Analyses multispectrale, géochimique et pétrographique sur les échantillons obtenus des mines Analyse LIBS sur carottes; roches; copeaux de forage; rejets et pulpes Analyses statistiques Stratégie d échantillonnage Phase 2: Conception et fabrication d un analyseur portatif pour l or 21

22 Remerciements FRQNT Développement durable du secteur minier Mitacs (stages des étudiantes en industrie) Mines participantes et son personnel: Canadian Malartic, Casa Berardi, Goldex, Lapa, LaRonde, Westwood Collègues de l Université Laval, de l INRS et du CNRC Stagiaire postdoctoral et étudiantes à la maîtrise 22

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