Analysis of ilmenite ore samples from Australia and China with ARL EQUINOX 100 XRD & ARL QUANT'X XRF instruments

Význam tématu

Ilmenit je klíčová surovina pro výrobu oxidu titaničitého (TiO2), což je nejrozšířenější bílý pigment v průmyslu. Znalost mineralogického složení a chemického složení vzorků ilmenitu je zásadní pro posouzení jeho kvality, využitelnosti a ekonomické hodnoty. Kombinace metod rentgenové difrakce (XRD) a rentgenové fluorescence (XRF) poskytuje komplexní pohled na strukturu a chemii rud, což umožňuje optimalizovat těžební a zpracovatelské procesy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem příspěvku je demonstrovat možnost rychlé a přesné analýzy ilmenitových vzorků z Austrálie a Číny pomocí přenosného XRD přístroje ARL EQUINOX 100 a kompaktního XRF přístroje ARL QUANT’X. Studie srovnává výsledky získané s různými zářivy a ukazuje, jak volba zdroje a filtrace ovlivňuje kvalitu dat.

Použitá metodika a instrumentace

Pro mineralogickou analýzu byla uplatněna rentgenová difrakce v odrážecí geometrii. Vzorky bylo nutné nadrcením upravit, poté měřit 15 min pod Cu‐Kα zářením s PVC filtrem a pod Co‐Kα zářením pro omezení fluorescenčního šumu. Fázová analýza probíhala v softwaru MDI JADE 2010 s databází ICDD PDF4+.
Pro chemickou analýzu se uplatnila energiedispersní rentgenová fluorescence (EDXRF). Vzorky byly rozdrceny, prosity na 200 mesh a lisovány do pelet. Spektra byla vyhodnocena bezstandardově pomocí UniQuant FP algoritmu.

Použitá instrumentace

• ARL EQUINOX 100 X-ray difraktometr – mikrofokus Cu 50 W / Co 15 W, zakřivený detektor CPS
• ARL QUANT’X EDXRF – detektor SDD, Rh nebo Ag anoda 50 W, měření prvků Na–U

Hlavní výsledky a diskuse

Srovnání chemického složení ilmenitových vzorků z Austrálie a Číny ukázalo shodné trendy mezi XRF a XRD, přestože XRD může částečně opomenout amorfní fáze a pevné roztoky. Označené rozdíly v koncentracích TiO2, Fe2O3 a dalších oxidů byly v rámci kompatibility metod akceptovatelné.
Mineralogické složení ukázalo:

• Australské vzorky obsahují převážně ilmenit (přes 85 %) s menším podílem hematitu, rutilu a anatase.
• Čínské vzorky vykazují rozmanitější minerály spojené s ilmenitem (diopsid, pseudobrookit, browneit, lizardit), přičemž použití Co‐Kα zajišťuje lepší rozlišení fází s překrývajícími se difrakčními píkami.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace přenosného XRD přístroje a kompaktního XRF analyzátoru umožňuje:

1. Rychlé nasazení v terénu i v laboratoři bez rozsáhlé infrastruktury.
2. Komplexní posouzení kvality rudy z hlediska mineralogie a chemie.
3. Optimalizaci těžebních a zpracovatelských postupů na základě spolehlivých dat.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dostupnost nízkowattážních i přenosných zařízení povede k širšímu využití XRD a XRF v oblasti průzkumu ložisek a kontroly kvality při výrobě pigmentů. Zlepšení detektorů a rychlost vyhodnocovacích softwarů umožní automatizaci batche i on‐line monitorování procesů. Integrace technologií do mobilních laboratoří otevírá nové možnosti pro geograficky rozptýlené provozy.

Závěr

Studie potvrdila, že kombinace ARL EQUINOX 100 a ARL QUANT’X nabízí spolehlivou, rychlou a flexibilní analýzu ilmenitových rud. Volba Co‐Kα záření zvyšuje rozlišovací schopnost XRD, zatímco UniQuant FP zjednodušuje chemické kvantifikace bez nutnosti standardů. Takový přístup podporuje efektivní rozhodování v těžebním průmyslu a produkci TiO2.