Herzog Mining

HERZOG Mining

HERZOG Mining fournit des solutions complètes de préparation d’échantillons pour l’industrie minière et est l’un des principaux fabricants de solutions de laboratoire, par exemple pour les secteurs du minerai de fer, de l’or, du cuivre, du phosphate et d’autres industries.

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Détails

Les systèmes HERZOG sont optimisés pour le contrôle de toutes les étapes de production dans l’industrie minière et sont utilisés pour l’analyse d’échantillons géologiques, d’échantillons de flottation et de concentrés.

DétailsPour la préparation des échantillons

Contrôle qualité des applications minières

À l’instar de nombreux autres secteurs de produits de base, l’industrie minière nécessite l’usage de systèmes d’automatisation aux niveaux les plus divers. Bien que l’automatisation soit bien établie dans le forage, l’extraction et le contrôle de processus, l’automatisation des processus en laboratoire présente souvent un grand potentiel. Toute réserve future de produits de base est manifestement associée à de faibles teneurs en minerai, à des corps minéralisés plus durs et profonds et à des associations minérales plus complexes. Ces circonstances sont souvent liées à des coûts plus élevés pour l’eau, la consommation d’énergie, les enjeux du développement durable, les installations techniques plus importantes et d’autres défis. Les laboratoires conçus pour un débit d’échantillons élevé (24/7) jouent un rôle important dans la caractérisation de nouveaux corps minéralisés, tant dans la phase d’exploration que pendant les opérations d’extraction continues. C’est une exigence essentielle pour éviter les retards et les coûts de développement incalculables. Avec les systèmes existants, le passage à l’automatisation des laboratoires peut conduire à l’amélioration du contrôle des processus, du traitement, de la flottation et des solutions caustiques et contribue ainsi à réduire les coûts et à augmenter l’efficacité.

Le traitement des minerais et l’obtention d’une qualité de produit optimale sont nécessairement liés à une analyse de données rapide et dense (24/7) avec des débits d’échantillons élevés. Grâce à leur capacité à gérer cela, les systèmes de laboratoire modernes apportent une contribution importante au fonctionnement rentable des systèmes. Ainsi, le développement des systèmes d’automatisation de laboratoire (amélioration des systèmes existants, extensions, segments de laboratoires modulaires, nouvelle installation ou construction de laboratoires centraux) est une nécessité pour l’extraction de matières premières orientée vers l’avenir.   

Élaboration de concept

L’équipe d’automatisation de HERZOG peut élaborer et mettre à votre disposition divers concepts de laboratoire et plans correspondants. Ceux-ci sont conçus en fonction des différents besoins des gisements et des opérations dans les zones d’extraction et contrôlés par un laboratoire central. De même, HERZOG peut fournir des concepts pouvant être utilisés dans des applications minières souterraines. Les systèmes d’automatisation de HERZOG couvrent tous les secteurs nécessaires de l’extraction et du traitement en termes de préparation des échantillons jusqu’à l’interface avec les analyseurs :

  • Exploration et géologie (carotte, poussière de forage et échantillons de minerai)
  • Geométallurgie (minéralogie, analyse chimique et échantillons métallurgiques)   
  • Processus de traitement (matière première, produits de flottation, produits de lixiviation et résidus, scories, matte, cathodes)
  • Environnement (sols, déblais, échantillons de DMA et autres)

Laboratoires pour l’industrie minière

HERZOG peut se prévaloir d’une activité mondiale durable dans l’industrie minière. Au cours de la dernière décennie, nous avons fourni avec succès de nombreux systèmes d’automatisation de petite et grande taille. Nous sommes fiers d’être les partenaires d’entreprises minières et d’ingénierie leaders dans le monde. Cette coopération nous aide à améliorer continuellement nos technologies et à répondre ainsi aux exigences croissantes de nos clients.

HERZOG A FOURNI QUELQUES-UNS DES PLUS INNOVANTS ET DES PLUS GRANDS SYSTÈMES DE LABORATOIRE À TRAVERS LE MONDE :

  • Le plus grand système d’automatisation de laboratoire au monde pour Anglo Platinum (Afrique du Sud)
  • Le plus grand système d’automatisation de laboratoire au monde pour le cuivre (Freeport-McMoRan, États-Unis)
  • Le plus grand laboratoire automatisé au monde pour le minerai de fer (BHP Billiton, Australie)

HERZOG a ainsi acquis de nombreuses années d’expérience dans l’industrie minière. Notre équipe expérimentée est composée de concepteurs, de spécialistes en logiciels, de géologues et de chimistes. En outre, HERZOG coopère étroitement sur le plan stratégique avec IMP, entreprise possédant une vaste expérience et une expertise approfondie dans l’industrie minière en Australie, en Afrique du Sud, au Canada, aux États-Unis et au Brésil. En 20 ans, HERZOG et IMP ont réalisé avec succès plus de 100 grands projets dans ce secteur.

Minerai de fer

HERZOG Mining propose des solutions entièrement automatiques pour traiter plusieurs centaines d’échantillons par jour. Les laboratoires sont conçus pour gérer à la fois les échantillons issus des opérations d’exploration, d’extraction et de traitement jusqu’au produit fini. Selon l’application, diverses étapes de préparation des échantillons peuvent être intégrées dans le système d’automatisation de laboratoire.

Des échantillons séchés allant jusqu’à 15 kg peuvent être traités dans le système d’automatisation de laboratoire. En option, le séchage dans des fours peut être intégré au système d’automatisation. Généralement, les échantillons sont ensuite brisés et un plus petit sous-échantillon est divisé pour le broyage. Une granulométrie de 90 % est souvent inférieure à 106 μm. Les échantillons broyés sont ensuite dosés dans un récipient en plastique. La matière contenue est soumise à une détermination de perte au feu en 4 points pour l’analyse chimique et une perle de verre est réalisée pour l’analyse par fluorescence des rayons X. Les échantillons broyés peuvent également être pressés dans des anneaux en acier. Cette méthode est principalement utilisée pour les minerais riches en hématite.

Si l’échantillon a été déclaré, les processus décrits ci-dessus sont réalisés de manière entièrement automatique dans le système d’automatisation de laboratoire. Cela permet d’exclure complètement les sources d’erreur humaines qui surviennent souvent dans les laboratoires manuels. Le système d’automatisation effectue les différentes étapes de travail toujours avec la même précision. Les laboratoires automatisés fournissent donc en temps réel des analyses géochimiques rapides et fiables qui peuvent être utilisées pour le contrôle des processus et aident à la prise de décision.

HERZOG propose également des solutions manuelles pour chaque étape de traitement. HERZOG fournit aussi des combinaisons de produits automatisées compactes comme la HP-BTM pour le concassage, la division et le broyage des échantillons.

Laboratoires portuaires pour l’industrie minière

HERZOG peut fournir des solutions complètes pour contrôler le chargement et le déchargement des navires. HERZOG veille à ce que la conception des laboratoires soit conforme aux dernières normes de sécurité des produits et respecte toutes les autres réglementations. Les laboratoires portuaires pour le minerai de fer sont conformes, par exemple, à la norme ISO 3082 et à ses normes associées. Les machines et le système de contrôle sont conçus pour garantir une sécurité élevée, une maintenance facile, une disponibilité maximale, des temps de traitement rapides et une traçabilité de toutes les activités.

NOS SYSTÈMES SONT CONÇUS POUR LES APPLICATIONS SUIVANTES :

  • Enregistrement des échantillons, pesage, étiquetage et traçabilité
  • Division d’échantillons
  • Séchage
  • Analyse d’humidité
  • Concassage
  • Division
  • Réalisation d’échantillons moyens
  • Broyage

Les laboratoires portuaires peuvent être conçus selon des stratégies d’échantillonnage basées sur le temps ou la masse. Les systèmes temporels présentent des délais raccourcis entre les différents échantillons, ce qui entraîne une utilisation plus importante des machines par rapport aux approches traditionnelles basées sur la masse. Dans le cas des solutions temporelles, une manipulation manuelle serait impossible sur le plan logistique si, comme dans certains scénarios, un échantillon de 40 kg arrivait au laboratoire toutes les 90 secondes.

Les sous-échantillons arrivant au laboratoire subissent plusieurs étapes de traitement telles que l’accumulation, la division, le concassage et le broyage afin d’obtenir un sous-échantillon représentatif pour l’analyse chimique de la matière stockée. Dans le même temps, l’humidité et la distribution granulométrique sont déterminées. Afin d’obtenir un rapport complet le plus rapidement possible, le processus est entièrement automatisé et permet donc un traitement dans les plus brefs délais. En outre, les laboratoires portuaires de ce type ont suffisamment d’espace pour stocker des sous-échantillons, des échantillons moyens à long terme et d’autres applications.

Les concepts de conception les plus divers sont disponibles pour répondre aux différentes exigences méthodologiques et spatiales. Par exemple : des configurations avec plusieurs circuits robotisés autour desquels les machines sont disposées ou le long d’un rail sur lequel les robots peuvent se déplacer. Cette disposition des machines permet une maintenance individuelle des composants individuels en toute sécurité. Pendant ces opérations de maintenance, le reste du laboratoire peut continuer à fonctionner en raison de mesures de sécurité étendues.

Laboratoires dans l’industrie minière du cuivre

Comme la fiabilité et la disponibilité des données analytiques dépendent essentiellement de l’échantillonnage et de la préparation des échantillons, l’automatisation des laboratoires de préparation des échantillons (« the bucking room » ou « salle de coupe ») dans l’exploitation des mines de cuivre entraîne des améliorations significatives. L’automatisation de la préparation des échantillons pour l’analyse chimique comprend presque toutes les matières minières et de processus, incluant les carottes, trous de mine, minerais, produits de processus, scories, boues et autres résidus. Les échantillons identifiés par des codes-barres ou RFID sont automatisés dans les cas suivants :

  • Détermination de l’humidité
  • Filtration et séchage
  • Concassage et broyage
  • Tamisage, mélange et division
  • Broyage fin et pressage
  • Dosage, emballage, transport
  • Analyse des cathodes

La possibilité de traiter de plus grandes quantités d’échantillons (10 à 15 kg/échantillon) à des débits élevés constitue l’un des principaux avantages économiques et techniques de la préparation automatisée des échantillons. Comme la taille d’échantillon et des fréquences d’échantillonnage plus élevées représentent des facteurs importants pour une meilleure représentativité du minerai, l’automatisation permet aux laboratoires accompagnant la production de fournir des données statistiquement plus solides.

En plus des laboratoires chimiques, les systèmes d’automatisation HERZOG peuvent être utilisés dans les cas suivants :

  • Laboratoires minéralogiques à technologie DRX et SPIR (spectroscopie proche infrarouge) avec un débit élevé
  • Pyroanalyse automatique
  • Préparation pour analyseurs automatiques tels que TIMA-X, QEMSCAN, MLA, entre autres, y compris autodimensionnement, division, séchage, empotage, durcissement et polissage

Laboratoires de flottation

HERZOG A DÉVELOPPÉ DES TECHNOLOGIES SPÉCIALES POUR LA PRÉPARATION D’ÉCHANTILLONS DE DIFFÉRENTS TYPES DE SUSPENSION.

La flottation par moussage est un procédé standard pour séparer un large éventail de sulfures, de carbonates et d’oxydes avant un enrichissement ultérieur. C’est également une étape de processus couramment utilisée pour la récupération du cuivre et de matières contenant du plomb, ainsi que pour un certain nombre d’autres applications de minerai. Ce procédé est aussi couramment utilisé pour l’extraction du phosphate de différents types de minerai tels que l’apatite, la staffelite, etc. La flottation nécessite un contrôle continu du procédé pour un enrichissement réussi. C’est pour cette raison que HERZOG propose des composants de préparation d’échantillons entièrement automatiques, y compris le transport, le séchage et la séparation de la suspension, le broyage fin, le pressage ou la dissolution. Sur la base de ces étapes préparatoires, la composition chimique et la distribution granulométrique peuvent être déterminées. Ces résultats peuvent être utilisés pour l’analyse at-line ou l’étalonnage du procédé en ligne.

La matière d’échantillon comprend trois types d’échantillons différents provenant de différentes zones du processus de flottation. Les trois types d’échantillons sont les suivants :

  • Aliments
  • Concentrés
  • Résidus

HERZOG propose des solutions pour le transport pneumatique de l’usine de flottation au laboratoire. Un échantillon est généralement prélevé par un découpeur Vesin secondaire. Il est envoyé à la station de transfert de suspension pendant que l’excédent de matière est réintégré dans le processus. La suspension est envoyée au laboratoire où elle est divisée en un volume de 1,2 à 1,8 litre. Après chaque cycle de transport, l’ensemble du système de tubes est nettoyé avec de l’eau pour éviter toute forme de contamination croisée.

Une fois transportée au laboratoire, la suspension est déshydratée par le système de filtre-presse HERZOG. Dans les filtres-presses, l’eau est évacuée au moyen d’air comprimé. Pour ce faire, on utilise un tissu multifilament spécifiquement adapté aux propriétés de la suspension. Ce système utilise également des effets de filtre autorenforçants qui aident à filtrer les petites particules et à détacher le gâteau de filtre. Les filtres-presses sont disponibles pour un fonctionnement à la fois automatique et manuel. L’humidité résiduelle d’environ 10 % est éliminée par un séchage contrôlé dans des fours à micro-ondes ou à circulation d’air. Après le processus de séchage, le traitement de l’échantillon se poursuit : broyage, pressage, dissolution, détermination de la granulométrie, etc.

La plupart du temps, il est nécessaire de diviser encore l’échantillon en différentes aliquotes pour la dissolution, le pressage et l’analyse spectroscopique, pour la création d’un échantillon moyen et pour la détermination de la granulométrie. La prévention des contaminations croisées entre les échantillons d’aliments broyés et de résidus constitue l’un des défis complexes de cette application. Différentes mesures de prévention, telles que l’utilisation d’échantillons à blanc ou le nettoyage au sable entre chaque échantillon, empêchent toute contamination.

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Préparation de L'échantillon

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Concassage

Les concasseurs de HERZOG ont été conçus pour le concassage et le prébroyage d’échantillons. En règle générale, la finesse nécessaire pour un examen spectroscopique suivant est atteinte à l’aide d’un broyeur vibrant à disques.

Les concasseurs à mâchoires de Herzog sont construits comme des concasseurs à mâchoires simple effet. La matière à broyer est pressée contre la mâchoire fixe par la mâchoire oscillante et concassée par pression et percussion. La mâchoire oscillante est déplacée par un arbre d’excentrique et soumise, de ce fait, à une séquence de mouvements elliptiques au cours de laquelle la matière est broyée et transportée vers le bas. Si les grains sont plus petits que la largeur de fente inférieure, la matière brisée tombe dans le récipient collecteur. L’utilisation d’entonnoirs sans projection empêche l’écoulement de matière hors de la zone de broyage.

Selon la matière à concasser, les concasseurs à mâchoires peuvent être livrés avec des mâchoires de broyage en différents matériaux. Les mâchoires en acier au manganèse présentent la particularité de continuer à durcir au fil du temps et de leur utilisation. L’acier inoxydable est recommandé si la matière chargée est susceptible d’entraîner la formation de rouille. Les mâchoires en carbure de tungstène sont particulièrement dures et résistantes à l’abrasion. Elles se caractérisent par une grande longévité, même avec des matières dures.

Dans le cas du concasseur à cône, le broyage s’effectue dans la fente entre l’enveloppe et le cône de concasseur. Cette fente s’ouvre et se ferme de manière périphérique par le mouvement de vacillement excentrique du cône de concasseur. L’avantage du cône de concasseur réside dans le fait que la matière est concassée en continu par pression et frottement. Course de travail et course à vide n’alternent pas comme sur le concasseur à mâchoires.
Le HP-C/M AUT est un concasseur spécialement conçu pour les catalyseurs automobiles. Les monolithes entiers peuvent être brisés à une granulométrie adaptée au broyage fin. La matière brisée est collectée dans un conteneur spécial (3 l) qui peut être facilement retiré par l’opérateur. La perte de matière est réduite au minimum. La machine est nettoyée par air comprimé.

Broyage

Le broyage et le pressage constituent une procédure de préparation d’échantillons économique en termes de temps et d’argent. Cette procédure est utilisée pour analyser de nombreuses matières inorganiques et organiques. L’emploi d’échantillons pulvérulents permet non seulement de déterminer la composition chimique mais aussi de recourir, pour quelques applications, à des méthodes de diffractométrie aux rayons X (par ex. ciment, sels) pour déterminer la composition minéralogique.
Avant le pressage, la matière doit être pulvérisée afin de garantir une homogénéité suffisante. HERZOG propose une multitude de broyeurs vibrants à disques de tailles et d’équipements divers pour le broyage d’échantillons. Même les matières très dures (par ex. carbure de silicium) peuvent être broyées à une granulométrie assez fine pour garantir une analyse de haute qualité. La finesse atteignable dépend, outre des paramètres de programme sélectionnés, également des facteurs suivants :

  • Matière
  • Quantité de matière chargée
  • Adjuvants de broyage utilisés
  • Granulométrie à l’introduction

En règle générale, après environ 60 secondes, une granulométrie permettant une analyse est atteinte pour la plupart des matières. Une durée de broyage plus longue entraîne, selon la matière, des agglomérats et adhérences de matière dans la cuve de broyage.

Lors de l’analyse par fluorescence des rayons X, l’échantillon doit être fréquemment broyé à une granulométrie < 75 µm. Afin de garantir une résistance à l’abrasion suffisante, les cuves de broyage doivent être fabriquées dans des matériaux résistants à l’usure. Cela s’applique particulièrement si l’échantillon comprend des phases minérales très dures et possède des propriétés abrasives (par ex. clinker, carbure de silicium, etc.).

Lors du broyage, cela entraîne donc inévitablement l’abrasion des meules utilisées et de la cuve de broyage. En fonction de l’application, il faut choisir une cuve de broyage adéquate qui possède la dureté correspondante et une composition chimique ne contenant pas d’éléments d’intérêt analytique. Afin d’éviter l’apport d’éléments importants pour l’analyse, différentes cuves de broyage sont disponibles.

Les broyeurs automatiques sont particulièrement adaptés à la préparation de matières contenant des métaux précieux car ils possèdent différents mécanismes de nettoyage pour éviter la contamination croisée. Les trois types de nettoyage (avec de l’air comprimé, au sable et par voie humide) permettent une élimination efficace de la matière. Avec ces mécanismes de nettoyage, la contamination croisée peut être réduite à un faible niveau de ppm. De plus, le dosage à la cuillère permet de précontaminer le broyeur avec la matière suivante. La granulométrie est à 90 % inférieure à 50 µm après environ 30 secondes de broyage. La cuve de broyage, l’anneau et la meule sont réalisés en acier chromé pour éviter un chevauchement de ligne dû aux éléments des garnitures de broyage.

Pressage

Le broyage et le pressage pour la spectroscopie SFX et DRX sont des méthodes établies non seulement pour l’industrie extractive primaire, mais aussi pour de nombreux processus industriels. HERZOG offre une grande variété d’appareils allant des machines manuelles à l’automatisation complète.
Herzog propose un large éventail de machines manuelles et entièrement automatiques pour le pressage des échantillons. Les modèles TP 20/TP 20e, TP 40, TP 40/2d*, TP 60/2d*, TP 60, HTP 40, HTP 60 conviennent pour les applications manuelles avec un volume faible à moyen d’échantillons à traiter (* équipé d’une traverse orientable). Avec les presses manuelles, tous les processus de pressage standard peuvent être mis en œuvre. L’échantillon est rempli à la main dans l’outil de pressage. Selon le type de presse, la pression nécessaire est générée manuellement ou par un module hydraulique automatique/électrique.
Les presses automatiques HP-P et HP-PA dosent les échantillons finement broyés dans l’outil de pressage. Après le pressage (anneaux en acier de 40 mm ou 51,5 mm uniquement), l’échantillon est automatiquement nettoyé de tout excès de matière ou de poussière. La HP-P offre également la possibilité d’utiliser deux outils de pressage. Pour minimiser le risque de contamination, un type de matière peut être attribué à chaque outil de pressage. La pastille finie est alors envoyée automatiquement à l’analyseur. Après analyse, l’anneau en acier est vidé, nettoyé et stocké dans le magasin à anneaux interne.
La HP-PD6 est une presse spéciale développée pour le pressage des échantillons à des fins d’analyse diffractométrique aux rayons X. À cet effet, quelques grammes d’échantillon sont pressés dans un anneau en acier. Par rapport aux autres presses, seule une très faible force est appliquée ici. Afin de maintenir la stabilité de l’échantillon dans l’anneau, il est stabilisé par l’arrière avec un bouton en aluminium.

En fonction des exigences analytiques, il est possible de choisir entre quatre méthodes de pressage standard:

Pressage libre

Le pressage libre est un processus peu coûteux car il ne nécessite pas de consommables. Un dosage précis de l’échantillon n’est également pas nécessaire.

Pressage à deux composants

Le pressage à deux composants requiert une étape supplémentaire, mais offre la possibilité de préparer aussi de petites quantités d’échantillons pour l’analyse. Lors d’une première étape, le magasin de remplissage (par ex. acide borique, Boreox) est dosé et préalablement pressé. Un couvercle d’outil de pressage spécial est utilisé à cet effet. Lors d’une deuxième étape de pressage, la matière de l’échantillon proprement dite est pressée dans la matrice préparée.

Pressage dans une coque en aluminium

Lors du pressage dans des coques en aluminium, les poinçons de pressage doivent posséder une rainure de purge adaptée pour empêcher la compression de gaz dans les poinçons de pressage. Les coques en aluminium sont disponibles en différents diamètres. Les coques en aluminium ont l’avantage de ne pas entraîner de coûts importants dans le cas où les échantillons doivent être archivés. Cependant, une coque en aluminium ne garantit pas l’apparition éventuelle d’arrachements sur les bords.

Pressage dans des anneaux en acier

S’agissant de l’utilisation dans des systèmes de préparation d’échantillons automatisés, le recours aux anneaux en acier offre des avantages considérables par rapport aux autres processus de pressage. L’utilisation des anneaux en acier permet de réduire le risque d’encrassement du spectromètre, ce qui empêche tout arrachement au bord de l’échantillon. Les coûts engendrés sont cependant élevés si les anneaux réutilisables doivent être archivés. Pour le pressage dans des anneaux en acier, deux types d’anneau sont disponibles (Ø 40 mm et Ø 51 mm).

Dans les presses automatiques, l’échantillon peut être pressé uniquement dans des anneaux en acier car tous les autres processus de pressage sont trop complexes et n’offrent pas une stabilité suffisante lors de la manipulation des échantillons. Pour les pressages libre, à deux composants et dans des coques en aluminium, le diamètre de l’outil de pressage peut être choisi librement sous condition.

Après l’analyse, un système de brosse à trois niveaux peut servir au nettoyage des anneaux en acier utilisés. Ce système peut être utilisé pour des presses aussi bien manuelles qu’automatiques. Sur les presses manuelles, l’anneau est placé manuellement dans le dispositif de nettoyage, puis retiré. Sur les presses automatiques, le nettoyage se déroule sans aucune intervention de l’opérateur. Par la suite, les anneaux vides sont automatiquement stockés dans le magasin interne.

Pour les échantillons de catalyseur, il ne faut, par exemple, utiliser presque aucun liant pour produire des pastilles de haute qualité ayant une surface lisse. Le nettoyage de la presse automatique se fait généralement par air comprimé. Si ce mécanisme n’est pas assez efficace, le film Mylar peut être utilisé pour couvrir l’outil de pressage et le protéger de toute contamination. Les pastilles sont préparées dans la presse automatique HP-PA, qui peut être assemblée avec le broyeur HP-MA pour former un système d’automatisation. Cela facilite le traitement de lots pouvant contenir jusqu’à 100 échantillons.

Division représentative

La division représentative des matières premières secondaires est une condition préalable importante pour une analyse physique et chimique fiable et pour l’évaluation de la valeur de la matière. Après l’échantillonnage primaire, une réduction de masse doit se produire de sorte que l’aliquote analysée en laboratoire reflète la quantité initiale aussi précisément que possible. L’écart en pourcentage, c’est-à-dire l’écart d’échantillonnage relatif (EER), de l’échantillonnage secondaire doit être inférieur à 5 %. L’EER prévisible doit être déterminé pour chaque nouvelle application par une expérience de réplication avec au moins cinq répétitions pour garantir la conformité totale avec une approche représentative. L’échantillonnage représentatif revêt une importance particulière non seulement pour l’industrie du recyclage des MGP, mais aussi pour de nombreux autres secteurs tels que l’exploitation minière, l’alimentation, les produits pharmaceutiques, les matières premières secondaires et les produits agricoles.

Dissolution

Processus de dissolution

La dissolution est une procédure très efficace de préparation des échantillons pour diverses méthodes d’analyse telles que la spectrométrie de fluorescence X, l’analyse par ICP et AA. En règle générale, la notion de dissolution comprend le mélange d’un échantillon avec un agent de dissolution, la fusion du mélange et le déversement sous forme d’une perle de verre ou la dilution dans une solution acide.
La dissolution est la meilleure méthode de décomposition lorsque les échantillons témoins ou les échantillons ne présentent pas de matrice concordante. C’est généralement le cas pour les échantillons d’exploration, environnementaux et géologiques, y compris pour les matières minières, les minéraux, l’argile, les minerais, les poussières et les déchets. De plus, cela se produit fréquemment avec les matériaux mixtes comme le ciment, les catalyseurs et les matériaux électroniques.

Amélioration des résultats d’analyse

La préparation des échantillons par dissolution entraîne une amélioration significative de la précision analytique pour diverses raisons. Premièrement, les échantillons dont la composition chimique est identique peuvent se différencier par la minéralogie et la taille des particules, ce qui peut suffire à créer des différences de taux de comptage dans l’analyseur. Le processus de dissolution élimine ces facteurs et accroît ainsi la précision de mesure. Deuxièmement, l’ajout d’un agent de dissolution permet de créer une dilution lors de la dissolution, ce qui provoque une diminution de l’interaction entre les éléments à analyser et une réduction de l’effet de matrice. Troisièmement, la dissolution facilite considérablement la réalisation d’un étalonnage. D’une part, il est possible de créer de parfaits échantillons témoins adaptés à la matrice pour de multiples matières. D’autre part, des échantillons témoins synthétiques peuvent être utilisés si aucun échantillon témoin référencé n’est disponible. Des échantillons témoins synthétiques peuvent être fabriqués en conséquence pour presque toutes les matières sans qu’il ne faille réaliser des analyses de régression complexes pour la génération de courbes d’étalonnage.

Prévention des erreurs

La dissolution est très importante pour l’analyse des matières par spectrométrie de fluorescence X, ICP et AA. La dissolution est une excellente méthode pour éviter des erreurs susceptibles d’avoir un impact négatif sur la précision de la méthode de mesure correspondante. La dissolution est la méthode la plus simple et la plus fiable pour éliminer des erreurs résultant d’une répartition non homogène des particules, d’effets minéralogiques et d’une qualité de surface insuffisante.

Amélioration de la solution d’échantillon

La dissolution permet de dissoudre facilement des échantillons oxydiques qu’il est difficile de préparer par hydrolyse acide. Une hydrolyse acide conventionnelle des matières résistantes, telles que silicates, aluminium, zirconium, etc., dure très longtemps et conduit souvent uniquement à une dissolution incomplète. Une solution d’échantillon complète est néanmoins un facteur très important pour améliorer la précision et la fiabilité des résultats d’analyse.

Parfaitement adaptée à l’analyse de fluorescence

La procédure de dissolution génère une perle de verre parfaitement adaptée aux spectromètres de fluorescence X. La perle de verre a les proportions optimales, présente une excellente homogénéité et une surface plane.

Gain de temps

Un processus de dissolution type dure rarement plus de dix minutes. En revanche, une hydrolyse acide prend des heures avant de pouvoir obtenir un résultat satisfaisant.

Sécurité

La dissolution est une procédure de préparation d’échantillons sûre qui peut s’effectuer sans acides et réactifs nocifs. Des mesures de sécurité particulières ne sont donc pas nécessaires. La procédure de dissolution est particulièrement sûre si la fusion et le déversement de la matière fondue ont lieu dans un appareil avec manipulation automatique des échantillons.

Procédure de dissolution

La dissolution au borate est la procédure la plus fréquemment réalisée. Un échantillon est désagrégé au moyen d’un excédent de borate de lithium et déversé sous forme d’une perle de verre avec une surface plane. Pendant le processus de dissolution, les phases de matière de l’échantillon sont transformées en borates semblables au verre, ce qui crée une perle de dissolution homogène parfaitement adaptée à l’analyse par fluorescence de rayons X.
La matière d’échantillon finement broyée est d’abord mélangée avec un agent de dissolution au borate (avec du lithium habituellement) dans un creuset composé à 95 % de platine et à 5 % d’or. Puis, le creuset est chauffé à une température supérieure à 1 000 °C jusqu’à ce que l’échantillon soit dissous dans l’agent de dissolution. Un mouvement de la matière fondue pendant la dissolution améliore encore l’homogénéisation de la matière. Un agent mouillant (bromure, iodure, fluorine) peut être ajouté pour favoriser le décollement de la matière fondue de la paroi de la matière platinifère.
La dissolution au borate des déchets électroniques ou des catalyseurs dans un creuset en platine est compliquée car le platine (Pt), le palladium (Pd) et le rhodium (Rh) contenus dans l’échantillon forment un alliage avec la paroi du creuset. Cependant, la réalisation de perles de dissolution peut améliorer jusqu’à 5 fois la précision de l’analyse. Par conséquent, il convient d’examiner au cas par cas si un processus de dissolution peut être utilisé.

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