Minería y Geología

Geochemical mobility and weathering degree of San Felipe deposit in Camagüey, Cuba

San Felipe es un yacimiento residual de corteza de intemperismo distintivo por su alto contenido de sílice. El propósito de este trabajo fue determinar los índices de intemperismo y los coeficientes de movilidad geoquímica en la corteza de meteorización. Utilizando los coeficientes de meteorización de Ginsburg (1946) y Rudnik (1966) se calculó la acumulación y extracción de los principales componentes (SiO2, MgO, FeO, Fe2O3, Al2O3). El análisis de los índices de intemperismo y del grado de acumulación-extracción absoluto permitió evaluar la movilidad, distribución y concentración de los elementos y esclarecer el mecanismo de migración y evacuación del níquel. El balance de masas reveló cómo ocurre la reducción de los componentes más móviles (magnesio, sílice) y el aumento de los acumulativos (hierro, aluminio) hacia arriba en el perfil, evidenciando que el contenido de sílice supera los valores atribuibles a un proceso de meteorización.

San Felipe is a distinctive residual deposit of crust weathering due to its high silica content. Determining the weathering indexes and the coefficients of geochemical mobility in the weathering crust was the aim of this work. The accumulation and extraction of the main components (SiO2, MgO, FeO, Fe2O3, and Al2O3) was calculated by using the weathering coefficients of Ginsburg (1946) and Rudnik (1966). The weathering indexes analysis and the extraction-accumulation degree allowed to evaluate the mobility, concentration, and distribution of the elements and clarifying the mechanism of migration and evacuating of nickel. The mass balance showed how the reduction of the most movable components (magnesium, silica) and the increase of the cumulative (iron, aluminum) occurs, showing that the silica content exceeds the attributable values to a process of weathering.

Integrated application of multivariate statistics and fractal analysis to lithogeochemical data at the metallogenic district Dora-Francisco in Pinar del Río

Se realizó una reinterpretación integral del metalotecto geoquímico en el distrito metalogénico Dora-Francisco. El punto de partida fue la delimitación, composición y disposición espacial de las anomalías litogeoquímicas y su vínculo con los diferentes estilos de mineralización exhalativo-sedimentaria (SEDEX). Para ello se preparó una base de datos con los resultados analíticos de Ag, Ba, Cu, Co, Mo, Pb y Zn en muestras litogeoquímicas de la región de estudio. Mediante el análisis de factores se clasificaron estas variables geoquímicas simples y se obtuvieron dos nuevas variables geoquímicas complejas, cada una representativa de un estilo de mineralización: pirito-polimetálica estratiforme y de stockwork cuprífero. El análisis fractal por el método concentración-área se usó para estimar el límite fondo-anomalía (umbral anómalo) de las variables complejas, dando lugar a los mapas geoquímicos complejos. Los resultados de la cartografía de estas anomalías geoquímicas representan a cada metalotecto geoquímico vinculado con su estilo de mineralización, lo que sirve de base para su integración a otros metalotectos (litológico, estructural, mineralógico, geomorfológico) con el objetivo de crear mapas de favorabilidad mineral.

An integrated re-interpretation of the geochemical metallotec was carried out at Dora-Francisco metallogenic district. The spatial disposition, delimitation, and composition of lithogeochemical anomalies and its link with the different styles of exhalative-sedimentary mineralization (SEDEX) were the starting point. A database was prepared with the analytical results of Ag, Ba, Cu, Co, Mo, Pb and Zn in lithogeochemical samples of the study region. These simple geochemical variables wer classified by analyzing the factors and two new complex geochemical variables were obtained, each one representative of a mineralization style: stratiform pyrite-polymetallic and copper stockwork. The fractal analysis by the concentration-area method was used to estimate the background-anomaly limit (threshold) of the complex geochemical variables, giving rise to the complex geochemical maps. The results of the cartography of these geochemical anomalies represent each geochemical metallotec type linked to its mineralization style, which is the basis for its integration to other metallotec (lithological, structural, mineralogical, and geomorphological) in order to create maps of mineral favorability.

Functional relationships: a contribution to the general theory of hydrogeoelectric flow in aquifers

Estimar las propiedades hidrogeológicas de los acuíferos a escala de sistema a partir de los parámetros geoeléctricos que los caracterizan ha sido un asunto muy debatido y controversial debido a la carencia de una teoría que apoye la existencia de relaciones de funcionalidad entre parámetros geoeléctricos y propiedades hidrogeológicas. En este artículo se desarrollan ecuaciones que fundamentan una teoría que sustenta la existencia de tales relaciones.

A controversial and a highly debated issue has been estimated the hydrogeological properties of aquifers at the system scale from the geoelectrical parameters that characterize them due to the lack of a theory that supports the existence of functional relationship between geoelectrical parameters and hydrogeological properties. Equations that support a theory that back up the existence of such relationships are developed in this paper.

Empirical relations between magnitudes mb/Ms, Ms/Mw and mb/Mc in the area of Cuba, Jamaica and Hispaniola

Con el propósito de homogenizar un catálogo de terremotos se calcularon relaciones empíricas entre las escalas de magnitud reportadas por agencias regionales y el Servicio Sismológico Cubano para los terremotos registrados en el área de Cuba, Jamaica y La Española. Fueron compilados catálogos en el período 1973-2012, con una muestra de 8 179 terremotos, con magnitudes entre 3 y 7. La diferencia promedio entre las magnitudes de las relaciones obtenidas está entre 0,13 y 0,46 y los factores de correlación entre 0,58 y 0,94, siendo desechados los más bajos valores de estos últimos. Estas ecuaciones son muy similares a algunas relaciones globales halladas en estudios anteriores. Las relaciones de correlación aquí encontradas podrán ser aplicadas en las investigaciones de peligrosidad sísmica en toda la región de estudio, exceptuando las de la magnitud por coda (Mc) de la red cubana que por sus notables diferencias impiden usarlas para homogenizar el catálogo.

Empirical relationships among different magnitude scales reported by regional sources and the Cuban Seismological Service for earthquakes in the area of Cuba, Jamaica and Hispaniola Islands are calculated for catalog homogenization purposes. Catalogs from 1973 to 2012 with a sample set of 8 179 events in the magnitude range 3-7 were compiled and correlated using the Simple Linear Regression method. The average difference between the magnitudes ranged from 0,13 to 0,46 and the correlation factors from 0,58 to 0,94, been rejected the lowest values of the latter. These equations are very similar to some of the global relations found in previous studies. These relationships can be used for catalog homogenization in seismic hazard in the study region with the exception of the relation involving the Coda magnitude (Mc) of the Cuban Network.

Methodological procedure for applying geophysics to geotechnical studies in Luanda city, Angola

Se evaluó el uso del análisis de ondas superficiales en sus variantes activa y pasiva que, conjuntamente con la sísmica de refracción somera, permite determinar parámetros dinámicos a partir de las velocidades transversales y longitudinales obtenidas de los métodos sísmicos. Por primera vez, a partir del comportamiento de las velocidades de las ondas sísmicas, se logra caracterizar los suelos de Luanda, y se demuestra que un complejo de métodos sísmico conformado con la sísmica de refracción somera y el análisis multicanal de ondas superficiales en su variante 2D MASW permite obtener mayor continuidad en la caracterización geotécnica de los suelos.

The use of the surface wave’s analysis in its passive and active variants was jointly assessed by the shallow seismic refraction. It allows determining dynamic parameters from the longitudinal and transverse velocities, obtained from seismic methods. For the first time, based on the performance of seismic wave velocities, the soils of Luanda city in Angola are characterized and it is demonstrated that a group of seismic methods formed with the multichannel analysis of surface waves and the shallow seismic refraction in its variant 2D MASW, allows greater continuity in the geotechnical characterization of soils.

Improvement of the natural drying technology of lateritic ore

En la empresa productora de níquel y cobalto Comandante Ernesto Che Guevara se diseñó un sistema integral de explotación minera para obtener la calidad exigida en la mena laterítica que se procesa. Este sistema concibe una tecnología para el secado natural del mineral que tiene importantes ventajas, pero presenta restricciones que limitan su aplicación eficiente. En este trabajo se proponen, a partir de la sistematización de resultados precedentes obtenidos en la modelación, simulación y optimización del secado natural, las modificaciones que posibilitan mitigar las limitaciones de la tecnología. Las innovaciones planteadas, implementadas integralmente, permiten mejorar la planificación, ejecución y control del proceso y, por tanto, contribuyen al perfeccionamiento de la tecnología de secado natural de las lateritas.

To obtain the necessary quality in the lateritic ore that is processed at Comandante Ernesto Che Guevara nickel plant, it was designed an integrated system of mining exploitation. This system conceives a technology for the natural drying of the mineral which has important advantages, but it has restrictions that limit its efficient implementation. In this paper, we propose the modifications that make possible to mitigate the limitations of technology, from the systematization of previous results obtained in simulation, modeling, and optimization of natural drying. The proposed innovations, integrally implemented, will improve the planning, execution and control of the process and, therefore, improving the natural drying technology of the laterites.

Magnesium hydroxide recovery from brines in the argentine Pune

En Argentina la explotación de salmueras con contenido económico de litio genera hidróxido de magnesio como residuo de las operaciones de purificación por precipitación química. Este trabajo aborda la recuperación del magnesio de muestras de salmueras, concentradas mediante evaporación, provenientes del salar de Pozuelos (Salta). Los ensayos de precipitación se realizaron a temperatura ambiente (20 ºC) y usando como agente precipitante el óxido de calcio en cantidades estequiométricas y con distintos excesos a 2 000 mL. El avance de reacción se determinó en un reactor tipo tanque agitado discontinuo de 2,5 L de capacidad; la velocidad de agitación fue constante e igual a 200 rpm. Se tomaron muestras de 100 mL luego de transcurridos 5, 15, 30 y 60 min; inmediatamente se separaron los sólidos mediante filtración al vacío y se determinó el contenido de magnesio en los líquidos por espectrofotometría de absorción atómica. Se encontró que el grado de avance de la reacción es independiente de la concentración inicial de magnesio, pero dependiente del valor de pH alcanzado luego del agregado del agente precipitante. Después de la purificación, las salmueras con alto contenido de magnesio (> 5 000 ppm) generan pulpas con bajos grados de filtrabilidad, característica que no varía ni aún con el agregado de floculantes para facilitar la operación de filtración.

Exploitation of brines in Argentina with economical content of lithium generates magnesium hydroxide as a residue of the purification operations by chemical precipitation. This paper deals with the recovery of magnesium from brine samples, from salar de Pozuelos (Salta), concentrated by evaporation. The precipitation tests were carried out at room temperature (20 ºC), using calcium oxide as precipitator agent in stoichiometric quantities and in excess of 2 000 mL. The reaction progress was determined in a reactor of 2,5 L capacity; the agitation speed was constant and equal to 200 rpm. Samples of 100 mL were taken after 5, 15, 30, and 60 minutes; the solids were immediately separated by vacuum filtration and the magnesium content in the liquids was determined by atomic absorption spectrophotometry. The reaction progress degree is independent from the initial concentration of magnesium but dependent on the pH value reached after adding the precipitating agent. Brines with high magnesium content (> 5 000 ppm) generate pulps with low degrees of filterability after purifying, a characteristic that does not vary even with the addition of flocculants to facilitate the filtration operation.

Magnetic Barkhausen emission for characterizing AISI 1045 steel plastically deformed

El trabajo tuvo como objetivo correlacionar parámetros de la estructura metalúrgica, tales como tamaño y reorganización de los granos, así como la capacidad de endurecimiento y la deformación de muestras de acero AISI 1045 deformado plásticamente por rodillo y luego traccionado, con los valores de la raíz media cuadrática RMS de una Emisión Magnética de Barkhausen (EMB). Las muestras analizadas se deformaron utilizando fuerzas de 500 N, 1500 N y 2500 N; velocidad angular de 27 rev/min, 54 rev/min y 110 rev/min y avance de la herramienta de 0,075 mm/rev; 0,125 mm/rev y 0,25 mm/rev. Luego se sometieron a un proceso de tracción empleando una máquina CRITM DNS 200, con carga de 200 kN. Se observó que la señal de EMB presentó, de forma general, un comportamiento creciente en correspondencia con la diminución de la deformación, el aumento de la tensión y el grado de dureza. El estudio del acero comercial AISI 1045, deformado plásticamente con rodillo y luego traccionado con la técnica EMB, permite corroborar la potencialidad de esta técnica como ensayo no destructivo.

The aim of this work was to correlate parameters of the metallurgical structure such as size and reorganizing the grains, as well as the hardening capacity and the samples distortion of AISI 1045 steel plastically deformed by roll and then fractioned, with average values root means square RMS of a Barkhausen Emission. The analyzed samples were deformed by using forces of 500, 1500 and 2500 N, angular speed of 27, 54, and 110 r.p.m and tool advance of 0,075; 0,125 and 0,25 mm / rev. Then, they underwent a traction process using a CRITM DNS 200 machine, with a load of 200 kN. It was observed that the EMB signal presented an increasing performance in correspondence with the deformation decline and the increasing in tension and the hardness degree. The study of commercial steel AISI 1045 plastically deformed with roller and then pulled with EMB technique, allowed corroborating the potential of this technique as a non-destructive testing.