آنالیز سنگ های قیمتی با استفاده از آنالیز XRF

یکی از بهترین و دقیق ترین روش های تحلیلی برای انالیز و شناسایی عناصر موجود در یک نمونه، طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس(XRF) است.

با استفاده از این روش غیرتخریبی، می توان ترکیات عناصر موجود در نمونه ها را به صورت کیفی و کمی تعیین کرد. اگر چه اصول روش XRF هم مانند XRD و برا پایه تابش پرتو ایکس است؛ ولی در نوع تشخیص ترکیب عناصر با هم اختلاف دارند. در روش XRF تعیین ترکیب شیمیایی عناصر از طریق اندازه گیری فلورسانس پرتو ایکس ثانویه ناشی از تابش پرتو ایکس اولیه تابیده شده به نمونه صورت می­گیرد.

سنگ قیمتی به چه سنگ­هایی گفته می­شود؟

سنگ های قیمتی از جمله مروارید، یاقوت کبود، تورمالین، الماس، اوپال و تانزانیت، کریستال های معدنی طبیعی هستند که برش داده می شوند و سپس جلا داده شده و اغلب در جواهر سازی مورد استفاده قرار می گیرند به عبارتی دیگر، سنگ­های قیمتی به سنگ­هایی گفته می­شود که به خاطر سختی، ترکیب عناصر و کمیاب بودنشان، از ارزش بالایی برخوردار هستند.

سنگ های نیمه قیمتی سنگ هایی هستند که به دلیل ظاهر زیبای خود ارزش بالایی دارند و با توجه به خلوص و کیفیت، قیمت های مختلفی دارند.

شکل1: سنگ های قیمتی و نیمه‌قیمتی

دلیل و اهمیت آنالیز سنگ های قیمتی

یکی از مهم ترین استفاده ها و کاربردهای سنگ های قیمتی در جواهرسازی است و برای تشخیص اصل یا تقلبی بودن سنگ ها به شناسایی ترکیب و آنالیز و آن ها نیاز است.

مورد دیگر، برای تشخیص نوع سنگ است. برای این کار، سنگ را آنالیز کرده و با توجه به ترکیب شیمیایی سنگ و نشانه های دیگر مثل رنگ، سختی و ... نوع سنگ را تشخیص می دهند.

همچنین نکته مهم دیگری که در رابطه با سنگ های قیمتی وجود دارد، منشا سنگ هاست. برای مسائلی مانند قیمت گذاری روی سنگ های قیمتی یا پی بردن به تاریخچه سنگ، مشخص شدن منشا و سن سنگ مهم است که این کار از طریق آنالیز سنگ انجام میشود.

چرا از آنالیز XRF برای آنالیز سنگ های قیمتی استفاده می شود؟

• سرعت و دقت بالایی دارد.
• برای اندازه گیری کیفی و کمی بسیاری از عناصر مناسب است.
• آماده سازی راحت و کم هزینه ای دارد.
• برای آنالیز شیمیایی عناصر تریس(Trace) مثل باریم و روی تا حد چند ppm
• مناسب ترین روش برای آنالیز عناصری مثل سیلیسیم، آلومینیوم، آهن و ... در نمونه های سنگ و رسوب

اساس کار XRF

پرتو ایکس از طریق لوله با انرژی زیاد و طئل موج کم به نمونه تابیده می شود. در صورتی اتم از لایه های k و l کنده می شود که انرژی تابش پرتو ایکس بیشتر از انرژی اتصال الکترون های این لایه باشد و یک حفره ایجاد می شود.

برای این که اتم به حالت قبلی برگردد، الکترون ها از لایه انرژی بالاتر به حفره منتقل می شوند. بر اثر این انتقال، انرژی با طول موج مشخص آزاد می شود. اندازه گیری انرژی این تابش اساس تجزیه و تحلیل در XRF است.

شکل2: اساس کار XRF

برای آشنایی بیشتر با آنالیز XRF و توانایی این روش در آنالیز مواد می توانید ویدئوی زیر با عنوان " از آنالیز XRF چه اطلاعاتی بدست می آوریم؟" را مشاهده نمایید.

شرایط آماده سازی سنگ برای آنالیز XRF

برای آنالیز سنگ ها از طریق آنالیز XRF ، نمونه ها به آماده سازی خاصی ندارند و به همان صورت جامد قابل آنالیز هستند. تنها نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که سطح نمونه باید صیقلی باشد تا آنالیز و عکسبرداری با دقت بالایی انجام شود.

همچنین مقدار نمونه باید بیشتر از یک گرم باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به صفحه  آنالیز xrf مراجعه نمایید.

محدودیت های آنالیز XRF

• بیشتر دستگاه های XRF برای اندازه گیری دقیق عناصر با عدد اتمی کمتر از 11 محدودیت دارند.
• با استفاده از این روش نمی توان ایزوتوپ های مختلف یک عنصر را تشخیص داد.
• با استفاده از این روش نمی توان یون های مختلف را تشخیص داد.