手持式矿石元素分析仪通常基于多种物理原理来实现元素检测,其中常见且技术成熟的是X射线荧光(XRF)分析原理。当仪器发射出高能量的X射线照射到矿石样品表面时,矿石中的原子内层电子会被激发,从而在原子内部形成电子空位。此时,外层电子会向内层跃迁以填补这些空位,在跃迁过程中会释放出具有特定能量的X射线荧光。不同元素的原子结构具有特殊性,因此它们所释放的X射线荧光能量也各不相同。仪器通过高精度的探测器捕捉这些X射线荧光,并对其能量进行分析和识别,再结合预先设定的校准曲线和算法模型,就能准确确定矿石中各种元素的种类和含量。
除了XRF技术,有些还采用了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术。该技术利用高能量激光脉冲聚焦在矿石表面,使矿石局部瞬间气化并形成高温等离子体。等离子体中的原子和离子在冷却过程中会发射出特定波长的光谱,这些光谱包含了矿石元素的丰富信息。通过分析这些光谱的特征波长和强度,仪器可以快速、准确地检测出矿石中的元素组成。LIBS技术具有检测速度快、可检测元素范围广等优点,尤其适用于对复杂矿石和合金的快速分析。
手持式矿石元素分析仪的优势:
1.便携性强
传统的大型矿石元素分析设备通常体积庞大、重量沉重,需要固定的实验室环境和复杂的安装调试过程,这限制了其在野外现场检测的应用。而手持式矿石元素分析仪则打破了这一局限,其小巧轻便的设计使得操作人员可以轻松携带它前往任何需要检测的地方,无论是偏远的山区矿场、荒芜的沙漠地带,还是深海钻井平台,都能随时随地进行矿石元素分析。这种便携性使得地质勘探工作不再受场地和设备的束缚,大大提高了工作效率和灵活性。
2.检测速度快
在矿产资源勘探和开采过程中,能够在短时间内给出检测结果,通常只需几秒钟到几分钟不等,相比传统实验室分析方法需要数小时甚至数天的时间,大大缩短了检测周期。这使得矿山企业可以实时掌握矿石的品质和元素含量信息,及时调整开采方案和选矿工艺,提高资源利用率和生产效益。例如,在金矿开采过程中,通过手持式分析仪快速检测矿石中的金含量,可以迅速确定哪些区域具有更高的开采价值,从而有针对性地进行开采作业,避免盲目开采造成的资源浪费。
3.非破坏性检测
传统的矿石元素分析方法往往需要对样品进行复杂的预处理,如研磨、溶解等,这不仅会破坏样品的原始状态,还会消耗大量的时间和试剂。而手持式矿石元素分析仪采用非破坏性检测技术,无需对矿石样品进行任何处理,直接在矿石表面进行检测即可。这种检测方式不仅保留了样品的完整性,便于后续的其他分析和研究,还减少了样品处理过程中可能引入的误差和污染,提高了检测结果的准确性和可靠性。