第六期 | 锌矿勘探和品位控制

手持式XRF分析仪在采矿中的应用

01｜手持式XRF分析

Niton XL5 Plus手持式XRF分析仪（图1a）是目前市场上较为小型轻便的一款手持式XRF分析仪。Niton XL5 Plus分析仪采用5W /50kV微型X射线管和带有石墨烯窗口的大面积硅漂移探测器(SDD)，可以在采矿和勘探的所有阶段中提供准确和高效率的元素分析。

XL5 Plus分析仪上的“采矿模式”使用多达4种不同的滤波器和电压以增强整个能量范围内荧光谱线的信噪比，可以测量从镁(Mg)到铀(U)中的41种元素。“采矿模式”使用基于专有基本参数(FP)的算法，该算法通过校正基质产生的吸收和二次激发效应来解释样品成分的高度可变性，从而提供准确的结果。结果实时显示在分析仪的屏幕上（图1b）。

用户可以优化“采矿模式”的设置，并将这些设置存储在“配置文件”下。配置文件促使用户能够在同一仪器上使用多种分析方法；可以很容易为给定任务选择最合适的配置文件，以快速执行所需的测量。Niton XL5 Plus分析仪还配有集成GPS，以便使用GIS程序对数据进行空间可视化，该程序可用于绘图和现场建模。

02｜方法

可以采用两种方法执行Zn-Pb-Cu-Ag矿石的分析：一种方法是直接在岩面上“原位测试”，另一种方法是制样后“试验台测试”。在“原位测试”模式下操作手持式XRF分析仪适用于筛选，它提供定性或半定量结果，能够快速定位高品位矿石。为了获得准确的定量结果，需要进行样品制备。这种制备需要收集样品，然后使用研磨机进行均质处理。如果湿度较高，可能还需要干燥。然后将获得的粉末倒入样品杯中，并使用XL5微型试验台进行分析（图1c）。这种方法可以进行更长时间的测量，通常能产生与实验室方法更具可比性的结果。

在本研究中，对Zn-Pb-Cu-Ag矿石样品进行精细研磨，然后装入配有4 μm聚丙烯薄膜的标准XRF样品杯中，并使用Niton XL5 Plus分析仪的“采矿模式”在3种光束条件（30秒/主范围、30秒/高范围和30秒/低范围）下测量90秒。为了优化准确度，进行了简单的校准后调整，运行了一些与未知样品具有相似浓度和矿物学性质的参比材料。

03｜结果

对照在样品完全溶解后使用原子吸收光谱测定法 (AAS) 获得的实验室结果，绘制了使用Niton XL5 Plus分析仪对13个样品进行分析后获得的结果。相关系数R²是数据集彼此相关紧密程度的指标，其中完全相关的R²为1。此外，当接近1时，曲线斜率指示较低的系统性误差。从图2中可以看出，现场结果和实验室结果之间具有较高的相关性和较低的系统性误差，这表明手持式XRF分析方法对Zn-Pb-Cu-Ag矿石勘探和开采具有较高的准确性。此外，它还能准确测量以较低浓度（低至10 ppm）存在的Ag。铁和轻元素的额外结果提供了有关岩石矿物学的信息。

本文结论