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全自動機械“打工人”:奧林巴斯便攜式XRF高效分析地質樣品

閱讀:565      發(fā)布時間:2021-2-4
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地球化學研究成本可能很高,,而且需要制備大量的樣品,,不過,基于機器人技術的創(chuàng)新型XRF檢測方式正在改變這一現狀,。機器人技術的進步使人們可以更迅速,、更高效地完成地質勘探項目中的X射線熒光(XRF)分析。

 

促使XRF分析發(fā)生重大變革的一項創(chuàng)新型機器人研究成果是GERDA(Geochemical Research and Documentation Assistant),,即自動化地球化學研究和文檔助手,。GERDA是由芬蘭MEFFA Lab Oy公司創(chuàng)建的一種自動化裝置,其設計宗旨是使用便攜式XRF分析儀對巖芯盒中的巖芯,,或者裝在塑料袋中的土壤,、沉積物和碎石進行自動檢測,以獲得更高的樣品檢測通量,。

 

該自動化系統安裝在一臺數控床上,,裝配有一個Vanta手持式XRF分析儀,、一個高分辨率USB攝像頭、一個基于Raspberry Pi 3的簡易控制模塊,,以及可以進行數據處理并實現結果可視化的使用方便的軟件,。

在研發(fā)GERDA的同時,研究人員還開發(fā)了一種被稱為金塊效應黃金檢測NEFFA)的*方法,,用于評估樣品(通常為碎石或碎鉆芯)中的金礦化程度,。

GERDA與Vanta XRF分析儀一起用于地質勘探項目的自動化測試

 

開發(fā)GERDA系統

GERDA系統是由一個使用便攜式XRF分析儀完成礦產勘探項目超過了15年的團隊開發(fā)建成。這個團隊的主要任務是在黃金勘探項目中發(fā)現探途元素,。隨著時間的推移,,他們見證了便攜式XRF分析儀的發(fā)展過程,特別是分析儀在檢測速度上的提高:雖然檢測時間減少了,,但是依然可以達到很高的精度水平,。

他們也看到了奧林巴斯在探測器技術和信號處理方面的發(fā)展進步,特別是Vanta分析儀可以為包含金元素(Au)在內的許多元素提供更低的檢出限,。作為預算有限的初級勘探團隊,,他們的重點工作是綠地勘探、快速識別異?,F象、生成鉆探目標,,以及獲得潛在的新發(fā)現,。完成這些任務的關鍵是使用便攜式XRF分析儀檢測大量樣品,而不是在實驗室里對所有樣品進行分析,。而GERDA可以賦予他們這個能力,。

 

GERDA的設計目的如下:

  • 為已經擁有便攜式XRF分析儀的用戶提高樣品檢測通量
  • 為成本更高的實驗室分析選擇適當的樣品
  • 更快地獲取有價值的結果,以便進行實時跟進/補充
  • 降低勘探分析預算的總體成本
  • 提高勘探計劃的效率

 

什么是金塊效應黃金檢測(NEFFA)?

要了解這項新技術,,就必須了解“金塊效應”的工作原理,。金塊效應是一個術語,用于描述在樣品中含有較大金顆粒(金塊)時可能會出現的采樣問題,。在傳統的采樣過程中,,如果選取了帶有金塊的部分,研究人員可能會高估樣品中的含金量,。但是如果所選部分沒有金塊,,則樣品的含金量可能會被低估。在黃金勘探和開采項目中,,這種可變性會導致工作人員獲得不準確的結果,,犯下代價高昂的錯誤。

 

金塊效應黃金檢測(NEFFA)技術旨在將傳統上與金塊效應相關的挑戰(zhàn)轉化為機遇,。NEFFA技術試圖通過對某種地質材料(通常是碎石或碎鉆芯)進行多次無損,、系統性的分析來測量金塊效應,,以根據樣品中各種元素的分布情況確定是否存在黃金或其他貴金屬。NEFFA重新定義并簡化了傳統的樣品制備程序,,目的是根據便攜式XRF分析儀所提供的半定量性金含量結果,,識別出需要關注的具有潛在價值的樣品,供實驗室完成進一步分析,。

 

NEFFA的運作方式如下:

  • 根據樣品材料性質的不同,,將具有代表性的樣品分為每份2030克承裝在透明樣品袋或塑料薄膜中,以確保樣品不會受到外部制劑的污染
  • 將樣品平整為10厘米 × 10厘米的正方形塊狀,,樣品的深度不超過2毫米
  • 在樣品上疊加網格或矩陣,,每個小格的尺寸為1厘米 × 1厘米
  • 在面積為1平方厘米的每個小格區(qū)域內進行測量,然后報告所有結果的平均值
  • 這項技術對粒徑小于3毫米的碎石或碎鉆芯樣品非常有效,,但是對均質礦漿樣品無效
  • 可以直接對回轉式空氣爆破樣品和反循環(huán)鉆進樣品進行分析

 

 

NEFFA技術用于分析巖石樣品中的金元素

 

這種方法利用了GERDA在一般勘探項目中的高檢測通量優(yōu)勢,,并借助XRF分析儀提供的金元素估算值,為金礦勘探增添了附加值,。我們承認NEFFA可能會被認為是一種非傳統方法,。便攜式XRF分析儀在分析金元素方面的弱點*(元素光譜重疊會導致誤判,并且與實驗室分析相比,,檢出限(LOD)相對較高),,然而開發(fā)了GERDANEFFA的團隊通過對新技術的初步運用,表明了這種自動化系統不僅可以提供有價值的黃金數據,,還可以節(jié)省成本,。此外,在擬議實施這項技術時,,必須遵守當地的輻射安全及許可要求,。

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