در میان تمام فعالیت‌های معدنی از اکتشاف تا استخراج، نمونه‌گیری و آنالیز دقیق نمونه‌های معدنی بسیار حائز اهمیت است. کلیه تجزیه و تحلیل‌ها در خصوص اقتصادی بودن ذخایر کشف شده، روش استخراج و سایر موارد مهم بر اساس نتایج و آنالیزهای معدنی صورت می‌گیرد. با توجه به هزینه بالای آنالیز مواد معدنی ارسال نمونه در تعداد زیاد ممکن نیست. از این رو فرد نمونه گیر باید تمام تلاش خود را کرده تا نمونه‌های محدود ارسالی به آزمایشگاه، معرف کل جامعه آماری( شامل محصول تولیدی واحد معدنی، دپو مواد معدنی یا باطله، ذخیره معدن یا سایر موارد) باشد. ما در ماناماین، بهترین آزمایشگاه‌های مواد معدنی را گرد هم آورده‌ایم.
برای آشنایی بسیشتر شما با فرآیند نمونه برداری در پروژه‌های معدنی مطالب زیر را بخوانید:
نمونه‌گیری تصادفی: معمولاً زمانی استفاده میشود که اطلاعات کمی در مورد مواد مورد نمونه‌برداری در دسترس باش. افزایش‌ها به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند. (احتمالاً همه قسمت‌های مواد به یک اندازه انتخاب می‌شوند) نمونه گیری سیستماتیک: افزایش در فواصل منظم و از پیش تعیین شده جمع آوری می شود.
به طور کلی مهمترین کاربردهای نمونه گیری عبارت است از:
ارزیابی ذخایر معدنی (کمی، امکان سنجی اقتصادی و ...)
کنترل فرآیند (تغییرپذیری، قابلیت و ...)
فروش محصول (بازرسی، طبقه بندی دسته ای و ...)
از مهمترین آنالیزهای مواد معدنی میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
آنالیز عنصری
در آنالیز عنصری تنهای نوع و یا مقدار عنصر مشخص میشود اما ساختار کریستالی عنصر یا ماده تعیین نمیشود. مهمترین آنالیزهای عنصری شامل موارد زیر است.
طیف سنجی جذب اتمی (AAS): یک روش طیف‌سنجی برای اندازه‌گیری کمّی عناصر شیمیایی با استفاده از جذب پرتو نوری توسط اتم در حالت گازی است. در شیمی تجزیه این تکنیک برای تعیین غلظت یک عنصر خاص در یک نمونه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش می‌تواند برای تعیین مقدار کمی بیش از ۷۰ نوع از عناصر مختلف مورد استفاده قرار گیرد. البته حد تشخیص برای همهٔ آن ۷۰ عنصر مناسب نیست مثلاً اگرچه اندازه‌گیری اورانیم در نرم‌افزار دستگاه جذب اتمی وارد شده‌است اما کمترین غلظتی که میتوان اندازه‌گیری کرد در حدود ۵۰۰ ppm است که مقدار بزرگی است؛ بنابراین این روش دستگاهی را میتوان برای اندازه‌گیری حدود ۳۰ عنصر با حد تشخیص مناسب (زیر ۱ ppm) به‌کار برد.
فلورسانس پرتو ایکس (XRF): طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس یکی از روش های آنالیز عنصری است که از آن به طور وسیعی در صنعت و مراکز پژوهشی استفاده می شود. این دستگاه توانایی انجام آنالیز عنصری نمونه‌های معدنی مانند نمونه‌های زمین‌شناسی ، کانی‌ها ، سنگ‌ها ، شیشه ، سیمان ، سرامیک‌ها ، آلیاژهای فلزی و غیره را دارد.
طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس به دو نوع WDS و EDS تقسیم بندی می شود. پس از تابش پرتو ایکس به نمونه مجهول و در اثر برانگیختگی اتم‌ها پرتو ایکس ثانویه پدید می آیند که با تعیین طول موج (روش WDS) یا انرژی (روش EDS) آن‌ها ، میتوان عنصر یا عناصر مورد نظر موجود در نمونه را شناسایی نمود.
طیف سنج نوری-پلاسمای القایی جفت شده (ICP-OES): اين دستگاه بر پايه طيف سنجی نوری پلاسمايی جفت شده القايی براي تشخيص عناصر فلزی جزيی به كار می‌رود. عملكرد ين دستگاه بر اساس افزايش سطح انرژی و يون‌ها است كه منجر به تابش امواج الكترومغناطيسی میشود كه نشانگر ميزان غلظت عنصر مورد نظر در نمونه مورد بررسی است. اين دستگاه در انجام موازنه‌های جرمی نيز كاربرد دارد.
طيف‌سنجی جرمی– پلاسمای القايی جفت شده (ICP-MS): دستگاه ICP-MS يك نوع طيف‌سنج جرمی است كه حساسيت بالايی دارد و قادر به آناليز همزمان محدودهای از فلزات با دقت 1قسمت بر 10 میلیون قسمت است. اين دستگاه بر اساس جفت‌شدگی يك پلاسمای القايی به عنوان يك منبع يونی با يك طيف‌سنج جرمی به عنوان روشی براي آشكارسازی يون‌ها به كار می‌رود.
به دليل حساسيت فوقالعاده بالای آن، روش مناسبی برای تعيين عناصر كمياب است. كاربردهای بسياری در حوزه پزشكی و ايمنی، براي آن گزارش شده است. اين روش برای اندازه‌گيری صحيح عناصر جدول تناوبی به غير از عناصر گازی و كربن و همچنين برای تعيين ناخالصی‌های عناصر كمياب كاربرد دارد.
آنالیز فازی
در آنالیز فازی ساختار کریستالی یا کانیهای موجود در ماده مشخص میشود. مهمترین آنالیزهای فازی شامل موارد زیر است.
پراش پرتو ایکس (XRD) : آنالیز XRD (پراش پرتو ایکس X-ray Diffraaction) یکی از آنالیزهای پرکاربرد در حوزه شناسایی ترکیبات و فازهای موجود در مواد و زیر مجموعه آنالیزهای طیف سنجی می باشد. در آنالیز XRD پرتوهای ایکس با طول موج های بسیار کوتاه در محدوده فواصل اتمی به ماده برخورد می کند و در نتیجه می توان ساختارهای اتمی را با استفاده از این آنالیز مطالعه کرد.
با مطالعه طیف های خروجی XRD که به الگوی پراش پرتو ایکس شناخته می شوند، می توان ساختار بلوری، اندازه دانه، فواصل بین اتمی، پارامتر شبکه و عیوب کریستالی را مطالعه کرد.
· <![endif]>آنالیز ریزساختاری
در این روش آنالیز شکل، اندازه و توزیع فازها بررسی میشود که این ویژگی‌ها اثر مهمی بر خواص نهایی ماده دارند. از مهمترین آنالیزهای این بخش میتوان به موارد زیر اشاره کرد.