Sử dụng thiết bị XRF cầm tay của Thermo Scientific để phân tích quặng cô đặc và kiểm soát cấp độ

Tóm tắt nội dung

Giới thiệu

Hầu hết các mỏ quặng tự nhiên không có nồng độ khoáng chất hoặc kim loại cao. Do đó, phân loại quặng và cô đặc khoáng sản là những quá trình cần thiết để tạo ra sản phẩm cuối cùng (tức là kim loại) từ nguyên liệu thô ban đầu. Mặc dù huỳnh quang tia X di động (XRF) có thể dễ dàng sử dụng để xác định thành phần nguyên tố cho hầu hết các mẫu có nồng độ thấp tự nhiên, nhưng việc ứng dụng nó trong các mẫu quặng đậm đặc có thể gặp nhiều thách thức hơn.

Máy phân tích XRF di động tại hiện trường trong khai thác mỏ

XRF di động tại hiện trường (FPXRF) là một kỹ thuật có khả năng mang lại kết quả phân tích nguyên tố nhanh và chính xác mà không cần chuẩn bị hoặc ít mẫu trong các giai đoạn khác nhau của hoạt động khai thác từ thăm dò cơ sở đến khai thác, kiểm soát cấp độ quặng và thậm chí cả điều tra môi trường.

Có hơn 3.000 máy phân tích XRF di động Thermo Scientific™ được sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác mỏ toàn cầu. Một loạt các nguyên tố từ magie (Mg) đến uranium (U) có thể được phân tích bằng các thiết bị này.

Các sản phẩm cầm tay Thermo Scientiic™ sau đây – máy phân tích dòng Niton™ XL3t và Niton XL2 và phòng thí nghiệm X-quang hiện trường Niton FXL – mang đến những cải tiến mang tính đột phá liên quan đến thời gian thu thập dữ liệu, cung cấp giới hạn phát hiện (LOD) tuyệt vời và cung cấp kết quả chính xác trên phạm vi rộng.

Ứng dụng

Sau khi được xác định và khai thác, khoáng sản quặng thường được cô đặc bằng nhiều kỹ thuật khác nhau (từ tách cơ học như sàng lọc đến tách hóa học bao gồm tuyển nổi và lọc axit) tận dụng các tính chất vật lý và hóa học của chúng. Sản phẩm của quá trình xử lý này là một khoáng chất cô đặc đồng nhất và đồng nhất với thành phần/khoáng chất tương đối đơn giản.

UserMethod, còn được gọi là Chế độ thực nghiệm, là phương pháp XRF di động hữu ích nhất để phân tích các mẫu cô đặc có tính đến thành phần đồng nhất của chúng.

Điều đáng chú ý là các chế độ Thông số Cơ bản (FP) là các chế độ có mục đích chung hoạt động tốt với nhiều loại mẫu khác nhau. Chế độ FP cũng “không chuẩn” và không yêu cầu các mẫu đã biết để thu được kết quả định lượng. Trong các mẫu được xử lý nồng độ cao, nồng độ kim loại quan tâm thường được báo cáo nhỏ hơn giá trị thực nếu phương pháp FP thông thường được sử dụng. Đối với những mẫu như vậy, để có được kết quả định lượng chính xác, nên sử dụng UserMethod. Trong phương pháp này, các mẫu được phân tích và số lượng được báo cáo dưới dạng cường độ (được tính trên giây trên mỗi microamp thay vì dưới dạng phần trăm hoặc ppm). Sau đó, đường cong hiệu chuẩn được vẽ dựa trên nồng độ đã biết (từ giá trị trong phòng thí nghiệm) và cường độ (từ XRF di động). Phương trình đường xu hướng trong các biểu đồ này được sử dụng để chuyển đổi số đọc XRF di động (trong các mẫu chưa biết) từ cường độ sang phần trăm (xem Hình 1).

Hình 1. Ví dụ về tạo đường cong hiệu chuẩn

Phương pháp

Nghiên cứu điển hình này được thực hiện bằng UserMethod của máy phân tích Thermo Scientiic™ Niton™ XL3t GOLDD™ trên các mẫu đậm đặc molybdenite (MoS2). Loại quặng trong các chất cô đặc như vậy có thể thay đổi từ 25% đến 65% Mo. Nồng độ molypden (Mo), sắt (Fe) và đồng (Cu) trong các chất cô đặc này cùng với mối tương quan với dữ liệu xét nghiệm trong phòng thí nghiệm được thể hiện trong Hình 2.

Hình 2. Mối tương quan giữa dữ liệu Mo, Cu và Fe giữa XRF di độngvà phòng thí nghiệm về mẫu cô đặc molybdenite (MoS2). — Hình 2. Mối tương quan giữa dữ liệu Mo, Cu và Fe giữa XRF di động và phòng thí nghiệm về mẫu cô đặc molybdenite (MoS2).

Kết quả

Hệ số xác định, giá trị R2 , là thước đo mức độ tương quan giữa các tập dữ liệu với nhau, trong đó mối tương quan hoàn hảo sẽ có R2 bằng 1.

Hệ số tương quan của Mo, Cu và Fe lần lượt là 97%, 99% và 97% (xem Hình 2). Giá trị m bên cạnh x trong phương trình đường xu hướng cho thấy độ chính xác của kết quả, với cả ba yếu tố đều thể hiện sự phù hợp tuyệt vời.

Kết luận

XRF di động tại hiện trường là một công cụ rất đáng tin cậy và hiệu quả để phân tích bất kỳ loại mẫu nào không chỉ ở giai đoạn thăm dò (cấp thấp) mà còn ở giai đoạn phân loại quặng (cấp cao). Đối với các mẫu khoáng chất đậm đặc, UserMethod thường có thể cung cấp dữ liệu đáng tin cậy và chính xác, đồng thời sẽ đọc kết quả trực tiếp trên màn hình thiết bị sau khi UserMethod được tải lên, do đó cung cấp kết quả tức thì cần thiết trên dây chuyền sản xuất để duy trì kiểm soát cấp chính xác.

Để thảo luận về các ứng dụng cụ thể và yêu cầu về hiệu suất, vui lòng liên hệ với PTC để được tư vấn các giải pháp phù hợp nhất.