[发明专利]用于勘探样本的X射线荧光(XRF)分析的方法和系统

说明书

一种用于确定含有无法由X射线荧光(XRF)直接检测出的浓度的金属的勘探样本中的所述金属的收集器装置包括吸附材料，所述吸附材料能够从通过消解所述勘探样本而产生的消解混合物中集中金属，所述吸附材料被配置成与XRF检测器的分析窗口相关联，以有助于确定所述勘探样本中的金属值的量。一种用于制备勘探样本以进行分析的样本制备器皿、方法和系统包括：器皿，所述器皿用于接纳所述勘探样本、消解片剂和消解介质；封闭件，其用于允许摇动所述器皿以产生包括溶解金属的消解混合物；以及所述收集器装置。所述封闭件与所述收集器装置相耦接，使得通过移除所述封闭件而从所述器皿取回收集器装置。所述消解片剂包括金属浸出剂和碱性化合物。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于勘探样本的X射线荧光(XRF)分析的方法和系统，所述方法和系统用于在野外矿物勘探采样活动期间使用，具体地具有无法由XRF直接检测出的浓度的金属的勘探样本。

本公开还涉及一种消解组合物和一种消解片剂，所述消解组合物和消解片剂可以用于制备勘探样本以便根据本文中描述的方法和系统进行XRF分析。本公开进一步涉及一种样本制备器皿、方法和系统，所述样本制备器皿、方法和系统可以用于制备勘探样本以便根据本文中描述的方法和系统进行XRF分析。

本公开还涉及一种用于集中消解混合物中的溶解金属的收集器装置。所述收集器装置与XRF检测器接合，所述XRF检测器被布置成测量在所述收集器装置上收集的吸附金属的量。

背景技术

矿物勘探活动经常在偏远地区进行并且涉及收集大量地质样本，包括但不限于，土壤样本、钻屑样本以及水系沉积物样本。一旦收集，样本通常被运送到实验室进行分析，以确定样本中的金属浓度。可用分析技术中的很多技术涉及酸提取、火法试金或熔融技术，接着是光谱或分光光度分析以对金属进行量化。这些相对复杂的化学方法通常不适合偏远野外使用，并且需要高功耗、清洁条件、稳定的温度以及恒定的电输出。火法试金炉例如通常需要数十kW的功率和460V。

由于能够执行必要分析的大多数实验室都位于城市地区，因此可能要花费几天、数周或甚至数月的时段来分析样本和解译数据，从而导致要有很长时间才能知道矿物勘探活动的结果。

地质样本中比较难分析的样本之一是金。先前已经提出电化学和比色法适合于在野外分析金。这两种技术都比较耗时并且近年来未被矿物勘探行业采用。它们不适合快速常规分析，因为它们需要独立化学实验室形式的复杂设备、制备用于分析的样本的技术人员，以及执行和解译样本分析的专业知识。

尽管在野外将便携式X射线荧光(pXRF)检测器用于矿物分析，但它们通常并不用于金分析，因为a)金的检测阈值较高，b)所收集的样本中的金浓度通常较低(<1ppm)并且低于检测阈值，以及c)很多样本包括会产生光谱干扰的其他金属或元素，从而妨碍这种方法对金的可靠检测。

美国专利申请公布号2014072095描述应用x射线计算机断层扫描和x射线荧光的组合来评估样本，具体地来自采矿作业的尾矿，其中铂和金粒子较低地分散在各处。对铂和金粒子的识别通常比较困难，因为它们在尾矿中分散不好；然而，这个限制通过首先使用x射线计算机断层扫描(CT)获得样本的三维图像得到解决。操作者从样本的CT测量的感兴趣特征中选择感兴趣区域、随后从限定的感兴趣区域获得x射线荧光光谱，并且将XRF光谱与元素信息相匹配以进行识别。感兴趣区域通常是铂驻留在其中的少量微米级颗粒。

尽管将高分辨率x射线CT与XRF相耦合有助于减轻样本大小的固有限制，但它仍依赖于识别样本中的其中金属浓度高于XRF的检测阈值的区域。另外，关于验证样本内的元素的自由状态，所述技术在进行任何测量之前都要正确地识别‘感兴趣区域’。它没有提供对样本中的感兴趣金属的浓度的指示。