全球生產(chǎn)市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展,增加了對(duì)
礦物質(zhì)的需求。然而供求的不平衡,正在使對(duì)自然資源的有效利用成為比以往更加重要的考慮因素。當(dāng)前的礦產(chǎn)開采技術(shù)不能始終保證對(duì)沉積物的最佳開采,這會(huì)導(dǎo)致開采成本和開采時(shí)間的增加。礦業(yè)公司希望能有一種快速、可靠的方法來分析潛在的礦藏。現(xiàn)在,德國(guó)弗朗荷費(fèi)
激光技術(shù)研究所(ILT)已經(jīng)開發(fā)出一種適合于采礦的
系統(tǒng),其采用激光分析來實(shí)時(shí)地鑒定巖石。
SL;\S74 ~P*t_cpZ 開采礦產(chǎn)最常見的方法是鉆孔、爆-破、切割。為了決定哪些地方值得開采,礦山經(jīng)營(yíng)者必須能夠準(zhǔn)確地
模擬出沉積物,顯示出在哪里、在什么深度,以及何種濃度的所需礦石將被發(fā)現(xiàn)。這樣就避免對(duì)沒有價(jià)值的巖石的盲目開采,節(jié)省了礦山經(jīng)營(yíng)者開采資源的時(shí)間和資金。
5zlgmCGow Sx,O) 目前,詳細(xì)模擬一種沉積物所需要的信息是由巖心鉆探收集的:從地下開采出一個(gè)核心樣品并送到實(shí)驗(yàn)室,然后利用X射線熒光(XRF)對(duì)樣品的成分進(jìn)行分析。礦山經(jīng)營(yíng)者不得不等上3~5天才能得到結(jié)果。但這已經(jīng)是目前最先進(jìn)的方法了。
{cF7h)j ?VMj;+'tr 由于巖心鉆探的方法非常耗費(fèi)時(shí)間,礦業(yè)公司都在渴望能有一種更快的分析方法,并且依然能提供足夠詳細(xì)的信息。在一項(xiàng)由德國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)聯(lián)邦委員會(huì)(BMWi)資助的項(xiàng)目中,來自德國(guó)弗朗荷費(fèi)激光技術(shù)研究所的研究人員,與亞琛工業(yè)
大學(xué)礦業(yè)與冶金
機(jī)械學(xué)院合作,已經(jīng)開發(fā)出了一個(gè)用于礦物開采的帶有聯(lián)機(jī)分析模塊的分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在鉆取礦物質(zhì)的過程中直接對(duì)巖石進(jìn)行分析:使用安裝在分析模塊上的傳統(tǒng)的鉆機(jī),在巖石上鉆出一個(gè)直徑10cm、深度為24m的孔。該分析系統(tǒng)能在鉆孔的過程中測(cè)量巖石的化學(xué)成分,并且立刻就能得到評(píng)估數(shù)據(jù)。
)x.}B4z v+Vpak9| “這個(gè)項(xiàng)目的挑戰(zhàn)是重新設(shè)計(jì)激光
傳感器,以使它們能承受較為惡劣的工作環(huán)境。”研究人員說:“我們正在研發(fā)能夠應(yīng)對(duì)極端溫度、強(qiáng)烈振動(dòng)、高濕度和多粉塵等惡劣環(huán)境的測(cè)量
儀器!
(/&IBd- PN{l)&K2. 實(shí)時(shí)多元素分析
]E66' hFw\uETu 該分析系統(tǒng)所使用的分析方法是激光誘導(dǎo)擊穿
光譜(LIBS)測(cè)量:巖粉通過一個(gè)軟管被帶到表面上,并用一個(gè)旋風(fēng)除塵器分離成顆粒大小。粉塵和空氣的混合物在軟管中以高達(dá)每秒20米的速度通過,而實(shí)時(shí)分析(所有時(shí)間不超過20微秒)就是在這段旅程中完成的。