Analysis of Li hard rock ores for mining exploration using ARL X’TRA Companion X-ray Diffractometer

Význam tématu

Litium z tvrdých horninových rud je klíčové pro výrobu baterií do elektromobilů a elektronických zařízení. Precizní minerální analýza umožňuje optimalizovat těžební a zpracovatelské procesy, zvýšit výtěžnost lithia a snížit náklady.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na kvantitativní stanovení minerálního složení tří vzorků lithných rud (spodumen, petalit, lepidolit) pomocí rentgenové difrakce (XRD) a Rietveldovy metody, s cílem přesně určit obsah lithia a demonstrovat efektivitu metody.

Použitá instrumentace

• ARL XTRA Companion X-ray Diffractometer s θ/θ goniometrem v Bragg-Brentano geometrii
• 600 W rentgenka s Cu Kα zářením
• Radiální a axiální kolimátory, Sollerovy štěrbiny a variabilní beam knife pro omezení rozptylu
• Integrovaný vodou chlazený systém
• Solid state pixelový detektor (55 × 55 µm) pro rychlý sběr dat
• Profex software pro Rietveldovu kvantifikaci a automatizovaný přenos výsledků do LIMS

Metodika

Vzorky byly mechanicky rozemlety a umístěny do backloading kelímků. Měření proběhlo v odrazovém režimu při Cu Kα vlnové délce (1,5418 Å) se vzorkem v rotaci po dobu 30 minut. Následná jedním klikem vedená Rietvel­dova analýza v Profexu umožnila kvantifikovat minerální fáze a propočítat obsah lithia.

Hlavní výsledky a diskuse

• Vzorek 1 (spodumen): 60,5 wt % spodumenu, obsah lithia 2,5 wt %
• Vzorek 2 (petalit): hlavní fáze křemen a živce, 12,3 wt % petalitu, lithium 0,7 wt %
• Vzorek 3 (lepidolit): až 8,4 wt % lepidolitu, lithium 0,7 wt %
• Výpočty obsahují nejistotu kvůli solidním roztokům, ale poskytují cenné údaje pro návrh benefi­kačních procesů

Přínosy a praktické využití metody

XRD s automatizovanou Rietveldovou analýzou umožňuje rychlé stanovení jakosti lithných rud během průzkumu a benefice, s minimální přípravou vzorku a nižšími nároky na školení personálu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření automatizace včetně umělé inteligence pro rychlejší analýzu difrakčních dat, integrace online monitoringu v reálném čase a adaptace na další typy rud s cílem zlepšit výtěžnost a efektivitu zpracování.

Závěr

Metoda XRD s Rietveldovou kvantifikací na přístroji ARL XTRA Companion představuje spolehlivý a rychlý nástroj pro analýzu lithných rud, který podporuje optimalizaci těžby a zpracování lithia.