مهمترین روش های آنالیز مواد معدنی

۱- روش اشعه ایکس
الف – پراش پرتو ایکس X-Ray Diffraction (XRD)
ب- فلوئورسانس پرتو ایکس (X-Ray Fluorescence)
۳ – روش جذب اتمی (Atomic Absorption Spectrometry)
۴- روش اسپکترومتری شعله ای (Flame Emission Spectrometry)
۵- روش طیف سنجی قشری (Emission Spectrometry Method)
الف- روش پلاسمای کوپل یا Inductively Coupled Plasma (ICP-AES)
ب- روش طیف سنجی نشری یا قوس الکتریکی یا Arc Emission Spectrometry (AES)
۶- روش طیف سنجی جرمی (Mass Spectrometry)

۱- روش اشعه ایکس
الف – پراش پرتو ایکس X-Ray Diffraction (XRD)
در این روش تعیین کمی و کیفی کانی های مواد معدنی و همچنین تعیین فازهای متبلور در نمونه های صنعتی صورت می گیرد. با استفاده از این روش و بهره گیری از برخی فرآیندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی، تشخیص نوع کانی های رسی امکانپذیر می باشد. ولی عمده ترین مورد استفاده از آن در صورتی است که بخواهیم یک شناخت کلی از کانی های مهمتر و به عبارت دیگر کانی اصلی نمونه مورد نظر داشته باشیم. سرعت عمل بالا و هزینه کم از جمله مهمترین ویژگی های این روش محسوب می شود. عمده ترین مورد استفاده از این روش در صنایع فلزی و کاربرد کانی های صنعتی بویژه کاشی و سرامیک و سیمان می باشد.
ب- فلوئورسانس پرتو ایکس (X-Ray Fluorescence)
در این روش می توان به اندازه گیری عناصر اصلی و فرعی کمیاب موجود در جدول تناوبی از عنصر B تا عنصر U پرداخت . در این روش علاوه بر تجزیه عناصر به صورت کیفی قابلیت تجزیه نیمه کمی گاهاً در حدPPM نیز وجود دارد و ۵۶ عنصر در طی مدت ده دقیقه اندازه گیری می شوند. روش XRF به علت سرعت بسیار بالا و دقت خوب و قابل قبول از جمله روش های پرطرفدار در انجام آنالیز های معدنی محسوب می شود. در این روش عموماً اکسید های اصلی با دقت بسیار بالا اندازه گیری می شوند. برخی از عناصر مانند Cu، Pb، Zn وMg به راحتی در این روش قابل اندازه گیری می باشند. اما عناصر کمیاب (Trace Element) با این روش اندازه گیری نمی شوند از این گروه می توان به Au،Ag ، As، Hg، Sn وSb اشاره نمود.

۲ – روش جذب اتمی (Atomic Absorption Spectrometry)
در این روش می توان به اندازه گیری کلیه عناصر جزئی یا نادر مبادرت ورزید. نحوه کار در این روش بر اساس اندازه گیری نور جذب شده توسط هر عنصر از تشعشعات لامپ مخصوص همان عنصر به وسیله ثبت کننده دستگاه (Detector) می باشد. دقت بسیار بالا و قابل اعتماد در PPb از جمله ویژگی های این روش محسوب می شود. اما تعویض پیاپی لامپ های عناصر مختلف در یک نمونه برای اندازه گیری آنها موجب صرف زمان بسیار (در نتیجه بالا رفتن هزینه نیروی انسانی) می گردد از محدودیت های این روش می باشد. به هر حال این روش یکی از بهترین روش های اندازه گیری عناصر کمیاب مانند طلا، نقره، قلع، سرب، روی، مولیبدن و تنگستن به شمار می رود.
۳- روش اسپکترومتری شعله ای (Flame Emission Spectrometry)
این روش برای اندازه گیری عناصر قلیایی و قلیایی خاکی مانند Ca، Na، Li وK مورد استفاده قرار می گیرد. بیشترین کاربرد این روش درصنایع کاشی و سرامیک می باشد. این روش در مورد سایر عناصر کاربردی نداشته و چندان مرسوم نیست. در این روش ماده معدنی حل شده در آب بر رروی شعله اسپری شده و درنتیجه دستگاه تک فاز کننده (Monochromator) به سمت دستگاه اندازه گیری (Detector) منتقل شده و میزان ماده مورد نظر اندازه گیری می شود.
۴- روش طیف سنجی قشری (Emission Spectrometry Method)
در این گروه از روش ها مقدار عناصر کمیاب، اصلی و فرعی براساس میزان انتشار نور از عناصر موجود در نمونه ها که در نتیجه تهیه به وسیله منابع مختلف انرژی زا مانند قوس الکتریکی و پلاسما به وجود می آید، اندازه گیری می شود. این گروه شامل روش های زیر می باشد.
الف- روش پلاسمای کوپل یا Inductively Coupled Plasma (ICP-AES)
یکی از مهمترین روش های طیف سنجی نشری محسوب می شود که جهت تجزیه عنصری نمونه ها به صورت محلول به کار می رود. برخی از دستگاه های ICP موجود ترکیبی بوده و دارای مونوکروماتور و پلی کروماتور می باشند و توانایی آنالیز بیشتر عناصر موجود در خاک را به صورت پی در پی و آنالیز ۲۴ عنصر مشخص را به طور همزمان دارد. ظاهراً این دستگاه تنها در آزمایشگاه سازمان زمین شناسی کشور موجود است. این دستگاه عموماً به عنوان مکمل روش AAS بکار رفته و قابلیت آن تا حد PPb و برای برخی از عناصر در حد PPm می باشد.
ب- روش طیف سنجی نشری یا قوس الکتریکی یا Arc Emission Spectrometry (AES)
برای تجزیه کیفی و کمی عناصر به کار می رود. کار اندازه گیری در این حالت برروی نمونه های جامد انجام شده و قابلیت اندازه گیری همزمان حدود ۴۰ عنصر را داراست.
۵- روش طیف سنجی جرمی (Mass Spectrometry)
این روش برای تعیین ایزوتوپی عناصر با خطای کمتر از %۵ بکار گرفته می شود. در این روش نسبت های ایزوتوپی اغلب عناصر به ویژه روبیدیم، استرانسیم، تالیم، نئوبیدیوم، اورانیوم و پتاسیم به شکل محلول های تغلیظ شده قابل اندازه گیری می باشد.