用于冶金行業的便攜式X射線衍射技術?

在(zai)采(cai)礦(kuang)(kuang)(kuang)行(xing)業(ye)中，對礦(kuang)(kuang)(kuang)物進行(xing)萃(cui)取(qu)(qu)(qu)時(shi)(shi)，會將各(ge)種冶(ye)(ye)金工(gong)藝結合在(zai)一(yi)起(qi)使用。在(zai)萃(cui)取(qu)(qu)(qu)過(guo)程(cheng)中，通(tong)(tong)常先進行(xing)浮選(xuan)，以(yi)(yi)獲得精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)，然后再通(tong)(tong)過(guo)熔煉(lian)或浸析方(fang)(fang)法，回(hui)收到(dao)終想要的(de)(de)產品。在(zai)萃(cui)取(qu)(qu)(qu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)每個階段了解相關礦(kuang)(kuang)(kuang)物的(de)(de)定量(liang)(liang)性(xing)(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)物學(xue)信(xin)(xin)(xin)息，在(zai)從有(you)價值的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)床中盡可(ke)能有(you)效地(di)回(hui)收礦(kuang)(kuang)(kuang)物的(de)(de)過(guo)程(cheng)中，起(qi)著至關重(zhong)要的(de)(de)作用。定量(liang)(liang)性(xing)(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)物學(xue)信(xin)(xin)(xin)息，不僅可(ke)使采(cai)礦(kuang)(kuang)(kuang)人員(yuan)制定出可(ke)提高采(cai)礦(kuang)(kuang)(kuang)效率的(de)(de)策(ce)略（如：在(zai)配(pei)礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)(fang)面），還可(ke)以(yi)(yi)優化當前正(zheng)在(zai)進行(xing)的(de)(de)采(cai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)(fang)式。冶(ye)(ye)金學(xue)家(jia)和地(di)質學(xue)家(jia)一(yi)般會使用化學(xue)試驗數據，估(gu)算定量(liang)(liang)性(xing)(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)物學(xue)信(xin)(xin)(xin)息，但是由(you)于礦(kuang)(kuang)(kuang)物本(ben)身所固有(you)的(de)(de)復雜性(xing)(xing)，這(zhe)些(xie)估(gu)算出來的(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息會具(ju)有(you)誤導性(xing)(xing)。奧林巴(ba)斯的(de)(de)便(bian)攜式X射線衍(yan)射（pXRD）分析儀幾乎(hu)可(ke)以(yi)(yi)實時(shi)(shi)在(zai)現場為冶(ye)(ye)金學(xue)家(jia)提供可(ke)靠的(de)(de)定量(liang)(liang)性(xing)(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)物學(xue)信(xin)(xin)(xin)息，而以(yi)(yi)其它方(fang)(fang)式獲得這(zhe)些(xie)信(xin)(xin)(xin)息會需(xu)要幾天或幾個星(xing)期的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)。

浮選

浮(fu)選(xuan)(xuan)是濃縮各種(zhong)差金屬和貴(gui)金屬礦(kuang)石(shi)的(de)一種(zhong)常用工藝。在(zai)浮(fu)選(xuan)(xuan)過程中，需使(shi)(shi)用某些(xie)試劑 (化(hua)學(xue)藥劑）對礦(kuang)石(shi)進行處理, 以(yi)促使(shi)(shi)有(you)價值的(de)硫化(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)漂浮(fu)上來，同時(shi)使(shi)(shi)沒(mei)有(you)多少價值的(de)礦(kuang)物(wu)沉到下面。令人遺憾的(de)是，不是所有(you)具有(you)經濟價值的(de)元素都會出現在(zai)硫化(hua)物(wu)礦(kuang)物(wu)中（例如：它(ta)們可能會存在(zai)于氧化(hua)物(wu)中），而且一些(xie)沒(mei)有(you)多少價值的(de)脈石(shi)礦(kuang)物(wu)也會漂浮(fu)上來（如：滑(hua)石(shi)和粘土），從而會污染精(jing)礦(kuang)，并降低精(jing)礦(kuang)的(de)質量(liang)。

冶金學家、地質學家和(he)采(cai)礦工(gong)程師使用(yong)奧林巴斯的便攜式X射線衍射系統，可以進行以下(xia)操作：

• 對會污染精礦并使精礦降級的有問題和有害的礦物（如：滑石和粘土）進行定量分析（圖1）
• 對漂浮上來的具有經濟價值的礦物（如：硫化物）的比例進行量化分析
• 對尾礦進行流變學特性分析（脫水，環境）

圖1. 通過奧林巴斯的便攜式X射線衍射分析儀獲得的定量性礦物學分析結果。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。綠泥石會影響浮選結果，因為它會污染終獲得的精礦，并在浮選工藝流程中造成各種問題。
 

浸析

不是所有(you)礦石礦物(wu)(wu)都能浸析(xi)(xi)出(chu)金(jin)(jin)屬(shu)，而且各種可(ke)浸析(xi)(xi)出(chu)金(jin)(jin)屬(shu)的礦石礦物(wu)(wu)具(ju)有(you)不同的浸析(xi)(xi)性能和浸析(xi)(xi)速度(du)。此外，脈(mo)石礦物(wu)(wu)還會(hui)在浸析(xi)(xi)過程中消耗酸。奧林巴斯(si)的便攜(xie)式X射線衍射分析(xi)(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地完成以(yi)下(xia)操(cao)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。通過了解礦石礦物的組合成分，冶金學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際的估算（根據Jansen & Taylor 2003文獻資料）。
 

火法冶金學（熔煉和焙燒）

精礦(kuang)的礦(kuang)物學(xue)成分會極大地影響接(jie)下(xia)來要(yao)完成的火法(fa)冶(ye)金(jin)工藝(yi)。火法(fa)冶(ye)金(jin)工藝(yi)是對精礦(kuang)產品進行熔煉和/或焙燒的過程。通過奧林巴(ba)斯的便攜式(shi)X射線衍射分析(xi)儀獲得的定量(liang)性(xing)礦(kuang)物學(xue)信息(xi)可(ke)使冶(ye)金(jin)學(xue)家(jia)完成以下(xia)操作：

• 優化冶金工藝條件
• 在熔煉之前對礦石完成進一步的處理或配礦操作
• 對表面暗淡的產品和礦渣產品（廢料）進行分類

快速完成定量性礦物學分析：便攜式X射線衍射分析儀不愧為一個有價值的冶金工具

對會影(ying)響(xiang)冶(ye)金(jin)工藝(yi)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)進行定(ding)(ding)量性(xing)分(fen)析，遠比識(shi)別出(chu)有問題的(de)(de)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)更為重要(yao)。這些會產生問題的(de)(de)脈石礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)如果(guo)處于或(huo)(huo)低于某種閾(yu)限值（或(huo)(huo)臨界點(dian)，圖3），則通常只會造成極小的(de)(de)，或(huo)(huo)者(zhe)說(shuo)可以(yi)控制的(de)(de)不良影(ying)響(xiang)。因此，冶(ye)金(jin)學(xue)家(jia)隨時獲取準確的(de)(de)定(ding)(ding)量性(xing)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)學(xue)數據(ju)至關重要(yao)（圖4和圖5），這樣他(ta)們(men)就可以(yi)根據(ju)獲得(de)的(de)(de)數據(ju)優化他(ta)們(men)的(de)(de)冶(ye)金(jin)工藝(yi)，或(huo)(huo)者(zhe)開發(fa)出(chu)更適當(dang)的(de)(de)配礦(kuang)(kuang)策(ce)略(lve)。

圖3. 通過對會產生問題的脈石礦物進行的定量性分析，冶金學家可以確定管理冶金工藝的很好方式，或者開發出更為適當的配礦策略。
 

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

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

用于冶金行業的便攜式X射線衍射技術

奧林巴斯的(de)創新型便攜式X射線(xian)衍射分析儀的(de)優勢如下：

• 少量樣本：僅需15毫克的材料
• 簡便的樣本準備工作：儀器的操作和數據的采集不需要技能熟練的專業技術人員
• 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，沒有移動部件
• 無需持續的維護服務：X射線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