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第四期 | 使用手持式XRF分析精礦和控制品位
大多數(shù)天然礦床的礦物或金屬含量并不高。因此，礦石分級(jí)和礦物精選是利用原始原料制造最終產(chǎn)品（即金屬）的必要過(guò)程。雖然手持式X射線熒光(XRF)分析儀可以輕易地確定大多數(shù)低濃度天然樣品的元素成分，但其在精礦樣品中的應(yīng)用可能更具挑戰(zhàn)性。
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在上一期中，我們深入了解了賽默飛手持XRF分析儀在鉭鈮錫礦勘探開采的卓越應(yīng)用。本期，我們將探索使用手持式XRF如何以精準(zhǔn)、輕松的方式分析精礦和控制品位。
手持式XRF分析儀在采礦中的應(yīng)用
在采礦活動(dòng)的各個(gè)階段（從基層勘探到開采、礦石品位控制，乃至環(huán)境調(diào)查），手持式XRF都能夠提供快速、準(zhǔn)確的元素分析結(jié)果，并且無(wú)需或僅需極少樣品制備。Thermo Scientific™ Niton™手持式XRF分析儀廣泛應(yīng)用于全球采礦業(yè)，用于測(cè)量從鎂 (Mg) 到鈾 (U) 的各種元素。Niton XRF分析儀提供優(yōu)異的檢測(cè)限(LOD)，在廣泛的樣品范圍內(nèi)提供準(zhǔn)確結(jié)果，并顯著縮短了數(shù)據(jù)采集時(shí)間。
圖1.校準(zhǔn)曲線生成示例
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在識(shí)別和提取礦石之后，通常通過(guò)利用各種物理和化學(xué)技術(shù)對(duì)礦石進(jìn)行濃縮處理，包括機(jī)械分離方法，例如篩選和化學(xué)分離技術(shù)（包括浮選和酸浸）。經(jīng)過(guò)這種處理的產(chǎn)品是均勻且均質(zhì)的精礦，并具有相對(duì)簡(jiǎn)單的組成/礦物學(xué)成分。Niton XRF分析儀具有一種稱為“UserMethod（用戶方法）”或“User Mode（用戶模式）”的功能，該功能使用經(jīng)驗(yàn)校準(zhǔn)，是分析重金屬濃縮樣品的有用方法。（注釋：此應(yīng)用必須驗(yàn)證的一個(gè)重要假設(shè)是樣品成分是均勻的。）
值得注意的是，基本參數(shù) (FP) 工廠模式是一種通用模式，適用于各種樣品類型。FP模式也是“無(wú)標(biāo)準(zhǔn)”模式，不需要已知樣品就能獲得定量結(jié)果；但是，在高濃縮處理的樣品中，使用常規(guī)FP模式，在某些情況下，相關(guān)金屬的濃度報(bào)告為小于真實(shí)值。為了獲得此類樣品的準(zhǔn)確定量結(jié)果，建議使用“用戶方法”。使用該方法分析樣品并將信號(hào)報(bào)告為強(qiáng)度（每微安每秒的計(jì)數(shù)）。然后，基于已知濃度（來(lái)自實(shí)驗(yàn)室值）和強(qiáng)度（來(lái)自HHXXRF結(jié)果）繪制校準(zhǔn)曲線。從圖1中所示趨勢(shì)線導(dǎo)出的方程用于將HHXRF讀數(shù)（未知樣品中）從強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為以重量百分比或百萬(wàn)分率表示的元素濃度。
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在Thermo Scientific™ Niton™ XL3t GOLDD+分析儀上使用“用戶方法”對(duì)輝鉬礦 (MoS2) 精礦樣品進(jìn)行了本研究。此類精礦中的礦石品位范圍為25%到65%不等。圖2顯示了這些精礦中鉬 (Mo)、鐵 (Fe)和銅 (Cu) 的濃度，以及與實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)的相關(guān)性。
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判定系數(shù)，即R2值，是衡量數(shù)據(jù)集之間相關(guān)性密切程度的指標(biāo)，其中完全相關(guān)的R2值為1。Mo、Cu和Fe的相關(guān)性分別為0.97、0.99 和 0.97（請(qǐng)參見(jiàn)圖2）。當(dāng)趨勢(shì)線方程中X旁邊的斜率值與1顯著不同時(shí)，表明存在一些系統(tǒng)性誤差，有時(shí)也稱為偏差。所有三種元素的值都在0.95和1.05之間，偏差很低，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。
Niton™ XL3t GOLDD+ XRF 分析儀
產(chǎn)品特點(diǎn)
標(biāo)準(zhǔn)分析范圍：從鎂到鈾的多達(dá)30余種元素（根據(jù)應(yīng)用不同而異）。
用于手持式XRF分析的功能更加強(qiáng)大的X射線管。
一鍵式測(cè)定——極易使用，非專業(yè)技術(shù)人員也能很快掌握。
面向?qū)嶋H工業(yè)環(huán)境的耐用型設(shè)計(jì)。
提供原位無(wú)損的即時(shí)分析。
完整密封，防水防塵。
符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)。
顯示屏在強(qiáng)日光下仍清晰可讀。
提供多種語(yǔ)言選擇。
彩色觸摸屏顯示器。
結(jié)論
HHXRF是一款非常可靠和有效的工具，可分析從勘探階段（低品位）到礦石分級(jí)階段（高品位）的各類礦藏或金屬礦石樣品。對(duì)于重金屬的濃縮礦物樣品，“用戶方法”可以替代無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的基本參數(shù)校準(zhǔn)方法，并為鉬或鉛精礦等提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。一旦上傳“用戶方法”，這些結(jié)果將直接顯示在分析儀上，從而提供生產(chǎn)線上所需的即時(shí)信息，以保持正確的品位控制。
*特別感謝Freeport-McMoRan Gopper & Gold, Inc.的密切合作和提供的分析樣品。