Fusión

Fusión

HERZOG ofrece una amplia gama de dispositivos de digestión, desde dispositivos de escritorio manuales hasta la automatización completa

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Bead One HF: Fundidor semiautomático

Perlas de vidrio (29/32/34/36/39 mm de diámetro)
Temperatura de fusión: Máx. 1300°C, calentamiento por inducción de alta frecuencia
Dosificación/mezcla manual, fusión automática, extracción manual

Bead One R: Fundidor semiautomático

Perlas de vidrio (29/32/34/36/39 mm de diámetro), solución de fusión
Temperatura de fusión:
Máx. 1300°C, horno tubular de calentamiento por resistencia
Dosificación/mezcla manual, fusión automática, extracción manual

HAG-M-HF: Fundidor semiautomático

Perlas de vidrio (29/32/34/36/39 mm de diámetro)
Temperatura de fusión:
Máx. 1300°C, calentamiento por inducción de alta frecuencia
Dosificación/mezcla manual, fusión automática, extracción manual

HA-HF 16: Fundidor semiautomático

Perlas de vidrio (29/32/34/36/39 mm de diámetro)
Temperatura de fusión:
Máx. 1300°C, calentamiento por inducción de alta frecuencia
Dosificación/mezcla manual, fusión automática, extracción manual, almacenamiento de las perlas

HAG-HF: Sistema de fusión completamente automático

Perlas de vidrio (29/32/34 mm de diámetro)
Temperatura de fusión:
Máx. 1300°C,  calentamiento por inducción de alta frecuencia
Dosificación/mezcla/fusión/limpieza automática, conexión al espectrómetro

Sistema HAG: Sistema de fusión completamente automático

Perlas de vidrio (29/32/34/36/39 mm de diámetro)
Temperatura de fusión:
Máx. 1300°C,  calentamiento por inducción de alta frecuencia
Dosificación/mezcla/fusión/limpieza automática, conexión al espectrómetro

HP-DT 2

Dosificación del fundente
Precisión:
+/- 3 mg en un margen hasta 15g
Introducción manual de bandejas, dosificación gravimétrica completamente automática

Competencia de HERZOG

Herzog es el proveedor líder de sistemas de fusión para la industria de las materias primas. HERZOG suministra una amplia oferta de fundidores con tecnología de inducción y resistencia, incluyendo aparatos de referencia y sistemas completamente automáticos con dosificación y limpieza. Asimismo, HERZOG ofrece toda su competencia para el proceso de fusión íntegro. En nuestros laboratorios de aplicaciones preparamos material de muestras conforme a sus directrices o probamos métodos de fusión alternativos. Asimismo, le asesoramos a la hora de elegir el fundidor adecuado, los parámetros de fusión correctos, la sustancia disgregadora, los aditivos y los materiales estándar.

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Proceso de fusión

Lo más frecuente es realizar fusiones con borato. Para ello se funde una muestra con un excedente de borato de litio y se vacía con forma de perla con una superficie lisa. Durante el proceso de fusión el material de la muestra se transforma en boratos vítreos, lo que produce una perla de fusión homogénea que resulta perfecta para el análisis por fluorescencia de rayos X. 

En primer lugar se mezcla el material de la muestra finamente molido con una sustancia disgregadora de borato (normalmente litio) en un crisol compuesto de platino al 95 % y de oro al 5 %. A continuación se calienta el crisol a temperaturas de más de 1000 °C hasta que la muestra se disuelve en la sustancia disgregadora. El movimiento de la masa fundida durante la fusión mejora adicionalmente la homogeneización del material. Puede añadirse un humectante (bromuro, yoduro, fluoruro) para facilitar el desprendimiento del material fundido de las paredes de platino. 

Si el material no está presente por completo en forma oxidada es imprescindible añadir un oxidante e iniciar el proceso de oxidación a bajas temperaturas. El material no oxidado forma una aleación eutéctica con la pared de platino, lo que puede producir una reducción de la temperatura de fusión y la destrucción del crisol durante el proceso.

Fases del proceso de fusión

Ventajas de la fusión

Mejora de los resultados de análisis:

La preparación de muestras con ayuda del proceso de fusión supone una mejora significativa en la precisión del análisis. Esto se debe a diversos motivos. En primer lugar,  la mineralogía y el tamaño de las partículas permiten diferenciar muestras que tengan composiciones químicas idénticas. Este hecho, por sí solo, puede suponer recuentos diferentes en el equipo analizador. El proceso de fusión elimina estos factores, con lo que incrementa la exactitud de la medición. En segundo lugar, en la fusión se produce una disolución al añadir la sustancia disgregadora. Esto conlleva una disminución de la interacción entre los elementos que se quieren analizar y una reducción del efecto de matriz. En tercer lugar, la fusión facilita considerablemente realizar una calibración. Por un lado es posible elaborar patrones perfectamente adaptados a la matriz para variedad de materiales. Por otro, los patrones sintéticos pueden utilizarse cuando no hay disponibles patrones referenciados. De forma análoga, se pueden elaborar patrones sintéticos para prácticamente cualquier material sin tener que realizar complejos análisis de regresión para el cálculo de las curvas de calibración. 

Evitar errores:

La fusión es una parte muy importante del análisis de materiales por fluorescencia de rayos X, ICP y AA. La fusión es un método excepcional para evitar errores que puedan influir negativamente en la precisión de los métodos de medición correspondientes. La fusión es el método más sencillo y fiable para eliminar errores derivados de una falta de distribución homogénea de las partículas, efectos mineralógicos y una calidad insuficiente de la superficie. 

Mejora de la disolución de la muestra:

La fusión puede disolver fácilmente muestras de óxido que resultan difíciles de preparar con ayuda de la digestión ácida. Una digestión ácida convencional de materiales resistentes, como silicatos, aluminio, circonio, etc. precisa de mucho tiempo y suele producir disoluciones incompletas. Sin embargo, una disolución completa de la muestra es un factor importantísimo para mejorar la precisión y la fiabilidad de los resultados del análisis. 

Perfecto para análisis por fluorescencia:

El proceso de fusión genera una perla que resulta perfecta para los instrumentos de fluorescencia de rayos X. Dicha perla tiene las dimensiones óptimas y presenta una homogeneidad excelente y una superficie lisa. 

Ahorro de tiempo:

Un proceso normal de fusión no suele durar más de diez minutos. En cambio, en una fusión ácida pueden hacer falta horas para conseguir un resultado satisfactorio. 

Seguridad: 

La fusión es un proceso seguro de preparación de muestras que tiene lugar sin reactivos ni ácidos perjudiciales. Por tanto, no son necesarias medidas de seguridad especiales. El proceso de fusión es particularmente seguro cuando se realiza en un dispositivo con manipulación de muestras, fundición y vaciado automáticos.

Grupos típicos de materiales que son adecuados para el proceso de fusión:

  • Silicatos de aluminio
  • Mineral de aluminio, óxido de aluminio
  • Carburo
  • Cemento, clínker, hormigón
  • Mineral de cromo
  • Ceniza de carbón y depósitos de hornos
  • Mineral de cobre, escorias y concentrados
  • Mineral de hierro, escorias y similares
  • Sinterizado de hierro, escoria de acero y aleaciones de hierro
  • Mineral de plomo y escorias
  • Mineral de manganeso y escorias
  • Aleaciones metálicas
  • Minerales y menas
  • Mineral de niobio y tántalo
  • Minerales de tierras raras
  • Silicatos y silicatos de aluminio
  • Fosfatos y carbonatos
  • Polvos
  • Mineral de estaño y concentrados
  • Mineral de titanio
  • Mineral de wolframio
  • Consumibles de soldadura
  • Circonio: carburo de silicio y boro

Fundentes y aditivos

Como fundente se usan borato de litio y de sodio. Normalmente se utiliza borato de litio puesto que no interfiere con el análisis de sodio en el material de muestra. Además, al contrario que el borato de sodio, no provoca retención de agua en la superficie de las perlas. El borato de litio está disponible como tetraborato de litio Li2B4O7 (LiT) y metaborato de litio LiBO2 (LiM). La elección de LiT, LiM o una mezcla de ambos depende principalmente del punto de fundición deseado, así como de la acidez y basicidad de la muestra. LiT reacciona con óxidos básicos, LiM con óxidos ácidos. La combinación de fundente y muestra tiene que ser lo más neutra posible. 

Los oxidantes aseguran que se oxiden todos los componentes de la muestra antes de iniciarse el proceso de fusión. La oxidación es un paso decisivo para evitar que se dañe el arnés de platino. 

Los humectantes reducen la tensión superficial de la fundición y ayudan a que las perlas se suelten de la bandeja de vertido.

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Bead One R

Bead One HF

HAG-6 HF