تخمین کمی کانی‌های رسی با استفاده از تجزیه و تحلیل طیف اشعه ایکس (XRD) به روش ریتولد کانسنگ مس سونگون

نوع مقاله : یادداشت فنی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد فرآوری مواد معدنی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز،

2 استاد فرآوری مواد معدنی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز

3 استادیار فرآوری مواد معدنی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز،

چکیده

در این مقاله دو نمونه از کانسنگ مس سونگون برداشت و پس ازآماده‌سازی‌‌های اختصاصی نمونه‌ها، نوع کانی‌های رسی در نمونه‌ها با استفاده از نمودار‌های اشعه ایکس شناسایی و سپس با تجزیه و تحلیل نمودار‌های حاصل به روش ریتولد مقدار کانی‌های رسی تخمین زده شد. همچنین با تهیه نمونه‌های استانداردسازی شده با اختلاط وزنی مشخصی، دقت و صحت روش ریتولد ارزیابی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که کانی‌های رسی غالب در نمونه‌های برداشت شده از کانسنگ مس سونگون شامل ایلیت، کائولینیت، مسکویت و مونت‌موریلونیت است که مقدار آن‌ها برای نمونه رس پایین به ترتیب 12/6، 2، 41/11 و51/0 درصد و در نمونه رس بالا به ترتیب 46/10، 36/2، 87/7 و 32/0 درصد تخمین زده شد. مقایسه نتایج روش ریتولد با نمونه‌های استانداردسازی شده نشان داد که علیرغم وجود خطاهای جزیی، نتایج بدست آمده قابل اطمینان و رضایت‌بخش‌اند به‌طوری که بیشترین مقدار اختلاف مجموع کانی‌های رسی در نمونه‌های استاندارد‌سازی شده که به روش ریتولد مورد بررسی قرار گرفت، 12/3 درصد محاسبه شد. همچنین مقایسه نتایج روش ریتولد با روش استاندارد بیرونی نشان داد که تجزیه و تحلیل کل نمودار پراش اشعه ایکس به ‌مراتب نتایج دقیق‌تری نسبت به استفاده از شدت یک پیک خاص(روش استاندارد بیرونی) ارایه می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Quantitative Analysis of Clay Minerals Using X-Ray Diffraction By Rietveld Approach - Case study: Sungun copper ore

نویسندگان [English]

  • Shahab Asadpour 1
  • Parviz Pourghahramani 2
  • Javad Vazifeh mehrabani 3
1 sahand university of technology
2 Mining Engineering Faculty Sahand University of Technology
3 Department of Mineral Processing, Faculty of Mining Engineering, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran
چکیده [English]

In the current study, the two samples were taken kindly from the Sungun copper ore. Initially, more contemporary preparations on the samples were made to intensify their X-Ray patterns. Then, clay minerals were identified by inspecting their XRD patterns. To determine the quantity of clay minerals their XRD profiles were simulated using Rietveld method based on their crystallographic information. In addition, standard samples using high purity components of interest clay minerals were made by mixing for a given weight per cent. The obtained results indicated that the main types of clay minerals in the Sungun ore samples are Illite, Kaolinite and Muscovite. The comparison of the results revealed that the Rietveld method yields more valid and reliable results rather than the standard. The maximum error in determination of clay minerals for standard samples by using the Rietveld method was 3.12%. The results proved that applying whole profile fitting on XRD patterns give more reliable data than using single line fitting of XRD patterns. Further, the separation of clay minerals via contemporary preparations from the samples is crucial commission since other phases into the samples decrease dramatically the intensity and broadening of clay minerals peaks in XRD patterns, subsequently increasing the simulation error.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay minerals
  • X-ray diffraction (XRD)
  • Rietveld method
  • External standard method
  • Sungun copper
اسدپور، شهاب‌پورقهرمانی، وظیفه مهربانی، عبادی. «بررسی تاثیر کانی‌های رسی بر کارایی فلوتاسیون کانسنگ مس سونگون». نشریه مهندسی معدن,1399.## Wang, Y. Peng, T. Nicholson a, R. Lauten,2015.“The different effects of bentonite and kaolin on copper flotation” Applied Clay Science .225## Farrokhpay, S., Ndlovu, B. and Bradshaw, D., 2016. Behaviour of swelling clays versus non-swelling clays in flotation. Minerals Engineering, 96, pp.59-66.## Ross, C.S., Kerr, P.F., 1931. The clay minerals and their identity. J. Sediment. Petrol. 1, 55e65.## Clark, G.L., Reynolds, D.H., 1936. Quantitative analysis of mine Dusts. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed 8, 36e40. ## Bish, D.L., Howard, S.A., 1988. Quantitative phase analysis using the Rietveld method. J. Appl. Crystallogr. 21, 86e91. ## Srodo_n, J., 2002. Quantitative mineralogy of sedimentary rocks with emphasis on clays and with applications to K-Ar dating. Mineral. Mag. 66, 677e687## Chipera, S.J., Bish, D.L., 2013. Fitting full x-ray diffraction patterns for quantitative analysis: a method for readily quantifying crystalline and disordered phases. Adv. Mater. Phys. Chem. 03, 47e53. ## Brindley, G., 1980. Quantitative X-ray mineral analysis of clays. In: Brindley, G.W., Brown, G. (Eds.), Crystal structures of Clay Minerals and Their X-ray Identification, first ed. Mineralogical Society, London, pp. 411e438 (Chapter 7). ## Chung, F.H., 1974. Quantitative interpretation of X-ray diffraction patterns of mixtures. I. Matrix-flushing method for quantitative multicomponent analysis. J. Appl. Crystallogr. 7, 519e525. ## Ward, C.R., Taylor, J.C., Matulis, C.E. and Dale, L.S., 2001. Quantification of mineral matter in the Argonne Premium Coals using interactive Rietveld-based X-ray diffraction. International Journal of Coal Geology, 46(2-4), pp.67-82. ## Zhou, X., Liu, D., Bu, H., Deng, L., Liu, H., Yuan, P, & Song, H. (2018). XRD-based quantitative analysis of clay minerals using reference intensity ratios, mineral intensity factors, Rietveld, and full pattern summation methods: A critical review. Solid Earth Sciences, 3(1), 16-29. ## Moore, D.M., Reynolds, R.C., 1997. X ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals, second ed. Oxford University Press, Oxford. ## Hillier, S., 2000. Accurate quantitative analysis of clay and other minerals in sandstones by XRD: comparison of a Rietveld and a reference intensity ratio (RIR) method and the importance of sample preparation. Clay Miner. 35, 291e302. ## Ufer, K., Stanjek, H., Roth, G., Dohrmann, R., Kleeberg, R. and Kaufhold, S., 2008. Quantitative phase analysis of bentonites by the Rietveld method. Clays and Clay Minerals, 56(2), pp.272-282. ## Cullity, B.D. and J.W. Weymouth, 1957. Elements of X-ray Diffraction. American Journal of Physics, 25(6): p.394-395. ## RIETVELD, H.M. 1969: A profile refinement method for nuclear and magnetic structures. J. Appl. Crystallogr. 2, 65-71## Lippmann, F., 1970. Functions describing preferred orientation in flat aggregates of flake-like clay minerals and in other axially symmetric fabrics. Contrib. Mineral. Petrol. 25, 77e94. ## Srodo_n, J., Drits, V.A., McCarty, D.K., Hsieh, J.C., Eberl, D.D., 2001. Quantitative X-ray diffraction analysis of clay-bearing rocks from random preparations. Clay Clay Miner. 49,514e528. ## Srodo_n, J., McCarty, D.K., 2008. Surface area and layer charge of smectite from CEC and EGME/H2O retention measurements. Clay Clay Miner. 56, 155e174. ## Hill, R. and C. Howard, 1987. Quantitative phase analysis from neutron powder diffraction data using the Rietveld method. Journal of Applied Crystallography, 20(6): p. 467-474. ## Will, G., 2006: Powder diffraction: The Rietveld method and the two stage method to determine and refine crystal structures from powder diffraction data. Springer Science & Business Media. ## Cateigner, d., 2013. combined analysis. Technology & Engineering, 496. ## مور رینولدزو .ج.ا. گلناز«شناسایی کانی‌های رسی به روش طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس» موسسه انتشارات ستایش, 1392. ## Moore, D.M. and Reynolds, R.C., 1989. X-ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals (Vol. 322, p. 321). Oxford: Oxford university press. ## Poppe, L.J., Paskevich, V.F., Hathaway, J.C. and Blackwood, D.S., 2001. A laboratory manual for X-ray powder diffraction. US Geological Survey Open-File Report, 1(041), pp.1-88. ## Brindley, G.W., 1980. Crystal structures of clay minerals of clay minerals and their X-ray identification. Mineralogical Society Monograph., 5, pp.Chapter-2. ## Beckhoff, B., et al., 2007: Handbook of practical X-ray fluorescence analysis. Springer Science & Business Media. ## Lutterotti, L., 2007. MAUD tutorial - Hippo Texture Analysis Wizard. Dipartimento di Ingegneria dei Materiali, Universit`a di Trento, ##