La pietra calcarea rappresenta la principale materia prima per la preparazione della calce e del cemento, inoltre viene usata anche come additivo aggregante nel settore siderurgico. Questa risorsa è abbondante e ampiamente diffusa a livello globale.
Analizzatori portatili a fluorescenza a raggi X (pXRF) e a diffrazione a raggi X (pXRD) possono fornire ai geologi, metallurgisti, e scienziati delle informazioni elementari e mineralogiche di campioni di pietre calcaree direttamente sul campo. Questi dati quantitativi sono prodotti in tempo reale e possono essere usati per prendere velocemente delle decisioni basate su informazioni accurate. Per esempio, i metallurgisti possono sviluppare degli efficienti processi di purificazione a raffinazione attraverso i dati di analisi, in modo da migliorare l'indice di recupero dei minerali.
Continua a leggere per scoprire il funzionamento di questi metodi analitici portatili e i vantaggi principali per le analisi delle pietre calcaree.
Analisi di pietre calcaree mediante gli strumenti XRD portatili
Gli strumenti XRD compatti e portatili come l'analizzatore TERRA™ II o BTX™ III possono identificare e analizzare quantitativamente la composizione e il contenuto dei campioni di pietre calcaree. Un'analisi quantitativa dei minerali può aiutare i geologici a calcolare con un approccio a ritroso la concentrazione di ossido di calcio mediante formule molecolari chimiche per determinare:
- Se sia necessario abbandonare i pozzi di sondaggio o continuare la perforazione in strati più profondi
- I punti in cui eseguire le perforazioni
- Se sia necessario continuare le operazioni di esplorazione e prospezione in una specifica area
La seguente immagine mostra un'analisi quantitativa di campioni di pietre calcaree dalle province cinesi di Xinjiang e Guangxi. Gli operatori hanno usato l'analizzatore XRD BTX III per ottenere degli schemi di diffrazione dei campioni. In seguito hanno eseguito delle analisi qualitative e quantitative degli schemi di diffrazione nel software XPowder.
| Campione N° | Calcite | Quarzo | Altro |
|---|---|---|---|
| 1 | 84,2 | 8,4 | 7,4 |
| 2 | 92,1 | 2,5 | 5,4 |
| 3 | 91,2 | 3,5 | 5,3 |
Un diagramma dello spettro prodotto dall'analizzatore XRD BTX III per un campione di pietra calcarea
I dati mostrano le differenze principali in termini di concentrazione di calcite in diverse parti del campione in pietra calcarea.
In genere i geologi, per realizzare analisi e studi più approfonditi, scelgono le aree dove i campioni di pietra calcarea possiedono un contenuto di calcite elevato e un contenuto di silice o dolomite basso Il tipo di pietra calcarea avente come principale componente la calcite è denominata carbonato.
Vantaggi nell'uso degli analizzatori XRD portatili per l'analisi di pietre calcaree
Unitamente alla produzione di dati quantitativi in tempo reale e a un formato portatile, gli analizzatori pXRD Olympus offrono altri utili vantaggi come:
- Sufficienti dimensioni ridotte del campione (solamente 15 mg)
- Preparazione dei campioni semplificata
- Struttura della camera vibrante speciale per una diffrazione a aggi X precisa e accurata
- Le analisi XRD e XRF possono essere realizzate simultaneamente, permettendo una presa di decisione più veloce direttamente sul campo
Analisi di pietre calcaree mediante l'analizzatore XRF portatile
Gli operatori possono usare gli analizzatori XRF portatili per generare i dati di analisi del materiale complementare sulle pietre calcaree direttamente sul campo. Per esempio, gli analizzatori pXRF come il Vanta™ possono visualizzare i risultati degli elementi e dei composti. Gli utenti possono passare attraverso questi risultati in base alle proprie necessità. Le misure possono essere eseguite al fronte roccioso di cava, permettendo agli operatori di definire l'area ideale di brillatura analizzando i materiali miscelati prima del loro trattamento.
Di seguito viene riportato un esempio reale di analisi attraverso l'analizzatore XRF portatile. Le seguenti immagini mostrano un tecnico mentre analizza un campione di minerale estratto da una miniera di pietra calcarea nella provincia di Guangxi, in Cina, con un analizzatore XRF Vanta.
Un tecnico analizza un campione di pietra calcarea mediante un analizzatore XRF Vanta
Visto che i campioni di minerale appena estratti variano considerevolmente in termini di granularità, l'analisi di campioni di minerali non preparati potrebbe produrre dei risultati con significative differenze di contenuto in calcite. Di conseguenza un approccio ottimale presuppone l'esecuzione delle seguenti fasi: polverizzazione del materiale grezzo direttamente sul posto; inserimento del materiale in una coppetta portacampioni; esecuzione dell'analisi del materiale.
Analisi di campioni preparati di pietra calcarea mediante un analizzatore XRF Vanta
Dopo avere analizzato alcuni campioni preparati, il tecnico ha ottenuto i seguenti risultati:
| Ossido di calcio (laboratorio) | Modello Vanta VCR (180 s) senza taratura | Errore assoluto | Errore relativo |
|---|---|---|---|
| 52,67 | 52,32 | -0.35 | -0.66 |
| 51,65 | 50,75 | -0.90 | -1.74 |
| 50,98 | 49,3 | -1.68 | -3.30 |
| 52,5 | 51,17 | -1.33 | -2.53 |
I dati mostrano che esiste una corrispondenza ottimale tra i risultati di laboratorio e quelli ottenuti usando un analizzatore Vanta
Vantaggi degli analizzatori XRF portatili per le analisi di pietra calcarea
Con l'analizzatore XRF Vanta è possibile identificare velocemente, di un campione sconosciuto, la composizione chimica principale e la concentrazione dei relativi elementi costituenti in termini percentuali. In effetti nell'ambito dell'esecuzione di un campionamento direttamente sul posto sono necessari solamente 20 minuti per completare un'analisi per l'ottenimento dei risultati:
- 5 minuti per il campionamento
- 5 minuti per la preparazione dei campioni
- 8 minuti per l'analisi
- 3 minuti per l'analisi dei dati
Invece per eseguire un'analisi XRF di laboratorio sullo stesso campione è necessario circa un mese: circa 1 settimana per spedire il campione, 1–2 settimane di tempo di attesa e 1 settimana per ricevere i risultati di analisi.
Una rapida analisi direttamente sul posto mediante gli analizzatori pXRD e pXRF permette una veloce presa decisionale, assicurando un risparmio in termini di tempo e costi delle analisi XRD convenzionali e XRF di laboratorio.
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