解决方案 | Niton XL5 Plus 手持式 XRF 分析仪在分析地质样品中稀土元素的应用

稀土元素对于许多材料的制造都至关重要，例如永磁体、汽车催化剂、玻璃抛光粉、玻璃添加剂、金属合金、电池合金、陶瓷、颜料和荧光粉等。这些材料可用于再生能源、低能耗照明、排放控制、电子、医疗、军事、激光、超导体和许多高科技领域。

除了钷 (Pm) 之外，稀土元素都是天然存在。尽管它们的名称不同，但它们是地壳中相对丰富的元素：铈 (Ce)、钇 (Y) 和镧 (La)在地壳中的平均浓度分别为 66 ppm、39 ppm 和 33 ppm，与铜 (60ppm) 和铅 (14ppm) 含量相当甚至更高。其他稀土元素的含量通常在 0.5 至 10 ppm 之间，显着高于金 (0.004 ppm) 和银 (0.075 ppm）。

尽管稀土元素在地壳中的浓度相对较高，但它们很少集中在可开采的矿床中。事实上，稀土矿石在矿物学和化学上都很复杂，因此，稀土元素的开采具有挑战性，大量稀土元素存在于多种矿石中，每种矿石都需要不同且昂贵的提取技术和矿物加工技术。

此外，稀土元素矿石通常含有钍 (Th)，这是一种会产生放射性元素，会导致额外的处理成本。因此，含有大量稀土元素的单一矿石非常具有竞争力。迄今为止，稀土的生产主要都来自某些单一矿石的矿床，例如白云鄂博（氟碳铈矿）、帕斯山（氟碳铈矿）和重矿物砂矿（独居石）。2020 年，中国生产了全球约 60% 的稀土金属，其余部分分别产于澳大利亚、缅甸和印度。 

对于在全球范围内从事稀土金属勘探和采矿的公司而言，地球化学分析的准确性对于评估稀土金属矿床是否具有开采的可行性至关重要。朗铎科技 Niton XL5 Plus 手持式 XRF 分析仪将地球化学实验室带到采矿现场。

Niton XL5 Plus 分析仪是目前体积最小、重量最轻、功能最强大的手持式 XRF 分析仪，它便于携带和部署在十分偏远的位置。Niton XL5 Plus 分析仪配备了紧凑的结构、坚固的 5W X 射线管，最高工作电压可达 50kV，它具有大面积石墨烯窗口和最新的硅漂移检测器技术。这些集成功能为最苛刻的应用（例如稀土元素测量）提供了最佳性能和前所未有的元素检测灵敏度。

Niton XL5 Plus 的稀土元素模式覆盖了从镁 Mg 到铀 U 的元素范围，包括镧 (La)、铈 (Ce)、镨 (Pr) 和钕 (Nd) 等轻稀土元素。钪 (Sc) 和钇 (Y) 具有相似的化学性质。通常，这些元素与重稀土元素存在于同一矿床中，使得可以从测得的钇和钪值推断出较重的稀土元素浓度。Niton XL5 Plus集成了 GPS，可以快速绘制测得的元素浓度图。它还具有 IP54 防护等级，防溅、防尘，非常适合勘探场和矿山的恶劣环境。

我们从加拿大的多家矿业公司收集了稀土矿石样本，将矿石粉碎为小于 250 μm 的颗粒，放入装有 4μm 聚丙烯薄膜的样品杯中。然后将样品杯放在试验台上。然后，使用 Niton XL5 Plus 稀土元素模式检测分析 180 秒，使用四种不同的滤光片和电压来检测矿石中稀土元素以及相关的伴生元素。

上图是使用了2种不同方法检测同一组样本的分析结果，两种方法分别为：

1) 使用Niton XL5 Plus 稀土元素模式的测试结果； 

2) 在制备矿物样品的熔珠并将其溶解在稀酸中，使用 ICP-OES 和 ICP-MS 进行实验室分析。

如图所示，钇（Yttrium）、镧（Lanthanum）和铈（Cerium）的测试结果中，实验室分析结果与使用Niton XL5 Plus 稀土元素模式的测试结果之间具有明显的强相关性。因此，Niton XL5 Plus 可以做到“开箱即用”，检测精度完全可以满足稀土矿产的探测，还可以通过应用类型的标准化进一步提高测试结果的精准度。

Niton XL5 Plus 分析仪稳健性能，其先进的技术使即时高质量的地球化学数据和快速的投资回报成为可能。Niton XL5 Plus 稀土元素模式让地质学家和勘探员工能够以前所未有的速度和灵敏度定位复杂矿物中的元素。Niton XL5 Plus 分析仪是做出明智决策和加速稀土元素勘探不可或缺的工具，可显着降低实验室分析成本。Niton XL5 Plus 分析仪，不仅能帮您寻找高品位稀土元素矿床，还能在采矿过程中判断低品位矿石提炼的可行性，是一台十分重要的工具。