Основные этапы пробоподготовки

Пробоподготовка – не сложный, но объемный и энергозатратный процесс превращения исходного материала в подходящую для последующих анализов форму. Подготовка проб является важной частью любого исследования, потому что именно качество и соблюдение последовательности проведенных действий напрямую влияют на полученный результат и величину погрешности.

На начальном этапе пробоподготовки уменьшение образца зачастую является многоступенчатым процессом.

Стадия дробления рассчитана на предварительную обработку частиц материала большого размера пробы и снижение энергозатрат на последующем этапе – измельчении.

Тип мельницы или дробилки подбирается в зависимости от физико-механических (происхождение, структура, твердость по шкале Мооса, размер частиц) и химических свойств материала, чистоты требуемой пробы.

Щековые дробилки подходят для хрупких и твердых материалов: образцы руд и грунта, минералы, стекло, гранит, горные породы и др.

Главным образом механизм работы заключается в подвижной щеке, которая совершает качательные движения и тем самым приближается к неподвижной щеке, вследствие чего материал сжимается и раздавливается. Щековые дробилки являются самыми простыми и неприхотливыми в обслуживании.

Оборудование для измельчения представлено широким выбором мельниц для различных видов и типов материалов: барабанные шаровые, вибрационные вертикальные и горизонтальные, трехвалковые и шаровые планетарные мельницы, которые сейчас набирают все большую популярность из-за низких затрат и высокой эффективности пробоподготовки.

Планетарная шаровая мельница является инновационным устройством для смешивания, тонкого измельчения, подготовки небольших образцов, диспергирования наноматериалов. Такое название эти мельницы получили из-за типа совершаемых движений размольных стаканов, установленных на зубчатом (солнечном) колесе. При этом на шары в стакане действуют центробежная и Кориолисова силы, что обеспечивает высокую кинетическую энергию измельчения и высокую тонкость помола материала.

В барабанных шаровых мельницах основная сила, которая действует на шары и обеспечивает измельчаемость материала – сила тяжести. Под действием силы тяжести шары истирают частицы пробы.

На следующем этапе необходимо равномерно смешать измельченный материал для усреднения всех частиц по объему. Для упрощения и ускорения данного этапа рекомендуется применять смесители лабораторного или полупромышленного типа.

Смесительное оборудование со сложным движением камеры предназначено для устранения явлений расслоения, ликвации и агломерации, которые могут возникнуть при применении других смесителей, основной принцип смешения которых осуществляется вследствие центробежной силы.

Стадия прободеления включает в себя равномерное деление пробы на несколько равных частей. Каждая навеска обладает одинаковыми физическими и химическими свойствами, которые являются репрезентативными по отношению к свойствам всего образца.

На этапе рассева осуществляют сепарирование и фракционирование, определение гранулометрического состава различных материалов и минералов.

Финальным этапом в любом исследовании является анализ. Метод анализа подбирается в зависимости от целей исследования и желаемых результатов.

Пробоподготовка требуется в таких областях как:

• рентгеноспектральный анализ (рентгено-флуоресцентный)

• масс-спектрометрия

• атомно-абсорбционная спектрометрия

• нейтронно-активационный анализ (радиоактивационный анализ)

• световая микроскопия

• электронная микроскопия

• спектрофотометрия