Thiết bị phân tích XRD xách tay sử dụng trong khảo sát và khai thác Bauxite

Quặng bauxite thường có dạng hạt mịn, làm cho việc xác định và định lượng khoáng vật tại hiện trường hoặc trong thực địa là một nhiệm vụ khó khăn. Máy phân tích nhiễu xạ tia X xách tay của Olympus (pXRD) có thể cung cấp cho các nhà địa chất, các kỹ sư khai thác mỏ, và các nhà luyện kim các phân tích định tính khoáng vật gần như trong thời gian thực. Hiểu biết về khai khoáng bô xít có thể giúp tối ưu hóa các nỗ lực tìm kiếm, cải tiến các chiến lược pha trộn vật liệu và thu hồi kim loại. XRD cũng được sử dụng bởi các nhà sản xuất bauxite khi tiếp thị quặng tới các nhà máy luyện chế quặng.

Lợi thế của Olympus

Các ưu điểm thiết bị XRD của Olympus bao gồm:

  • Lượng mẫu ít: chỉ cần khoảng 15 mg
  • Chuẩn bị dễ dàng: không yêu cầu trình độ kỹ thuật viên lành nghề
  • Thời gian phân tích ngắn: có kết quả trong vài phút
  • Có khả năng cơ động: hoạt động bằng pin với thiết kế bền chắc, không có phụ kiện dễ hỏng hóc
  • Hoạt động độc lập: không cần nước làm mát hay nguồn điện công suất lớn
  • Không yêu cầu bảo trì: XRD có thể thực hiện thường xuyên mà không yêu cầu bảo trì

Khai thác

Bauxite bao gồm nhiều khoáng chất gốc nhôm (ví dụ như boehmite, gibbsite, diaspore, kaolin) có mức độ thu hồi kim loại khác nhau. Nhôm có thể được thu hồi trong quá trình chế biến được gọi là nhôm có sẵn. Silica tiêu thụ axit trong quá trình chế biến được gọi là silic phản ứng.

Biết được lượng alumina sẵn có và silic phản ứng là một phần không thể tách rời để vận hành hoạt động hiệu quả. Bằng cách sử dụng thiết bị pXRD của Olympus, nhà địa chất học có thể nhanh chóng xác định được alumina sẵn có và silica phản ứng trong lĩnh vực này để đánh giá hàm lượng nhôm trong bauxite (hình 1).

Hình 1. Mối tương quan giữa alumina sẵn có và silic phản ứng được đo bằng thiết bị phức tạp trong  phòng thí nghiệm so với kết quả từ pXRD định lượng.

Xử lý quặng và khai thác

Mặc dù được sử dụng tương đối phổ biến, phương pháp tiêu hủy (được sử dụng để xác định lượng alumina sẵn có và silic phản ứng) không cho bạn biết chính xác quặng sẽ phản ứng như thế nào trong quá trình tinh chế. Khoáng sản quặng và gangue có ảnh hưởng lớn đến lượng alumina thu hồi được tại nhà máy tinh chế nhôm.

Các mô hình chi tiết khoáng vật và các chiến lược pha trộn có thể tối ưu hóa hiệu quả của dự án rất đáng kể, giúp đảm bảo rằng sản phẩm quặng tốt nhất được chuyển tới nhà máy tinh chế.

Hình 2. Mối tương quan tuyệt vời giữa tỷ lệ phần trăm khoáng sản qua XRD từ thiết bị XRD 4 kW và Olympus pXRD với thời gian chạy 20 phút.

Tiếp thị quặng Bauxite

Các quy trình khai thác tại các nhà máy tinh chế quặng đều khác nhau một chút, vì vậy nhiều nhà sản xuất bauxite cần tách biệt mình với các đối thủ cạnh tranh dựa và dữ liệu hàm lượng chính xác. Phân tích khoáng vật định lượng thường xuyên sử dụng pXRD có thể được sử dụng làm công cụ tiếp thị cho người mua tiềm năng.

Olympus pXRD — Chất lượng dữ liệu

Mặc dù các máy  phân tích pXRD của Olympus mang lại sự tiện lợi khi xác định định lượng tại chỗ mà không cần thủ tục chuẩn bị mẫu phức tạp, người sử dụng cũng có thể tin tưởng vào kết quả đạt được. Để minh họa các khả năng định lượng của máy phân tích pXRD của Olympus, chúng tôi đã so sánh kết quả thu được bằng cách sử dụng một dụng cụ đo lường thông thường có công suất lớn tiêu thụ tới 4 kW. Hình 2 và Bảng 1 dưới đây minh họa những kết quả này và cho thấy sự đồng thuận tuyệt vời giữa dụng cụ pXRD của chúng tôi và dụng cụ thí nghiệm.

Phân tích theo các thời gian khắc nhau cũng được thực hiện để đánh giá hiệu suất của các máy phân tích Olympus pXRD ở các thời gian chạy khác nhau, và điều này được thể hiện trong hình 3 và 4 dưới đây.

Hình 3. Dấu vết XRD thu được từ thiết bị XRD 4 kW và Olympus pXRD ở các thời điểm thu khác nhau. Vui lòng tham khảo chú giải trong hình 4.

Hình 4. So sánh các tỷ lệ phần trăm khoáng sản được trích ra từ các dấu vết XRD trong Hình 3. Lưu ý mối quan hệ tuyệt vời giữa Olympus pXRD và các thiết bị đắt tiền trong phòng thí nghiệm, ngay cả trong thời gian kiểm tra rất ngắn.

Khoáng sản Lab-based XRD pXRD – 30 phút pXRD – 20 phút pXRD – 10 phút pXRD – 5 phút
Boehmite 3.2 3.1 2.5 1.0 1.6
Gibbsite 66.4 68.3 68.9 71.4 70.3
Hematite 11.7 8.1 7.3 7.3 6.5
Rutile 1.2 0.2 0.5 0.4 0.5
Anatase 3.6 2.5 2.6 2.6 1.9
Kaolin 10.1 13.9 14.1 13.3 15.2
Quartz 3.9 3.9 4.0 4.0 4.0

Bảng 1. Kết quả của định lượng XRD từ thiết bị XRD  kW 4 và Olympus pXRD vào các thời điểm thu khác nhau.

THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG BÀI VIẾT