Utilisation d’un flux eutectique pour fusionner du minerai ferreux

L’analyse précise de la composition élémentaire des minerais ferreux est essentielle pour une gamme d’applications d’exploration de la terre, de travail des métaux et de cartographie des mines. Généralement, le terme ferreux est utilisé pour décrire tout métal contenant une quantité appréciable de fer par pourcentage en poids (% en poids), mais sa désignation chimique est définie comme des composés métalliques contenant de l’oxyde de fer (II) – qui est le fer à l’état d’oxydation +2.

Les chimistes jouent un rôle clé dans l’obtention de minerais précieux en aidant à prédire l’emplacement et l’abondance relative des gisements, et en qualifiant les gisements ultérieurs via une analyse élémentaire de bas niveau. Ce dernier processus est là où les produits chimiques de flux eutectiques entrent dans le flux de travail métallurgique.

Extraction, traitement et analyse du fer

Le fer est dérivé d’une gamme de composés ferritiques qui sont normalement définis par concentration. Les pourcentages suivants indiquent la concentration moyenne de fer dans chaque composé respectif : magnétite (72,4 %), hématite (69,9 %), goethite (62,9 %), limonite (55 %) et sidérite (48,2 %).Les minerais naturels à plus de 60 % de concentration de fer peuvent être utilisés directement dans les hauts fourneaux pour la production de fonte brute, mais ces minerais dits à expédition directe (DSO) sont beaucoup moins abondants que les formations plus complexes avec des concentrations plus faibles.

Les formations de fer secondaires sont généralement métamorphosées avec d’autres minéraux, formant des carbonates, des silicates, des oxydes, etc. Extraire le fer de cette matrice minéralogique et le traiter avant l’analyse élémentaire est une étape intermédiaire clé pour déterminer la valeur potentielle d’un gisement nouvellement découvert, ainsi que pour fournir des informations sur une gamme d’applications connexes. Accéder à la composition du minerai de fer au niveau de sous-parties par million (ppm) peut être extrêmement précieux pour les chimistes, les chefs de projet, etc.

La spectroscopie par fluorescence X (XRF) est la technologie de choix pour analyser la composition à l’état de trace des minerais ferreux, mais leurs matrices complexes doivent d’abord être déconstruites par le biais d’un traitement thermique intense. Les produits chimiques de flux de rayons X connus sous le nom de flux eutectiques sont souvent utilisés pour stabiliser les mélanges fondus et protéger le matériel de laboratoire contre les attaques chimiques des molécules présentes dans l’échantillon. En raison de la présence probable d’oxydes acides ou d’alumino-silicates dans les échantillons de minerai de fer, il est important d’utiliser un flux eutectique avec une température de fusion relativement basse, sans quoi la formule du flux risque de ne pas préserver le matériel de laboratoire, ce qui entraînerait probablement un échec et une contamination des échantillons. De plus, des produits chimiques oxydants comme le nitrate de sodium ou de lithium sont souvent incorporés aux produits chimiques de flux pour maximiser la protection du matériel de laboratoire.

Flux eutectiques de XRF Scientific

Chez XRF Scientific, nous proposons un flux eutectique innovant comprenant deux sels de borate de lithium dans un rapport de 12:22 tétraborate de lithium par métaborate de lithium. Ce qui permet d’obtenir une plage de fusion de 825 à 925° C, ce qui est idéal pour décomposer la structure minéralogique complexe du minerai ferreux sans modérer sa composition chimique. Cela signifie que notre mélange eutectique permet aux chimistes d’obtenir facilement une représentation vraiment homogène de la concentration en fer au niveau ppm des échantillons ferreux.

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