Cómo los científicos utilizan la Difracción de Rayos X para analizar minerales

Las áreas de Geología y Minería son de gran importancia económica y tecnológica al proporcionar las materias primas esenciales (minerales, minerales) para el procesamiento industrial y para aplicaciones en nuestro uso diario. Su exploración, beneficio y procesamiento dependen fundamentalmente de su calidad química y mineralógica, que determina su valor para las aplicaciones posteriores. Ya sea en un laboratorio central involucrado en análisis geoquímicos y mineralógicos o en la calificación de yacimientos de una mina, varias técnicas analíticas son indispensables para caracterizar elementos mayores, menores y traza junto con su composición de fase/mineral.

La difracción de rayos X (DRX) es una técnica analítica versátil y no destructiva que puede obtener rápidamente información estructural y de fase detallada de los materiales. El análisis XRD proporciona información cualitativa y cuantitativa sobre minerales o fases en una amplia gama de materiales geológicos explorados en un laboratorio de investigación o procesados ​​para una aplicación industrial.

La fluorescencia de rayos X (XRF), por otro lado, proporciona análisis elemental (análisis geoquímico) del mismo material para complementar la mineralogía obtenida por XRD. XRF es ideal para el análisis cuantitativo de elementos mayores, menores y trazas de B a U y desde unas pocas partes por millón hasta niveles en porcentaje.

Tanto XRF como XRD son técnicas analíticas bien establecidas en laboratorios industriales (cemento, metales, minería, petroquímicos, etc.), aplicados y de investigación junto con otras técnicas como ICP/MS o ICP/OES para análisis de elementos traza o FT-IR, Raman, Microscopio electrónico para análisis estructural.

A continuación, algunas innovadoras formas en la que el XRF y DRX se han utilizado en el análisis de minerales:

La fundición, el proceso de extracción de metales básicos de sus estados naturales (minerales), se ha utilizado desde la edad del bronce para crear metales preciosos y útiles. El mineral se descompone al fundirlo con calor y un agente reductor químico como el calcio, eliminando otros elementos como gases o escoria y dejando atrás la base metálica. Debido al valor intrínseco de la escoria, es importante que haya herramientas analíticas disponibles para identificar y cuantificar la composición química de la escoria. La espectrometría de fluorescencia de rayos X (XRF) proporciona una solución rápida, confiable y repetible para medir la escoria.

Las sales metálicas, conocidas como colorantes pirotécnicos, dan colores específicos a la descarga pirotécnica. El nitrato de rubidio es un polvo cristalino blanco muy soluble en agua y muy ligeramente soluble en acetona. En una prueba de llama, RbNO3 da un color malva/púrpura claro. El compuesto nitrato de rubidio (RbNO3) mediante difracción de rayos X y una cámara de muestra especializada diseñada para altas temperaturas. Se analizan los cambios en este compuesto a medida que se calienta desde temperatura ambiente hasta 310°C, el punto de fusión.

La única fuente de hierro primario es el mineral de hierro, pero antes de que todo ese mineral de hierro pueda convertirse en acero, debe pasar por el proceso de sinterización. El sinterizado se crea mezclando concentrado de mineral de hierro con varios aditivos, como piedra caliza y sílice, para controlar la química y luego encendiéndolo a 1200 °C en un horno continuo alimentado por cinta. La calidad del sinterizado comienza con la selección y mezcla adecuadas de las materias primas. Una mezcla cruda no homogénea puede afectar la permeabilidad y provocar un aumento en el consumo de combustible. Las fluctuaciones del proceso de sinterización, las mezclas no homogéneas y otros parámetros afectan la productividad, la calidad física y metalúrgica y el consumo y los costos de materia prima. Lea acerca de la aplicación del análisis elemental en línea para el control de la basicidad de la alimentación de sinterización.