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Analisi di elementi leggeri e pesanti da mineralizzazione in minerali di ferro


Il DELTA Olympus combina il rilevatore SDD (Silicon Drift Detector) ad altissima risoluzione con un tubo a raggi X da 4 W in grado di assicurare le analisi attualmente più precise e veloci per un analizzatore fluorescenza a raggi X (XRF) portatile. I rilevatori SDD beneficiano di tre principali miglioramenti rispetto ai tradizionali rilevatori a raggi X al diodo Si PiN: 1) La capacità di rilevare e elaborare 10 volte di più i raggi X in un determinato periodo di tempo; 2) Una migliore risoluzione di energia; 3) Un migliore rapporto picco-fondo. Questo si traduce nel raggiungimento di un incremento notevole della precisione e di una diminuzione dei limiti di rivelabilità per le applicazioni delle attività minerarie e esplorative.

Performance senza precedenti per i minerali di ferro e gli elementi in tracce associati:

L'ottimale qualità del flusso di minerali per i concentrati di minerali di ferro si attesta in genere a una quantità superiore al 60% di ferro in termini di peso, con meno dello 0,20 % di P, tra il 3% e il 7% di Si, meno del 5% di Al e una bassa concentrazione di S e Ti.

Analizzatore XRF portatile Delta impugnato dall'operatore

L'inclusione di alcuni elementi in tracce, anche si in quantità ridotte, può avere degli effetti importanti, sia positivi che negativi, sul comportamento del ferro in un altoforno. L'analizzatore DELTA, mediante la propria tecnologia SDD, permette adesso la determinazione di tutte le fasi importanti dei minerali di ferro. Il contenuto di Fe può essere determinato in modo accurato e preciso in un ampio intervallo analitico (dal 30% all'80% di Fe). Mn, Ti, Al, Si, P e S possono inoltre essere analizzati con precisione insieme ad altri 25 elementi.

Grafico dei risultati dei dati del Fe, Mg e Ti.
Performance di Fe, Mn, Ti, Al, Si e P in tipici minerali di ferro ricchi in ematite. (tempo di analisi di 90 sec nell'AIR mediante un analizzatore SDD DELTA)

Analisi degli elementi leggeri e Preparazione dei campioni

Nell'analisi effettuati con analizzatori a fluorescenza a raggi X portatili da effettuare direttamente sul campo, gli elementi leggeri (EL) sono in genere considerati come quelli a numero atomico (Z) inferiore a 18 (Argon) e in genere rientrano nel gruppo: Mg, Al, Si, P, S e Cl. Le analisi dei depositi in bauxite dominati da questa serie di EL, in modo particolare come Al, Si, oltre a Ca e K. Inoltre il tipo di mineralizzazione spesso è associato a una matrice cristallina grossolana. Pertanto sono considerevolmente influenzati da un'elevata eterogeneità e per raggiungere una qualità analitica (livello decisionale) ottimale può essere necessario passare attraverso una fase di preparazione dei campioni. Questa può prevedere una frantumazione grossolana o, se necessario, una polverizzazione del campione fino a < 200 um, posizionando in seguito il materiale risultante in una coppetta portacampioni XRF impiegando supporti con pellicole in polipropilene, in contrapposizione alle pellicole Mylar le quali non possono essere usate per l'analisi di EL.

Vantaggi della tecnologia XRF portatile

La "reale portabilità" raggiunta con l'ultima generazione di analizzatori XRF permette essenzialmente di portare direttamente sul campo una versione miniaturizzata della versione di analizzatore da laboratorio con evidenti limitazioni. Olympus mantiene un approccio chiaro e trasparente riguardo a queste limitazioni : (1) LOD superiore rispetto alle tecniche applicate in laboratorio; (2) Precisione inferiore rispetto alle tecniche di laboratorio (valori approssimativamente superiori ma che non compromettono la precisione al di sopra degli LOD); (3) Meno risultati ripetibili.

Gli analizzatori XRF portatili non dovrebbero essere visti come degli strumenti sostitutivi a quelli di laboratorio ma dovrebbero essere impiegati in combinazione con i protocolli industriali e di laboratorio come nel caso dell'ASX (JORC CODE ) e del TSX (43-101). Il principale vantaggio degli analizzatori XRF portatili risiede nella capacità di generare velocemente delle serie di dati dinamici, in tempo reale e geochimicamente registrati spazialmente.

I geologi possono adesso definire immediatamente le caratteristiche elementari del regolite o della litologia osservati dinamicamente, permettendo la presa di decisioni direttamente in campo nell'esatto punto di estrazione del campione. Adesso è possibile adottare degli approcci istantanei e interattivi per la gestione dei progetti esplorativi, la definizione del target e l'associato orientamento ai depositi minerali (vectoring). Questo si traduce in una significativa riduzione dei tempi con minori operazioni reiterate dispendiose in termini temporali come l'estrazione di campioni e il loro invio al laboratorio con i tempi di inattività e i ritardi associati. Gli analizzatori XRF portatili possono essere pensati come degli strumenti di pre-controllo usati per selezionare il campione ottimale da sottoporre a laboratorio per ottenere un'analisi più dettagliata e completa.

Inoltre la capacità di perfezionare il proprio programma di campionamento direttamente sul campo e in tempo reale implica che è possibile facilmente e istantaneamente aumentare la densità e la risoluzione dei campioni.

Questi benefici sul campo in termini di efficienza permettono una progressione dei progetti in termini temporali. Inoltre facilitano la gestione del tempo in campo e massimizzano le risorse finanziare delle aziende dedicate alle attività esplorative.

Limiti di rivelabilità (LOD)

La determinazione dei limiti di rivelabilità analitici (LOD) dipendono da molti aspetti non direttamente correlati alla scelta dello strumento. Alcuni di questi aspetti condizionanti includono (fattori di influenza indicati tra parentesi):

  • L'energia di eccitazione o la fonte di raggi X (analizzatore). Nota: Non concerne l'ottenimento della tensione massima (o keV). Dipende dal processo di regolazione della tensione e della corrente dei raggi X per massimizzare la velocità di conteggio e pertanto la precisione analitica (strumento).
  • Il Numero atomico e la risposta associata agli elementi analizzati (campione).
  • Concentrazione di elementi presenti (campione).
  • Densità relativa e composizione matrice (campione).
  • Dimensione, granularità e forma del campione (campione e utente).
  • Tempo di esecuzione dell'analisi (utente).
  • La qualità della taratura dello strumento e dei campioni per il QC usati per regolare lo strumento (utente e analizzatore)

Analisi dell'acciaio con l'analizzatore XRF portatile Delta

“In quanto tale, il campione è il fattore più influente in relazione alla determinazione dei limiti di rivelabilità quando si utilizzano analizzatori a fluorescenza a raggi X portatili ”

Olympus IMS

Prodotti per l'applicazione
Il DELTA Professional dotato di un rilevatore SDD e un tubo a raggi X ottimizzato da 4 W, assicura performance superiori per la velocità, i limiti di rilevamento o lo spettro elementare. Permette l'analisi del Mg e degli elementi a maggior numero atomico nelle leghe e nei minerali. Il DELTA Professional rappresenta la soluzione Olympus a maggior valore aggiunto per gli analizzatori XRF.
L'analizzatore XRD TERRA™ II rappresenta una soluzione portatile per l'analisi della mineralogia quantitativa. Dotato di una batteria con un autonomia di sei ore e di un telaio resistente all'acqua, il sistema è costruito per effettuare delle analisi veloci sul campo di componenti principali e secondarie.
L'analizzatore XRD BTX™ III offre un'analisi mineralogica quantitativa affidabile di componenti principali e secondarie in un compatto design da banco. Il potente software si combina a un rilevatore a raggi X migliorato per una maggiore velocità e sensibilità.
Gli analizzatori XRF portatili DELTA per il settore minerario e geochimico DELTA forniscono dei risultati immediati in ausilio all'elaborazione del piano di azione per l'intero processo: esplorazione, controllo del processo e della composizione minerale, della sostenibilità ambientale. Rilevamento dei metalli, dei minerali e dei contaminanti in campo. Funzioni XRF-GPS-GIS per la cartografia istantanea del metallo ed un'economia in termini di tempo e costi.
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