Manganese-iron exploration and mining with handheld XRF

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá analýza chemického složení rud je v těžbě klíčová pro optimalizaci procesů, snížení nákladů a minimalizaci dopadů na životní prostředí. Mangan (Mn) se často vyskytuje společně s železem (Fe) a jeho účinná detekce přímo v terénu usnadňuje rozhodování během průzkumu a těžby. Handheld XRF analyzátory umožňují geologům i technikům získat data o koncentracích prvků okamžitě, bez nutnosti komplikované přípravy vzorku či zdlouhavého zasílání do laboratoře.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem aplikace bylo ověřit přesnost a opakovatelnost měření železa, manganu a křemíku v rudách Fe–Mn za použití přenosného XRF přístroje v porovnání s referenčními laboratorními analýzami. Studie zahrnovala 33 vzorků z dolu Fe–Mn, z nichž 14 mělo k dispozici laboratorní výsledky. Součástí bylo i opakované měření jednoho vzorku pro stanovení preciznosti metody.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Niton XL3t GOLDD Analyzer v režimu “Mining Mode”
• Celkový čas analýzy 90 s (30 s hlavní filtr, 20+20 s vedlejší filtry)

Použitá metodika

Vzorky rudy analyzované v terénu nebyly předmětem žádné komplikované přípravy – XRF měření proběhlo přímo na drcených nebo rýžových vzorcích. Přístroj měřil intenzitu charakteristických rentgenových paprsků vybuzených interakcí s elektronovým paprskem. Výsledky byly porovnány s laboratořními referenčními daty a vyhodnocena byla korelace i přesnost opakovaných analýz.

Hlavní výsledky a diskuse

Ve všech třech determinovaných prvcích byla zjištěna vynikající shoda mezi přenosným XRF a laboratorními metodami:

• Železo (Fe): koeficient determinace R² > 0,99
• Mangan (Mn): R² > 0,99
• Křemík (Si): R² ≈ 0,95

Opakovatelnost (RSD) analýzy jednoho vzorku dosáhla velmi nízkých hodnot 0,386 % pro Fe a 0,270 % pro Si. To potvrdilo vysokou preciznost přístroje i při více měřeních za stejných podmínek.

Přínosy a praktické využití metody

Handheld XRF přístroje přinášejí řadu výhod:

• Okamžitý přístup k elementárním koncentracím bez nutnosti zasílání vzorků do laboratoře
• Redukce nákladů a času spojeného s průzkumem a klasifikací rud
• Možnost provádět neinvazivní, nenákladná měření přímo v terénu
• Spolehlivá data pro rozhodovací procesy v reálném čase

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj XRF technologie směřuje k dalšímu zlepšení citlivosti na lehké prvky a k automatizaci sběru dat pomocí bezdrátových sítí. Integrace s geologickými informačními systémy (GIS) a strojovým učením nabídne podrobnou prostorovou analýzu ložisek a predikci zón s vyšší koncentrací cílových prvků. Další rozšíření kalibrací zpřesní měření v různých geologických prostředích a při odlišných matrice vzorků.

Závěr

Thermo Scientific Niton XL3t GOLDD Analyzer prokázal vynikající přesnost a preciznost při analýze železa, manganu a křemíku v rudách Fe–Mn. Mobilní XRF technologie tak představuje efektivní nástroj pro všechna stádia průzkumu a těžby, podporující rychlá a informovaná rozhodnutí přímo v terénu.

Reference

• Thermo Fisher Scientific Inc. Application Note MCS-AN1066-EN "Manganese-iron exploration and mining with handheld XRF", 2024.