A análise de amostras geológicas com Fluorescência de Raios X (XRF) é uma ferramenta valiosa para a indústria mineral, pois permite a avaliação rápida e precisa da composição química de uma amostra. Essa técnica é frequentemente usada na exploração mineral, na caracterização de depósitos minerais, na otimização do processo de extração e em controles de processo como processamento de minérios e de cimento.
Por exemplo, na exploração mineral, a análise de amostras geológicas com XRF pode ser usada para a identificação de depósitos minerais e para a avaliação da qualidade dos minérios. Isso ajuda as empresas a tomar decisões mais informadas sobre investimentos em projetos de exploração.
Alguns dos minérios mais comuns que são analisados com XRF incluem minério de cobre, ferro, alumínio, níquel, chumbo e zinco. A análise geológica com XRF também pode ser usada para a caracterização de minerais industriais, como caulim, barita, talco e feldspato, que são amplamente utilizados em indústrias como cerâmica, vidro, papel e tintas.
Fluorescência de Raios X (XRF)
A Fluorescência de Raios X (X-ray Fluorescence – XRF), também conhecida no Brasil como FRX, é uma das técnicas analíticas mais utilizadas no mundo todo para a determinação da composição química elementar de uma ampla variedade de amostras, incluindo sólidos, líquidos, pastas, gel e pó solto. Dependendo do equipamento utilizado, é possível analisar elementos desde o Berílio (Be) até o Urânio (U) em faixas de concentração de 100% a níveis traços de ppm. A Fluorescência de Raios X também pode ser utilizada para determinar a espessura e a composição de camadas e revestimentos.
Além disso tudo, o XRF possui a facilidade de pacotes de calibração vindos de fábrica. A técnica é altamente sensível a pequenas mudanças nas concentrações, por isso é um excelente método para a análise de matérias-primas e controle de qualidade para mineradoras e cimenteiras.
Leia mais: O Que é Fluorescência de Raios X?
O S2 PUMA para análise de amostras geológicas
O S2 PUMA é o espectrômetro de fluorescência de raios X com dispersão de energia (EDXRF) de bancada de alto desempenho, disponível com amostrador automático para um alto rendimento de análises, com a troca automática de amostra. O EasyLoadTM de 20 posições é acessível durante a análise de amostras, o que permite o carregamento e a troca de amostras a qualquer momento.
Para este relatório de laboratório, usamos o S2 PUMA XY Autochanger com um tubo de raios X com Ag e o detector de desvio de silício XFlash® LE (SDD). A configuração LE é particularmente adequada para a análise de elementos leves como o Na, que é um elemento importante em muitos geomateriais.
O S2 PUMA XY Autochanger é o único instrumento de bancada EDXRF que pode ser integrado em ambientes de laboratório totalmente automatizados. Este é um recurso muito importante para controle de processo automático 24 horas por dia, 7 dias por semana.
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Preparo de Amostra: Pérola Fundida
Para uma análise XRF precisa, são necessários padrões para calibrar o instrumento. Normalmente, isso é feito material por material para eliminar os efeitos de matriz entre os tipos de amostra que podem levar a resultados finais imprecisos. Por exemplo: uma curva de magnesita não pode ser usada para analisar hematita, embora ambos sejam minério de ferro, porque a matriz dos dois minerais é diferente.
Esses efeitos de matriz podem ser anulados com um método de preparo de amostra pelo uso da fusão de borato de lítio. Nesse método de preparo a amostra é derretida e digerida em um fluxo de borato de lítio, e depois cristalizada em um disco de vidro, conhecido como pérola fundida.
Calibração de fábrica: GEO-QUANT BASIC
O GEO-QUANT BASIC é um pacote de calibração que aproveita o fato de que, com esta técnica de preparação de amostras (pérola fundida), não é mais necessário corresponder perfeitamente os padrões de cada minério que se deseja analisar.
Os padrões neste conjunto de calibração foram cuidadosamente selecionados para fornecer uma ampla faixa de concentração para um conjunto de elementos comumente encontrados nas matérias-primas exigidas por processos industriais típicos, como produção de cimento e aço.
O GEO-QUANT Basic é a solução XRF para a análise de geomateriais. É um método preciso para medir os 14 principais elementos (em forma de óxido) em amostras geológicas. Os óxidos Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, K2O, CaO, TiO2, Cr2O3, Mn2O3, Fe2O3, ZnO e SrO são medidos em amplas faixas de concentração, independente da sua matriz de origem.
Para obter a melhor precisão, 20 materiais de referência certificados (CRM), incluindo cimento, argila, feldspato, calcário, dolomita, rocha sedimentar, magnesita, óxido refratário, bauxita, gesso e outros tipos diferentes de minérios foram usados para estabelecer uma calibração de ampla faixa de concentração. A qualidade da calibração é avaliada usando quatro referências adicionais certificadas dos materiais.
Condições de medição: A Curva de calibração
Os parâmetros do método de medição são descritos abaixo na Tabela.
As quatro amostras de controle de qualidade dedicadas foram medidas 20 vezes, pelo GEO-QUANT Basic, para verificar a validade e estabilidade do método. Os resultados, mostrando a concordância com os certificados e a estabilidade, estão resumidos a seguir:
Para este método, o modo de otimização automática de corrente de SPECTRA.ELEMENTS é usado para garantir o desempenho ideal do detector. Todas as amostras foram preparadas como pérolas fundidas com 1,0 g de amostra inflamada e 8,0 g de fluxo (66% de tetraborato de lítio, 34% de metaborato de lítio).
Conclusão:
A análise de matérias-primas geológicas é de vital importância para muitos processos industriais, tanto do ponto de vista do controle de qualidade quanto do tempo de atividade do processo. O S2 PUMA com GEO-QUANT Basic atende às necessidades dessas tarefas analíticas desafiadoras, fornecendo resultados exatos e precisos para controle de qualidade e análise de materiais completamente desconhecidos usando pequenas quantidades de amostra.
O uso de uma calibração robusta, como GEO-QUANT Basic, significa que não são necessários padrões correspondentes de cada matriz individual, pois todos os tipos de materiais podem ser analisados usando a mesma calibração. O GEO-QUANT Basic é a maneira mais conveniente de ter uma calibração operacional para geomateriais configurada rapidamente.
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