[發(fā)明專利]用于勘探樣本的X射線熒光(XRF)分析的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780040940.5
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109416329A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·林特恩
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 張豐豪

一種用于確定含有無法由X射線熒光(XRF)直接檢測出的濃度的金屬的勘探樣本中的所述金屬的收集器裝置包括吸附材料，所述吸附材料能夠從通過消解所述勘探樣本而產(chǎn)生的消解混合物中集中金屬，所述吸附材料被配置成與XRF檢測器的分析窗口相關(guān)聯(lián)，以有助于確定所述勘探樣本中的金屬值的量。一種用于制備勘探樣本以進行分析的樣本制備器皿、方法和系統(tǒng)包括：器皿，所述器皿用于接納所述勘探樣本、消解片劑和消解介質(zhì)；封閉件，其用于允許搖動所述器皿以產(chǎn)生包括溶解金屬的消解混合物；以及所述收集器裝置。所述封閉件與所述收集器裝置相耦接，使得通過移除所述封閉件而從所述器皿取回收集器裝置。所述消解片劑包括金屬浸出劑和堿性化合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及一種用于勘探樣本的X射線熒光(XRF)分析的方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)用于在野外礦物勘探采樣活動期間使用，具體地具有無法由XRF直接檢測出的濃度的金屬的勘探樣本。

本公開還涉及一種消解組合物和一種消解片劑，所述消解組合物和消解片劑可以用于制備勘探樣本以便根據(jù)本文中描述的方法和系統(tǒng)進行XRF分析。本公開進一步涉及一種樣本制備器皿、方法和系統(tǒng)，所述樣本制備器皿、方法和系統(tǒng)可以用于制備勘探樣本以便根據(jù)本文中描述的方法和系統(tǒng)進行XRF分析。

本公開還涉及一種用于集中消解混合物中的溶解金屬的收集器裝置。所述收集器裝置與XRF檢測器接合，所述XRF檢測器被布置成測量在所述收集器裝置上收集的吸附金屬的量。

背景技術(shù)

礦物勘探活動經(jīng)常在偏遠地區(qū)進行并且涉及收集大量地質(zhì)樣本，包括但不限于，土壤樣本、鉆屑樣本以及水系沉積物樣本。一旦收集，樣本通常被運送到實驗室進行分析，以確定樣本中的金屬濃度。可用分析技術(shù)中的很多技術(shù)涉及酸提取、火法試金或熔融技術(shù)，接著是光譜或分光光度分析以對金屬進行量化。這些相對復(fù)雜的化學(xué)方法通常不適合偏遠野外使用，并且需要高功耗、清潔條件、穩(wěn)定的溫度以及恒定的電輸出。火法試金爐例如通常需要數(shù)十kW的功率和460V。

由于能夠執(zhí)行必要分析的大多數(shù)實驗室都位于城市地區(qū)，因此可能要花費幾天、數(shù)周或甚至數(shù)月的時段來分析樣本和解譯數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致要有很長時間才能知道礦物勘探活動的結(jié)果。

地質(zhì)樣本中比較難分析的樣本之一是金。先前已經(jīng)提出電化學(xué)和比色法適合于在野外分析金。這兩種技術(shù)都比較耗時并且近年來未被礦物勘探行業(yè)采用。它們不適合快速常規(guī)分析，因為它們需要獨立化學(xué)實驗室形式的復(fù)雜設(shè)備、制備用于分析的樣本的技術(shù)人員，以及執(zhí)行和解譯樣本分析的專業(yè)知識。

盡管在野外將便攜式X射線熒光(pXRF)檢測器用于礦物分析，但它們通常并不用于金分析，因為a)金的檢測閾值較高，b)所收集的樣本中的金濃度通常較低(<1ppm)并且低于檢測閾值，以及c)很多樣本包括會產(chǎn)生光譜干擾的其他金屬或元素，從而妨礙這種方法對金的可靠檢測。

美國專利申請公布號2014072095描述應(yīng)用x射線計算機斷層掃描和x射線熒光的組合來評估樣本，具體地來自采礦作業(yè)的尾礦，其中鉑和金粒子較低地分散在各處。對鉑和金粒子的識別通常比較困難，因為它們在尾礦中分散不好；然而，這個限制通過首先使用x射線計算機斷層掃描(CT)獲得樣本的三維圖像得到解決。操作者從樣本的CT測量的感興趣特征中選擇感興趣區(qū)域、隨后從限定的感興趣區(qū)域獲得x射線熒光光譜，并且將XRF光譜與元素信息相匹配以進行識別。感興趣區(qū)域通常是鉑駐留在其中的少量微米級顆粒。

盡管將高分辨率x射線CT與XRF相耦合有助于減輕樣本大小的固有限制，但它仍依賴于識別樣本中的其中金屬濃度高于XRF的檢測閾值的區(qū)域。另外，關(guān)于驗證樣本內(nèi)的元素的自由狀態(tài)，所述技術(shù)在進行任何測量之前都要正確地識別‘感興趣區(qū)域’。它沒有提供對樣本中的感興趣金屬的濃度的指示。