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用于铝土矿的勘探、采矿和萃取的便携式XRD分析仪


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铝土矿石的粒径为细粒,因此在现场或野外对铝土矿石进行的矿物学辨别和量化工作可谓是一项艰巨的任务。奥林巴斯的便携式X射线衍射分析仪(pXRD)几乎可以实时地为地质学家、采矿工程师、冶金学家提供定量性矿物学信息。了解了铝土矿的矿物学知识,有助于优化勘探工作、提高配料策略,并获得更好的金属回收率。当铝土矿生产商向精炼厂推销矿石时,也会使用XRD分析仪。

奥林巴斯的XRD分析仪的优势特性

奥林巴斯的创新型便携式X射线衍射分析仪的优势特性如下:

  • 少量样本:仅需15毫克的材料。
  • 简便的样本准备工作:不需要技能熟练的专业技术人员。
  • 快速完成采集操作:在几分钟之内可获得分析结果。
  • 便于携带:电池供电,坚固耐用的机身设计,没有移动部件。
  • 独立操作的仪器:无需水冷装置,也无需大型的外置电源。
  • 无需持续的维护服务:X射线衍射分析仪可以持续正常地工作,很少出现停工现象。

勘探

铝土矿中蕴藏有许多种类的含铝矿物,如:一水软铝石、三水铝石、硬水铝石、高岭土,这些矿物呈现出不同程度的金属回收率。可在选矿过程中回收到的铝被称为可用氧化铝。在选矿过程中消耗酸的二氧化硅被称为活性二氧化硅。

了解可用氧化铝和活性二氧化硅的含量,是高效完成勘探工作所不可缺少的环节。通过使用奥林巴斯的便携式X射线衍射分析仪,地质学家可以在野外快速确定可用氧化铝和活性二氧化硅的含量,从而可以评估铝土矿床的可采掘性。

图1. 实验室测量的可用氧化铝和活性二氧化硅的含量与便携式XRD定量分析仪所估算的含量高度吻合。
 

选矿和萃取

酸溶弹方式(用于确定可用氧化铝和活性二氧化硅的含量)虽然重要,但是却不能让您了解矿石如何被精炼的详细过程。了解矿石和脉石的矿物学信息,对精炼厂可完成的氧化铝的回收量有着很大的影响。

详细的矿物学建模和配料策略可以极大地优化选矿和萃取项目,并有助于确保将最佳矿石产品运送到精炼厂。

图2. 基于实验室的4 kW XRD仪器与奥林巴斯的便携式XRD分析仪在运行20分钟后,通过X射线衍射方式得出的矿物百分比数据高度吻合。
 

推销铝土矿石

每家精炼厂的萃取过程都稍微有些不同,因此很多铝土矿生产商都会努力使自己与众不同,优于竞争对手。使用便携式XRD分析仪对矿石进行常规性定量分析,可被视为一种争取潜在买主的营销手段。

奥林巴斯的便携式XRD分析仪:上乘的数据质量与高效的运行时间

奥林巴斯的便携式XRD分析仪,由于无需复杂的样本准备程序,不仅可以方便地在现场提供定量性矿物学信息,还可以使用户对获得的分析结果充满信息。为了说明奥林巴斯的便携式XRD分析仪的定量性能,我们将分析仪得出的结果与在实验室中使用一个大型4 kW常规仪器得出的结果进行比较。图2和表1(下面)显示了这些结果,并表明我们的便携式XRD分析仪得出的结果与基于实验室的仪器得出的结果高度吻合。

我们还对分析仪的运行时间进行了分析,以评估奥林巴斯的便携式XRD分析仪在不同的运行时间内表现出的性能差异,分析结果如下面的图3和图4所示。

图2. 基于实验室的4 kW XRD仪器与奥林巴斯的便携式XRD分析仪在运行20分钟后,通过XRD方式得出的矿物百分比数据高度吻合。
 

图3. 基于实验室的4 kW XRD仪器与奥林巴斯的便携式XRD分析仪在不同的采集时间内获得的XRD跟踪数据图。请参阅图4中的图解说明。
 

图4. 由图3中的XRD跟踪数据图推导出的矿物百分比数据的比较。注意奥林巴斯的便携式XRD分析仪与基于实验室的仪器,即使运行了很短的分析时间,所得到的数据也高度一致。
 

矿物 基于实验室的XRD 便携式XRD - 30分钟 便携式XRD - 20分钟 便携式XRD - 10分钟 便携式XRD - 5分钟
一水软铝石 3.2 3.1 2.5 1.0 1.6
三水铝石 66.4 68.3 68.9 71.4 70.3
赤铁矿 11.7 8.1 7.3 7.3 6.5
金红石 1.2 0.2 0.5 0.4 0.5
锐钛矿 3.6 2.5 2.6 2.6 1.9
高岭土 10.1 13.9 14.1 13.3 15.2
石英 3.9 3.9 4.0 4.0 4.0
表1. 基于实验室的4 kW仪器与奥林巴斯的便携式XRD分析仪在不同的采集时间内获得的定量性XRD数据结果。
 

Olympus IMS
应用所使用的产品

TERRA可移动XRD系统是一款高性能、全封闭、电池操作、封闭声束型手持式XRD,可提供对材料主要成分、次要成分或微量成分进行辨别的全面概括总结,可以通过一次快速XRF扫查对钙和铀元素在被测产品中所占比例进行检测。这种极为简单的独特的采样准备技术以及样件箱体使得快速的现场分析成为可能。
BTX工作台式XRD系统是一款快速、低成本、小脚印、可放于工作台上的XRD,可提供对材料主要成分、次要成分或微量成分进行辨别的全面概括总结,可以通过一次快速XRF扫查对钙和铀元素在被测产品中所占比例进行检测。与耗资极高的大型实验室设备相比,这种极为简单的独特的采样准备技术及样件箱体使得在工作台上的快速的分析成为可能。
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