Geoquímica y mineralogía de los elementos del grupo del platino (EGP) en las lateritas niquelíferas de Cerro Matoso y Planeta Rica, Colombia

Abstract

Los elementos del grupo del platino (EGP) son metales esenciales en la industria de productos tecnológicos. Los minerales del grupo del platino (MGP) son considerados de interés estratégico para Colombia. En el mundo hay muy pocos depósitos de donde se extraen estos metales. Estudios recientes indican enriquecimiento residual y secundario de EGP en la zona de las limonitas a partir de lateritas de Ni. En el presente trabajo, se estudiaron dos perfiles de lateritas de Ni a partir de las rocas ultramáficas de la mina de Cerro Matoso y un perfil de Planeta Rica en Córdoba (Colombia), con el objetivo de conocer la concentración y distribución de EGP en ellos, así como la mineralogía de estos metales debido a que tradicionalmente han sido los principales focos de exploración de Ni en Colombia y Cerro Matoso es el único y más importante depósito de ferroníquel que se explota en la actualidad. El patrón litogeoquímico de ambas áreas indica que corresponden a depósitos tipo silicato hidratado de Mg, evidenciado por una alta concentración de Fe2O3, Cr2O3, MnO y Co3O4 en los niveles superiores (60wt%, 1.5wt%, 0,6wt% y 0,2 wt%, respectivamente) y una muy baja concentración de SiO2 y MgO en el mismo horizonte (7wt% y 1,5 wt%, respectivamente), además, los mayores contenidos de NiO se encuentra por debajo de la zona de discontinuidad de Mg con valores (1,5 – 2,5 wt%). Por otra parte, aunque Cerro Matoso es dominado por un depósito tipo silicato de Mg hidratado, contiene algunas áreas de tipo óxido como lo indica uno de los perfiles estudiados dentro de la mina. Los mayores contenidos de EGP tanto en Cerro Matoso como en Planeta Rica se concentran hacia el horizonte limonítico, principalmente en la zona de canga y transición limonita-saprolito y muestran una fuerte disminución tanto en la zona saprolítica como en la roca, con contenidos de EGP que varían entre 141 y 272ppb en la limonita y valores 50ppb en la roca. Las concentraciones más altas corresponden a PtRuPd y las más bajas a IrOsRh. Dichas evidencias indican que los EGP son movilizados en diferentes proporciones por procesos de laterización. La alta afinidad entre los EGP y el Fe, favorece la formación de aleaciones minerales de EGP-Fe, tales como el MGP de Pt-Ir-Fe-Ni hospedado en un oxi-hidróxido de Fe encontrado en el horizonte de transición de laterita a saprolito en Planeta Rica. De manera adicional, se encontraron nanopartículas de probable Pt con tamaño 1µm (en promedio 0,1µm) formadas en los intersticios de pirita neoformada. Para ambos tipos de MGP encontrados el origen es secundario, en el primer caso evidenciado por su morfología irregular, aleación compleja comparable con aleaciones de EGP con Fe y Ni en lateritas de República Dominicana y en el segundo caso corresponde a neoformación de platinoides adheridos a los bordes porosos de la pirita, probablemente transportados en solución bajo condiciones ácidas y alto Eh. Aunque las concentraciones de EGP son del orden de ppb en Cerro Matoso y Planeta Rica, éstos deben ser considerados como depósitos no convencionales de EGP si se aplican métodos de refinación adecuados para su recuperación como subproductos.

Abstract: The lithogeochemical pattern of both areas indicate that they correspond to hydrous Mg silicate deposits, evidenced by a high concentration of Fe2O3, Cr2O3, MnO, Co3O4 y in the higher levels (60wt%, 1.5wt%, 0,6wt% and 0,2 wt%, respectively) and a very low concentration of SiO2 y MgO in the same horizon ( 7wt% and 1.5 wt%, respectively), in addition, the highest NiO content is below the Mg-discontinuity zone with values (1.5 – 2.5 wt%). On the other hand, although Cerro Matoso is dominated by a hydrous Mg silicate deposit, it contains some oxide-type areas as indicated by one of the profiles studied inside the mine. The highest contents of PGE either in Cerro Matoso as well as in Planeta Rica are concentrated towards limonite horizon, mainly in the canga and laterite – saprolite transition zones and show a strong decrease in the saprolite and rock, with PGE content ranging between 141 and 272ppb in limonite and values 50ppb in the rock. The highest concentrations correspond to PtRuPd and the lowest to IrOsRh. Such evidence indicates that EGPs are mobilized in different proportions by the lateralization processes. The high affinity between EGP and Fe favours the formation of mineral alloys of PGE-Fe, such as the PGM of Pt-Ir-Fe-Ni hosted in a Fe-oxy/hydroxide found in the transition horizon from laterite to saprolite in Planeta Rica. In addition, nanoparticles of probable Pt with size 1 µm (on average 0,1 µm) formed in the interstices of neoformed pyrite were found. For both types of MGP found, the origin is secondary, in the first case is evidenced by its irregular morphology, complex alloy comparable with alloys of PGE with Fe and Ni in laterites of Dominican Republic and in the second case it corresponds to the neoformation of platininoids adhered to the porous edges of the pyrite, probably transported in solution under acidic and high Eh conditions. Although PGE concentrations are of the order of ppb in Cerro Matoso and Planeta Rica, these should be considered unconventional PGE deposits if adequate refining methods are applied for recovery as by-products