amostragem de jazida

AMOSTRAGEMAMOSTRAGEMObjetivos e Conceitos da Amostragem

Amostragem e sondagemColeta de amostras

Escolha do processo de amostragemTratamento das amostras

Introdução• Projeto de prospecção mineral oumapeamento geológico

• etapas que se justificam por meio de resultados obtidos a partir de amostras:

•espécimes físicos (rocha, minério, sedimento de drenagem, concentradode bateia, água, rejeito de mina, e assim por diante), • dados estatísticos (medidasestruturais, teores químicos e geoquímicos, medidas geofísicas, percentagens de composiçãomineralógica, entre outros) ou• informações qualitativas(descrições de regiões, afloramentose amostras).

CONCEITUAÇÃO• Amostra:

• porção reduzida de um corpo ou população infinitamente maior,• resume em si mesma determinadas características do todo.

• Representatividade:•critérios e métodos que permitam manter os erros intrínsecos de cada etapa, desdea coleta da amostra até a interpretação dos dados, dentro de limites aceitáveis e controlados.

• representa exclusivamente as suas porções fisicamente acessíveis, e os seus dados podem ser extrapolados apenas às zonas de influência estatisticamente definidas.

CONCEITUAÇÃO (CONT)• determinação de um parâmetro de qualidade, ou atributo, dentro de uma população:

• teores geoquímicos, mineralogia, umidade, porosidade, densidade, susceptibilidademagnética.

• Depósito mineral = mistura de minerais em proporções• variam de ponto a ponto da sua massa; • metais também variam de um local a outro.

• improvável que uma única amostra represente com eficiência a composição global do depósito.

• O erro existente diminui com o número crescente de amostras, mas não desaparece: errointrínseco.

DIFERENÇAS DA PROFUNDIDADE DE MINERALIZAÇÃO

OBJETIVOS DA AMOSTRAGEMObjetivos:

• incluir o equilíbrio entre o menor número de amostras e o maior grau de precisão possível.• Objetivos gerais:

• Representar depósitos naturais ou artificiais (estoques e rejeitos) de rochas, minerais e minérios.• Determinar propriedades física e químicas dos materiais amostrados.• Aplicar os dados:

•(a) classificação de rochas, minerais e minérios;•(b) avaliação de potencialidade econômica;•(c) cubagem de reservas;•(d) seleção de processos de tratamento e transformação industrial;•(e) interpretação dos processos de formação.

PRINCÍPIOS DA AMOSTRAGEM• A amostragem deve ser sempre sistemática,

– independente da etapa e

– dos objetivos do trabalho.

• Toda amostragem envolve erros, em todas as etapas– da coleta até a interpretação dos dados.

• Uma amostra só pode representar uma zona de homogeneidade para um determinado atributo.

• A escolha de qualquer esquema de amostragem– exige a definição do comportamento estatístico dos atributos

pesquisados através do corpo amostrado.

COEFICIENTE DE VARIABILIDADE DOS DEPÓSITOS MINERAIS

• três categorias de variabilidade:– Depósitos regulares– Depósitos irregulares– Depósitos erráticos

Depósitos regulares

• V = até 40%

• Maciços ou em camadas:– minerais de minério constituem a grande massa.

• Parâmetros de qualidade:– função da composição química destes minerais e

– das propriedades físicas do corpo de minério.

• Exemplos: depósitos sedimentares de carvão, calcário, enxofre, ferro, manganês, fosforita, sais de potássio, bauxita, argilas e materiais de construção.

Depósitos irregulares• V = 40% a 100%

• Filoneanos ou disseminados:– na massa de rochas ígneas ou sedimentares, raramente

metamórficas,

– minerais de minérios formando a mineralogia essencial dos filões e das disseminações.

• Os teores globais (não os de cada veio, portanto) variamem função:– da composição química dos minerais de minério e

– da geometria dos corpos mineralizados (tamanho, forma e distribuição).

• Exemplos: depósitos filoneanos e disseminados de Cu, W, Mo, Sb, Hg, Co,fluorita, calcita, barita.

Depósitos erráticos• V = acima de 100%

• São filoneanos ou disseminados na matriz de brechas ouconglomerados:

– os minerais de minério representam porções menores da mineralogia dos corpos mineralizados, descendo ao nível de minerais acessórios.

• Os teores variam basicamente em função:

– da composição e

– da concentração dos minerais de minério.

• Exemplos: depósitos filoneanos e disseminados de Sn, W, Mo, Au, Pt, Be, Li, terras raras e depósitos detríticos de Sn, W, Nb, Ta, Ti, Au, Pt, Zr.

AMOSTRAGEM

• Nunca é precisa;• Depende dos métodos de amostragem;• Depende da natureza da jazida e do objetivoTIPOS:• Amostragem Visual

– amostra recolhida em qualquer lugar;• Coleção de amostras

– remove-se pedaços de rocha e minério.

TIPOS DE AMOSTRAS

• pontuais, que podem ser simples (blocos) ou compostas(lascas e punhados);

• lineares, que podem ser obtidas por meio de canal, testemunho de sondagem ou pós de perfuratriz;

• planares, que são em camadas; e

• de volume, que podem ser coletadas em poços, galerias oupilhas de estoque.

Talhagem de blocos de maciços residuais de granito

Amostras pontuais• apenas no controle de qualidade em frentes de

lavra:– quando comparado com canais e aprovado como

suficientemente preciso.

• As compostas, ou de punhados, coletadas empilhas de estoque e desmonte (frentes de fogo):– aplicam-se somente a minérios cujos teores

independem do comportamento do minério e do estérilà explosão, ou a estoques já homogeneizados.

AMOSTRAGEM DE FRAGMENTOS(a) em afloramentos (b) em cortes verticais em galerias

Amostras pontuais (cont)

• Tanto as amostras simples quanto as compostas:– apresentam erros inadmissíveis.

• Aplicação limitada a estudos petrográficos– própria técnica de análise exige este tipo de amostra, e – à dosagem química dos constituintes essenciais de rochas

tipicamente homogêneas.

• Processo aparentemente rudimentar de coleta:– a regularidade:

• tamanho das lascas• espaçamento entre os pontos de amostragem.

Parâmetros para dimensionamento de amostras pontuais compostas.

Amostras pontuais (cont)

A fórmula de Richards-Chechette pode ser aplicada para calcular o peso de cada amostra individual:

Q: peso da amostra em gK: constante fornecida pela Tabelad: diâmetro da maior partícula em mm

• A constante K = a regularidade de distribuição do constituinte medido– Os valores de K, fornecidos pela Tabela, conforme adaptação feita por Baryshev, são mais realistas do

que os originais de Richards-Chechette.• O diâmetro = maiores partículas da amostra, as quais podem coincidir ou não com o mesmo

constituinte.

• Uma regra empírica:– máximo de segurança possível (K = 0,5): o peso de uma amostra pontual, medido em gramas, deve ser

pelo menos igual à metade do quadrado do diâmetro da maior partícula constituinte, medido emmilímetros.

• Exemplo: uma amostra do granito Três Córregos, cujos fenocristais de feldspato medem 40 mm de diâmetro, devepesar pelo menos 800 g, porque 40 x 40 = 1.600 ÷2 = 800.

• Beus e Grigorian (1977) – coletar meia dúzia de fragmentos com até 2 cm de diâmetro em cada zona de homogeneidade, a

intervalos de 5 a 10 m. • mais sensível às variações de teores geoquímicos dos elementos menores do que as de canal, por exemplo.

– recomendam moer a amostra a 1 mm, quartear e pulverizar apenas um quarto para análise. As amostras de controle devemrepresentar 10% dos lotes.

Amostras Lineares: de canal• pesquisa de rochas e minérios tabulares - filões ou camadas.

– variações tipicamente anisótropas:• mais altos através da espessura do que ao longo da direção e do mergulho.

• Canais irregulares ou linhas de fragmentos = erro grosseiro que deve ser evitado.– não há termos de comparação entre as representatividades dos dois tipos de amostras.

• não pode ser deformada e justifica a universalidade da sua aplicação: – a regularidade de volume da amostra ao longo de uma dimensão do corpo amostrado.

• KcKinstry (op.cit.) recomenda o uso de um gabarito de madeira para controle da seção do canal

Amostras Lineares: de canal (cont)

• A Tabela adaptada de Kreiter (1968):– duas larguras apenas (5 e 10 cm), mantendo as mesmas seções para não se alterar os volumes

coletados por metro de canal.

– Outros recomendam tb o limite de 1,5 m para o comprimento de cada amostra, sem divisões.

– seções mais indicadas para a amostragem de filões e camadas com espessuras maiores e menores do que 1,5 m.:

• peso por metro de amostra coletada = uma indicação - varia muito em função da densidade, e

• o critério de dimensionamento é exclusivamente geométrico.

AMOSTRAGEM DE CANALAMOSTRAGEM DE CANALSecções Transversais Usualmente Utilizadas em Canais de Amostragem

Exemplo:• Para materiais freqüentemente zonados:

– seccionadas de modo que cada uma representeuma zona de homogeneidade,

– espessura máxima de 1,5 m. • Acima deste limite, devem ser subdivididas.

• Vantagens:• evita erros de enriquecimento ouempobrecimento;• maior precisão nas informaçõessobre as variações de teores

• A divisão do canal:– mineralogia, alteração, cor, dureza, textura, estrutura.

• raramente as mudanças de aspecto não são acompanhadas porvariações composicionais nas rochas.

• cortar a rocha no sentido da maior variabilidadecomposicional:– à espessura dos corpos tabulares e lenticulares.

– paredes verticais:• canais verticais quando o mergulho aparente é menor do que 45o e

• horizontais quando ele é maior.

Localização de canais de amostragem na face exposta do minério:(a) Amostragem fracionada devido à heterogeneidade do minério(b) Amostragem em minérios homogêneos em galerias e cortes verticais;(c) Amostragem em afloramentos ou nos pisos e tetos de galerias

O espaçamento entre os canais pode ser determinado pela fórmula:

• Exemplos de erros admissíveis em dosagens químicas:0,05% para Cu e W.

0,10% para Fe, Mn, Ti, Pb e Zn.0,17 g/t para Au.

• Coeficiente de variabilidade:– amostragem pioneira de pelo menos 30 espécimes, – na fase inicial de trabalho e não em avaliação econômica de depósitos:

• os espaçamentos mínimos de Maximov (1973).

Espaçamento da amostragem de canal X Regularidade do Minério X Variação (Maximov, 1973).

• Qualidade essencial destaamostragem:

• regularidade• rochas friáveis oualteradas.

• em rocha dura:• obtidas em minas ou jazidasem avaliação.

• prospecção regional:• substituir o canal poramostras de lascas distribuídasregularmente dentro de umafaixa com 0,5 m de largura, controlando-se o peso.

• litoquímica e litogeoquímica.

Amostras de camada

• veios ou camadas muito delgadas e de minérios irregulares:– o canal acaba sendo a superfície de exposição do corpo mineralizado

• Não existem regras para o seu dimensionamento. – espessuras de 5 a 10 cm e extensão de 1 m, ou correspondente à própria exposição. – controle pode ser feito pelo peso.

• amostras demoradas e difíceis :– em veios delgados de minérios altamente irregulares,

• como filões auríferos com pepitas, ou• controlar outras amostras em depósitos de pequena espessura.

Amostras de volume• avaliações de depósitos,

– determinação das características tecnológicas dos minérios:• escala de laboratório, bancada ou industrial.

• fases iniciais de projetos:– minerais industriais.

• Outros minérios:– altamente irregulares em teores e granulação

• P.ex.: conglomerados e brechas com mineralizações disseminadas na matriz– depósitos são normalmente de W, Sn, Mo, Au, Pt, micas e gemas.

• Indicações genéricas:– minérios de W, Sn, Mo e Au:

• iniciar com 1 a 1,5 t ou, se o material for posteriormente concentrado ouquarteado, com 2 a 3 t.

Amostras de volume (cont)

• ensaios tecnológicos:– a amostra em seu estado natural, – com estrutura e umidade preservadas. – Armazenamento especial: sacos plásticos ou tambores fechados.

Número de amostras de volume, de acordo com o coeficiente de variabilidade, segundo Kreiter (1968).

Quando a lavra for seletiva ou houver dúvida a respeito, recomenda-se coletar minério e encaixante em separado.

OUTROS TIPOS:

• Amostragem de pó de sondagem:– a seco ou à percussão

• Testemunhos de sondagem:– depende da característica física do material

• Amostras de pá:– recolhe-se a cada 10 ou 20 pás do carregamento

• Amostras de lavagem:– em jazidas sedimentares

AMOSTRAGEM E SONDAGEM

• Disposição geológica• Forma da jazida• Extensão• Reservas • Teores

AMOSTRAGENS ESPECIAIS

Prospecção de minérios espessos ou de níveis paralelos de minério com sondagens de sub-superfície para posterior amostragem.

AMOSTRAGEM E IDENTIFICAÇÃO DE ROCHAS

• Fácies de rochas selecionadas : – a) problemas na identificação macroscópica;

– b) fácies ainda não coletadas;

– c) alguma estrutura especial;

– d) locais muito importantes (contatos, zonas mineralizadas..).

• tamanho razoável ( 5x10x15 cm) e

• ser da rocha fresca.

• A etiquetagem no campo logo após a seleção das amostras: – a sigla (deve ser combinada com o resto da equipe do projeto; normalmente usam-

se as iniciais do geólogo)

– número do afloramento descrito na caderneta e por uma letra que identifique a fácies rochosa amostrada.

• Se existirem mais amostras da mesma fácies, após a letra coloque um número queidentifique a duplicata, triplicata.

• sucessão de camadas no afloramento procure seguir uma ordem: de baixo para cima ouvice-versa de fácies amostradas.

– Embrulhe as amostras com jornal quando retornar para a sede evitando, assim, perder a identificação das amostras.

COMBINAÇÃO DE AMOSTRAS

• comum em amostragem de fragmentos;• amostragem de canais seccionados abertos

sobre minérios irregaulares, contendo partes duras e brandas;

• furos de sonda atravessando intercalações de minério e de material estéril.

• Antes da redução ou só depois

AMOSTRAGEM ESPECIAIS

• Minerais fluorescentes: mineralight• Minerais de berílio: berilômetro• Minerais radioativos: cintilômetros• Minerais não aflorantes: por sondagem.

A ESCOLHA DO TIPO DE AMOSTRAGEM

• tamanho dos corpos de rocha ou minério;• estrutura interna dos corpos de rocha ou

minério;• grau de homogeneidade composicional do

material, indicado pelo coeficiente de variabilidade;

• destino das amostras.

PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS• Objetivos:

– facilitar o transporte e armazenamento;– homogeinização do material com redução do volume da

amostra;– redução da granulometria, favorecendo o ataque

químico.

ETAPAS:SECAGEM - BRITAGEM - PULVERIZAÇÃO -

QUARTEAMENTO - PENEIRAMENTO -ARMAZENAMENTO.

REDUÇÃO DAS AMOSTRAS

CHECAGEM DA AMOSTRAGEM

• Erros associados:– sistemáticos:

• escolha de um processo errado de amostragem; ou• espaçamento maior do que o aconselhável; ou• durante a fragmentação da amostra, utilização de

diâmetros maiores do que o recomendável; ou• erros analíticos (dosagem ou do equipamento).

– aleatórios:• freqüentes;• p.ex.: amostragem de fragmentos --- pesos

diferentes dos pedaços de minério

RECOMENDAÇÕES FINAIS

1. Leve sempre para o campo o material necessário e adequado para a coleta e embalagem de qualquer tipo de amostra, tais como:– sacos plásticos com capacidade para 1,5 e 50 litros;

– trena para medir dimensões das amostras e dos corpos amostrados;

– marreta e ponteira;

– pá de jardineiro para amostragem de solo e alterações de rocha ouminério;

– fita crepe, etiquetas e pincel atômico.

RECOMENDAÇÕES FINAIS (cont.)

2. Aplique rigorosamente os critérios científicos daamostragem, não admitindo negligência em nenhuma dassuas etapas.

Colete o tipo certo de amostra e da forma correta paracada objetivo e cada tipo de material.

3. Registre sempre, na caderneta de campo e nos relatóriostécnicos, as condições e os critérios de amostragem, para a análise crítica e o julgamento da qualidade dos resultados.

RECOMENDAÇÕES FINAIS (cont.)

4. Economia de custos:

critério da amostra combinada:– colete as amostras dentro do dimensionamento ideal, combinando

as amostras adjacentes e correspondentes aos mesmos tipos de materiais litológicos, para que os resultados analíticos acabemrepresentando da melhor forma possível as unidades pesquisadas.

5. Etiquete a amostra imediatamente:– o número da amostra,

– o local da coleta,

– o tipo de rocha e

– o destino da amostra.

• A classificação da rocha é a de campo:– confirmada ou revista após uma descrição de laboratório, com

auxílio de lupa e outros recursos para identificação de minerais.

RECOMENDAÇÕES FINAIS (cont.)

6. Sempre complemente a descrição dos afloramentos com a descrição macroscópica das amostras coletadas. – A falta de uma descrição mais detalhada das rochas amostradas no

campo é causa importante do baixo nível dos estudos litológicos, fácil de perceber na leitura dos relatórios de mapeamento e prospecção.

7. Desbaste as amostras para ficarem com tamanhos mais oumenos regulares. – Um bom tamanho é 10 cm x 7 cm x 5 cm.

– Tamanhos maiores são justificados apenas para amostrar feiçõesespeciais (fósseis maiores, estruturas complexas, arranjos mineraisespeciais, etc.) ou para ensaios específicos, como polimento de amostras para montar um mostruário de rochas ornamentais.

RECOMENDAÇÕES FINAIS (cont.)

8. Peça licença para coletar amostras aos proprietários dos locais de estudo.

– Eles têm direito de ser informados sobre o que você está fazendo nas suaspropriedades e de autorizar o trabalho.

– Código de Mineração estabelece a necessidade da autorização do proprietário da terra para a execução da pesquisa mineral.

9. Tenha muito cuidado com frentes de pedreiras:

– comuns blocos instáveis e soltos nas paredes, furos carregados e nãoexplodidos, animais peçonhentos escondidos sob os entulhos, entre outrosriscos à segurança.

10. Nunca colete amostras dentro de unidades de conservação ambiental, monumentos naturais e outros locais protegidos por lei.

11. Escolha amostras sãs.

– Alterações de rocha podem ser amostradas exatamente para estudar osefeitos mineralógicos, físicos e químicos da alteração, mas não servemcomo amostras litológicas representativas.

RECOMENDAÇÕES FINAIS (cont.)

12. Amostras de determinados materiais, como água e carvão, devem ser acondicionadas apropriadamente e enviadasimediatamente ao laboratório, para evitar oxidação e outrasreações químicas que alteram os resultados das análises.

13. Segundo recomendações do USGS, uma amostra de rochanão precisa pesar mais do 0,9 kg e uma de carvão devepesar de 1,8 a 2,3 kg.

14. Padrão de saco de amostra:– plástico com 0,006 a 0,15 mm de espessura,

– tamanho aproximado de uma folha de papel ofício,

– capacidade de pelo menos 2 litros e

– com etiqueta impressa.

RECOMENDAÇÕES FINAIS (cont.)

15. Nas frentes de lavra:– colete amostras de concentrados e outros materiais prontos para

entrega ao consumidor, para compará-los com as rochas em estadobruto.

– Se houver pilhas com produtos de diferentes granulometrias, coleteuma amostra de cada para verificar em que frações ocorremenriquecimentos dos materiais de interesse para o seu projeto.

16. Quando você obtiver autorização para coletar amostrasdentro de uma propriedade mineira, assuma o compromisso de encaminhar os resultados para a empresae envie-os na forma dos laudos de laboratório, semtranscrição nem simplificação. – Esta é uma obrigação considerada fundamental no exercício da

geologia, em qualquer país. Isto não impede que você solicitesigilo por parte da empresa, se o seu projeto assim o exigir.

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