用于冶金行業(yè)的便攜式X射線(xiàn)衍射技術(shù)?

在采礦行業(yè)中，對礦物進(jìn)行萃取時(shí)，會(huì )將各種冶金工藝結合在一起使用。在萃取過(guò)程中，通常*行浮選，以獲得精礦，然后再通過(guò)熔煉或浸析方法，回收到終想要的產(chǎn)品。在萃取過(guò)程的每個(gè)階段了解相關(guān)礦物的定量性礦物學(xué)信息，在從有價(jià)值的礦床中盡可能有效地回收礦物的過(guò)程中，起著(zhù)至關(guān)重要的作用。定量性礦物學(xué)信息，不僅可使采礦人員制定出可提高采礦效率的策略（如：在配礦方面），還可以?xún)?yōu)化當前正在進(jìn)行的采礦方式。冶金學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家一般會(huì )使用化學(xué)試驗數據，估算定量性礦物學(xué)信息，但是由于礦物本身所固有的復雜性，這些估算出來(lái)的信息會(huì )具有誤導性。奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射（pXRD）分析儀幾乎可以實(shí)時(shí)在現場(chǎng)為冶金學(xué)家提供可靠的定量性礦物學(xué)信息，而以其它方式獲得這些信息會(huì )需要幾天或幾個(gè)星期的時(shí)間。

浮選

浮選是濃縮各種差金屬和貴金屬礦石的一種常用工藝。在浮選過(guò)程中，需使用某些試劑 (化學(xué)藥劑）對礦石進(jìn)行處理, 以促使有價(jià)值的硫化物礦物漂浮上來(lái)，同時(shí)使沒(méi)有多少價(jià)值的礦物沉到下面。令人遺憾的是，不是所有具有經(jīng)濟價(jià)值的元素都會(huì )出現在硫化物礦物中（例如：它們可能會(huì )存在于氧化物中），而且一些沒(méi)有多少價(jià)值的脈石礦物也會(huì )漂浮上來(lái)（如：滑石和粘土），從而會(huì )污染精礦，并降低精礦的質(zhì)量。

冶金學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家和采礦工程師使用奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射系統，可以進(jìn)行以下操作：

• 對會(huì )污染精礦并使精礦降級的有問(wèn)題和有害的礦物（如：滑石和粘土）進(jìn)行定量分析（圖1）
• 對漂浮上來(lái)的具有經(jīng)濟價(jià)值的礦物（如：硫化物）的比例進(jìn)行量化分析
• 對尾礦進(jìn)行流變學(xué)特性分析（脫水，環(huán)境）

圖1. 通過(guò)奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀獲得的定量性礦物學(xué)分析結果。注意兩種樣本中的黃銅礦比例相似，但是樣本1中明顯含有更多的綠泥石。綠泥石會(huì )影響浮選結果，因為它會(huì )污染終獲得的精礦，并在浮選工藝流程中造成各種問(wèn)題。
 

浸析

不是所有礦石礦物都能浸析出金屬，而且各種可浸析出金屬的礦石礦物具有不同的浸析性能和浸析速度。此外，脈石礦物還會(huì )在浸析過(guò)程中消耗酸。奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀可以有效地完成以下操作：

• 估算可回收的金屬
• 選擇較適當的浸析方式，以使析出的金屬具有更高的價(jià)值（圖2）
• 了解酸的消耗量（酸的消耗是一項主要成本）

圖2. 不同的含銅礦石使用不同的浸析方法所獲得的浸析結果。通過(guò)了解礦石礦物的組合成分，冶金學(xué)家可以采取更適當的浸析方法，而且還可以對可回收到的金屬量做出更符合實(shí)際的估算（根據Jansen & Taylor 2003文獻資料）。
 

火法冶金學(xué)（熔煉和焙燒）

精礦的礦物學(xué)成分會(huì )極大地影響接下來(lái)要完成的火法冶金工藝?；鸱ㄒ苯鸸に囀菍V產(chǎn)品進(jìn)行熔煉和/或焙燒的過(guò)程。通過(guò)奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀獲得的定量性礦物學(xué)信息可使冶金學(xué)家完成以下操作：

• 優(yōu)化冶金工藝條件
• 在熔煉之前對礦石完成進(jìn)一步的處理或配礦操作
• 對表面暗淡的產(chǎn)品和礦渣產(chǎn)品（廢料）進(jìn)行分類(lèi)

快速完成定量性礦物學(xué)分析：便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀不愧為一個(gè)有價(jià)值的冶金工具

對會(huì )影響冶金工藝的礦物進(jìn)行定量性分析，遠比識別出有問(wèn)題的礦物更為重要。這些會(huì )產(chǎn)生問(wèn)題的脈石礦物如果處于或低于某種閾限值（或臨界點(diǎn)，圖3），則通常只會(huì )造成極小的，或者說(shuō)可以控制的不良影響。因此，冶金學(xué)家隨時(shí)獲取準確的定量性礦物學(xué)數據至關(guān)重要（圖4和圖5），這樣他們就可以根據獲得的數據優(yōu)化他們的冶金工藝，或者開(kāi)發(fā)出更適當的配礦策略。

圖3. 通過(guò)對會(huì )產(chǎn)生問(wèn)題的脈石礦物進(jìn)行的定量性分析，冶金學(xué)家可以確定管理冶金工藝的很好方式，或者開(kāi)發(fā)出更為適當的配礦策略。
 

圖4. 基于實(shí)驗室的4 kW XRD儀器與TERRA便攜式XRD分析儀所獲得的定量性礦物學(xué)分析結果高度吻合。所分析的樣本是來(lái)自銅礦的礦石。
 

圖5. 將使用奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀在不同的采集時(shí)間內獲得的礦物百分比數據與基于實(shí)驗室的4 kW常規X射線(xiàn)衍射儀器所獲得的數據進(jìn)行比較。注意奧林巴斯的便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀與基于實(shí)驗室的儀器，所得到的數據高度*，即使在很短的分析時(shí)間內，比較結果也是如此。

用于冶金行業(yè)的便攜式X射線(xiàn)衍射技術(shù)

奧林巴斯的創(chuàng )新型便攜式X射線(xiàn)衍射分析儀的優(yōu)勢如下：

• 少量樣本：僅需15毫克的材料
• 簡(jiǎn)便的樣本準備工作：儀器的操作和數據的采集不需要技能熟練的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員
• 快速完成采集操作：在幾分鐘之內即可獲得分析結果
• 便于攜帶：機身設計堅固耐用，沒(méi)有移動(dòng)部件
• 無(wú)需持續的維護服務(wù)：X射線(xiàn)衍射分析儀可以在邊遠地區持續正常地工作，很少出現停工現象