Comment la bonne préparation et automatisation des échantillons soutiennent une analyse fiable des minéraux critiques

Face à la baisse des teneurs en minerai et à des sites miniers de plus en plus éloignés, un traitement efficace est plus important que jamais pour assurer la rentabilité des opérations sur les minéraux critiques.

Des données analytiques précises et opportunes à chaque étape du flux de travail peuvent aider. De nombreuses entreprises minières de premier plan combinent l’analyse élémentaire et minéralogique avec la fluorescence X (XRF) et la diffraction des rayons X (XRD) pour obtenir un aperçu de leurs processus.

Cependant, l’efficacité de ces méthodes dépend fortement de la préparation des échantillons, de l’étalonnage et de la manière dont les résultats analytiques sont générés et appliqués à travers vos opérations.

Dans le quatrième épisode de la série de webinaires Expert en Minéraux Critiques, les experts de Malvern Panalytical, Uwe König, Neil Eatherington et Qiaona Zhang, discutent de la façon dont ce processus peut être standardisé.

Lisez notre récapitulatif pour découvrir comment la préparation des échantillons, l’automatisation et les flux de travail intégrés XRF et XRD contribuent à des résultats analytiques fiables pour les producteurs de minéraux critiques.

Principaux enseignements

• La préparation des échantillons a une influence significative sur la précision, la précision et la reproductibilité analytiques.
• Différentes étapes du processus minier nécessitent différentes méthodes de préparation, en fonction de la vitesse, du coût et des exigences de précision.
• La combinaison XRF et XRD offre une compréhension plus complète à la fois de la composition élémentaire et de la minéralogie.
• L’automatisation devient de plus en plus importante à mesure que les opérations minières se déplacent vers des endroits plus éloignés et nécessitent un contrôle analytique continu.

Le rôle de la préparation des échantillons dans la qualité analytique

Lors du webinaire, Qiaona a souligné qu’une grande proportion des erreurs analytiques peut provenir de la préparation des échantillons. Même en utilisant des instruments à rayons X avancés, des méthodes de préparation incohérentes ou inadaptées peuvent entraîner une mauvaise précision et des résultats peu fiables.

Pour les minéraux critiques, où les teneurs en minerai sont plus faibles et la variabilité minéralogique est plus élevée, des méthodes de préparation cohérentes sont essentielles. Des échantillons bien préparés soutiennent des mesures reproductibles et améliorent la confiance dans les données utilisées pour les décisions opérationnelles. Cela commence par la sélection de la bonne méthode de préparation des échantillons.

Comment sélectionner les méthodes de préparation pour les différentes étapes du processus

La méthode de préparation des échantillons appropriée dépend de nombreux facteurs, notamment :

• Type d’échantillon
• Délai d’exécution requis
• Variabilité des échantillons
• Objectifs de précision dans cette section du flux de travail d’exploitation et de transformation

Par exemple, les poudres en vrac et les pastilles comprimées sont couramment utilisées pour le suivi des processus et le contrôle de la qualité des grades. Ces méthodes sont rapides, relativement peu coûteuses et adaptées à une analyse à haut débit. Cependant, elles sont également plus sensibles aux effets minéralogiques et matriciels.

Les poudres et pastilles sont donc mieux utilisées dans des environnements à haut débit où la vitesse est cruciale et les objectifs de précision légèrement plus bas – par exemple, lors de la réalisation d’un contrôle rapide de la qualité élémentaire.

L’échantillonnage par perles fondues, en revanche, nécessite plus de temps de préparation et entraîne des coûts d’exploitation plus élevés. La fusion réduit les effets de matrice et délivre des résultats hautement précis, et est donc généralement utilisée pour les produits finaux, les concentrés et le contrôle de qualité de haute précision.

Nos experts ont noté que les réactions chimiques et physiques lors de la préparation, telles que la perte de soufre lors de la fusion de matériaux sulfurés, doivent également être prises en compte pour éviter des résultats biaisés.

Renforcer le lien d’étalonnage dans votre chaîne analytique

Plutôt que de considérer l’analyse comme une simple étape de mesure, Quiona a décrit la chaîne analytique comme une séquence de processus connectés. Cette chaîne inclut non seulement la préparation des échantillons, mais aussi l’étalonnage, la mesure, le traitement des données et le reporting. Chaque étape de la chaîne analytique contribue à la fiabilité des données finales.

L’étape d’étalonnage est particulièrement importante pour l’analyse XRF, qui repose sur des normes d’étalonnage appropriées.

Neil a expliqué que, pour les minéraux critiques, des matériaux de référence certifiés appropriés ne sont pas toujours facilement disponibles, ce qui augmente l’importance de normes personnalisées ou synthétiques.

Un exemple est le kit WROXI Certified Reference Materials (CRM) de Malvern Panalytical, un ensemble de normes d’étalonnage synthétiques de haute qualité qui couvre une large gamme de matériaux oxydés tels que les minerais, les roches et les matériaux géologiques.

Malvern Panalytical possède également une vaste expérience dans la production de normes d’étalonnage sur mesure.

L’automatisation dans les laboratoires de minéraux critiques

L’automatisation était un sujet central de la discussion, en particulier dans le contexte des opérations minières à distance. La préparation et l’analyse automatisées des échantillons aident à réduire les erreurs humaines, à améliorer la cohérence et à permettre un contrôle analytique continu.

Les systèmes automatisés peuvent favoriser des conditions de travail plus sûres et garantir que les données analytiques sont disponibles sans interruption. Cela est particulièrement important pour les opérations minières qui s’appuient sur des données en temps réel ou quasi en temps réel pour maintenir des conditions de traitement stables.

Intégrer l’analyse XRF et XRD

La session a également souligné la valeur de la combinaison de l’analyse élémentaire et minéralogique. Les concentrations élémentaires fournissent des informations sur les teneurs, tandis que les données minéralogiques déterminent comment les matériaux se comportent lors du traitement.

Par exemple, Uwe a expliqué que les minerais de cuivre peuvent nécessiter différentes voies de traitement selon que le cuivre est présent sous forme d’oxydes ou de sulfures. Des considérations similaires s’appliquent aux éléments des terres rares, où la forme minéralogique influence fortement les méthodes d’extraction. C’est pourquoi l’analyse minéralogique est au cœur de l’exploitation minière efficace des minéraux critiques.

Les flux de travail intégrés qui analysent le même échantillon préparé à l’aide à la fois de XRF et de XRD permettent aux entreprises minières d’obtenir des données complémentaires sans ajouter de complexité aux opérations de laboratoire.

Favoriser un déploiement plus rapide avec des solutions clés en main

Pour simplifier la mise en œuvre, Malvern Panalytical propose des kits analytiques d’experts qui combinent des normes d’étalonnage, des méthodes de préparation et des modèles d’application validés. Ces solutions sont conçues pour réduire le temps de développement des méthodes et soutenir des performances analytiques cohérentes sur plusieurs sites.

En standardisant les approches de préparation et d’étalonnage, les laboratoires peuvent obtenir des résultats fiables plus rapidement, même en travaillant avec des matériaux minéraux critiques complexes ou variables.

Renforcez votre chaîne analytique. Répondez aux demandes analytiques futures.

À mesure que le secteur des minéraux critiques continue d’évoluer, les flux de travail analytiques doivent s’adapter à une complexité croissante et à des contraintes opérationnelles. Une préparation d’échantillon cohérente, des stratégies d’étalonnage appropriées et une analyse intégrée XRF et XRD jouent un rôle central dans le maintien de la qualité des données.

En abordant l’ensemble de la chaîne analytique et en soutenant l’automatisation là où elle est appropriée, les entreprises minières peuvent améliorer la confiance dans leurs données analytiques et prendre des décisions de traitement plus éclairées à mesure que la demande pour les minéraux critiques continue d’augmenter.

Avez-vous des questions sur les sujets abordés lors de ce webinaire ? Veuillez contacter l’un de nos experts.