آنالیز مواد معدنی چیست و چه روش‌های دارد؟

آنالیز مواد معدنی از مرحله استخراج تا استفاده از محصول نهایی از مهمترین و پرکاربردترین کارها در صنایع معدنی و کسب و کارهای مرتبط با آن به شمار می‌آید. آنالیز مواد معدنی شامل مواردی مانند ساختار بلوری، رنگ، سختی، چگالی، شکست، میزان عنصر اصلی و حدود نسبی سایر عناصر موجود و درجه خلوص مواد معدنی می­باشد.

*معمولا آنالیز مواد معدنی به امکاناتی بیشتر از چشم غیر مسلح نیاز دارد.

یک ماده زمانی ماده معدنی تلقی می­شود که جامد و بلوری باشد، از نظم و آرایش تکرار شونده اتم­ها برخوردار باشد و همچنین دارای ترکیبات شیمیایی خاصی بوده و بصورت طبیعی ایجاد شده باشد.

انواع آنالیز

برای آنالیز کمی و کیفی مواد معدنی روش­های مختلفی وجود دارد که محققین بر اساس اهداف و نیازهای خود یکی از این روش­ها را انتخاب می­کنند.

قبل از شروع هرنوع آنالیز شیمیایی بهتر است مواردی را در نظر داشته باشیم:

•   انتظار داریم چه عناصری را شناسایی کنیم؟
•   مشخصات این عناصر چیست؟
• غلضت عناصری که با آن­ها در ارتباط هستیم چقدر است؟
•    فازهای معدنی با کدام عناصر خاص مرتبط هستند؟

روش­های شناسایی و آنالیز مواد معدنی، بسیار حائز اهمیت می­باشد. خواص فیزیکی و شیمیایی یک محصول به نوع مواد اولیه و ریزساختار آن بستگی دارد. بنابراین جهت شناسایی ویژگی­های یک ماده جهت انجام پژوهش و کنترل کیفیت محصولات صنعتی، نیاز به روش­ها و تجهیزات شناسایی است.

روش‌ های آنالیز مواد معدنی

بصورت کلی روش­ های آنالیز را می­توان به سه دسته تقسیم بندی نمود:

• عنصری
• فازی
• ریز ساختاری

آنالیز عنصری

در آنالیز عنصری تنهای نوع و یا مقدار عنصر مشخص می­شود اما ساختار کریستالی عنصر یا ماده تعیین نمی­شود.

• طیف سنجی جذب اتمی (AAS)

هدف: اندازهگيري غلظت حدود 60 عنصر در نمونه‌های تخريب شده در اسيد تا حد سنجش ppm

پذيرش نمونه: نمونه به صورت جامد يا مايع به آزمايشگاه ارسال می‌شود. نمونه‌های جامد را ابتدا بايد به صورت پودر درآورد.

مزايا و محدوديت‌ها: مزيت اين روش ساده، ارزان و دقيق بودن آن است. در اين روش امكان اندازه‌گيری غلظت حدود 60 عنصر وجود دارد. اين روش قادر به اندازه‌گيری غلظت در حد ppm  و ppb است. معايب آن تك عنصری بودن، نياز به يك لامپ هالوكاتد برای هر عنصر، كاليبراسيون مناسب و مراحل آماده‌سازی نمونه است.

• فلورسانس پرتو ایکس (XRF)

هدف: شناسايی عناصر موجود در نمونه به صورت كمی يا نيمه‌كمی و يا كيفی.

پذيرش نمونه: اين روش به دو صورت اندازه‌گيری طول موج اشعه ايكسو WD-XRF و انرژی اشعه ايكـس ED-XRFاسـت كـه روش WD-XRF دقت و صحت بالاتري دارد.

به طور معمول نمونه‌ها به صورت جامد، مايع و پالپ هستند. نمونه‌های جامد بايد تا ابعاد كوچكتر از 60 ميكرون پودر شوند.

مزايا و محدوديت‌ها: مزيت اين روش، ساده بودن تهيه نمونه و چند عنصری بودن آن است. معايب آن وجود تداخل و همپوشانی طيـف‌هـای برخـی از عناصر و تاثير ماتريكس است.

• طیف سنج نوری-پلاسمای القایی جفت شده (ICP-OES)

اين دستگاه بر پايه طيف سنجی نوری پلاسمايی جفت شده القايی براي تشخيص عناصر فلزی جزيی به كار می‌رود. عملكرد ين دستگاه بر اساس افزايش سطح انرژی و يون‌ها است كه منجر به تابش امواج الكترومغناطيسی می‌شود كه نشانگر ميزان غلظت عنصر مورد نظر در نمونه مورد بررسی است. اين دستگاه در انجام موازنه‌های جرمی نيز كاربرد دارد.

• طيف‌سنجی جرمی– پلاسمای القايی جفت شده (ICP-MS)

دستگاه ICP-MS يك نوع طيف‌سنج جرمی است كه حساسيت بالايی دارد و قادر به آناليز همزمان محدودهای از فلزات با دقت  1قسمت بر 10 میلیون قسمت است. اين دستگاه بر اساس جفت‌شدگی يك پلاسمای القايی به عنوان يك منبع يونی با يك طيف‎سنج جرمی به عنوان روشی براي آشكارسازی يون‌ها به كار می‌رود.

به دليل حساسيت فوقالعاده بالای آن، روش مناسبی برای تعيين عناصر كمياب است. كاربردهای بسياری در حوزه پزشكی و ايمنی، براي آن گزارش شده است. اين روش برای اندازه‌گيری صحيح عناصر جدول تناوبی به غير از عناصر گازی و كربن و همچنين برای تعيين ناخالصی‌های عناصر كمياب كاربرد دارد.

آنالیز فازی

در آنالیز فازی ساختار کریستالی یا کانی­های موجود در ماده مشخص می­شود.

• پراش پرتو ایکس (XRD)

هدف: هدف اين روش شناسايی كانی‌های هدف يا باطله است. اين روش معمولا كيفی است، اما برخـی از دسـتگاه‌هـای جديـد امكـان تعيين درصد كمی كانی‌ها را دارند. علاوه بر آن می‌توان دامنه ابعادی و فازهای غير بلورين را از بلورين تشخيص داد.

پذیرش نمونه: در روش XRD پودر، نمونه بايد به صورت پودر همگن به ابعاد كمتر از 60 ميكرون باشد. محدوده وزن نمونه بين 2 تـا 10 گـرم است.

مزايا و محدوديت‌ها: مزيت استفاده از اين روش سرعت بالا و امكان تشخيص كانی‌های بسيار ريزبلور است كه در ساير روش‌ها قابل تشخيص نيست. محدوديت اين روش عدم امكان تشخيص كانی‌های با فراوانی كمتر از 3 درصد در نمونه است.

آنالیز ریزساختاری

در این روش آنالیز شکل، اندازه و توزیع فازها بررسی می­شود که این ویژگی­ها اثر مهمی بر خواص نهایی ماده دارند.

• میکروسکوپ نوری (DM)
• میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
• میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)

آنالیز محصولات باسط فرآور پویا

محصولات باسط فرآور پویا جزء محصولات معدنی به شمار می‌آیند. بنابراین به منظور تعیین کیفیت و  میزان عناصر سنگین داخل آن‌ها نیاز به آنالیز دارند. صنایع مختلف با توجه به نیاز خود ممکن است روش‌های متفاوتی را جهت آنالیز و تست مواد معدنی استفاده نمایند. به عنوان مثال محصولات معدنی مورد استفاده در صنایع دارویی نیاز به آنالیز و تست‌های دقیق‌تری دارند و از روش‌های آنالیز دقیق یا بعضا از چند روش آنالیز و تست استفاده می‌کنند.

آنالیز محصولات باسط فرآور پویا طبق استاندرادهای روز در بخش محصولات سایت بارگذاری شده است. باسط فرآور پویا امکان ارسال نمونه و انجام تست کیفیت توسط مشتریان را فراهم نموده است.

همچنین اگر صنعت شما، مواد اولیه معدنی با آنالیز خاص نیاز دارد، باسط فرآور پویا می‌تواند با همکاری شما، محصولات تخصصی و متناسب با نیازتان را تولید و ارائه نماید.

شما می‌توانید برای مشاوره و خرید، با کارشناسان باسط فرآور پویا تماس حاصل فرمایید.

 

پیشنهاد می‌کنیم مطالب زیر را مطالعه نمایید:

• معدن و معدنکاری چیست؟
• مواد معدنی فلزی چیست؟
• کنسانتره روی چیست؟