奧林巴斯Vanta手持式光譜分析儀可實(shí)時(shí)提供含有稀土元素（REE）的地質(zhì)樣品的數(shù)據(jù)。這17種稀土元素對(duì)綠色能源革命和幾乎所有行業(yè)的生產(chǎn)都至關(guān)重要，促進(jìn)了在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)更多這些金屬的需求。因此，實(shí)時(shí)識(shí)別這些材料具有很大的市場(chǎng)價(jià)值。Vanta手持式光譜分析儀具有出色的檢出限，可檢測(cè)許多可量化的稀土元素，可在現(xiàn)場(chǎng)有效地勘探和識(shí)別稀土元素。

采礦和勘探行業(yè)期望尋找到高價(jià)值的稀土礦床，因?yàn)樵谠S多產(chǎn)品的制造中都需要稀土材料，包括綠色技術(shù)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、醫(yī)學(xué)成像機(jī)器和國(guó)防武器裝備。近來經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)生了變化，促使許多地區(qū)都在積極尋找和使用國(guó)內(nèi)的稀土礦床，并在國(guó)內(nèi)加工這些礦石。

稀土元素包含17種元素，一般會(huì)與釷（Th）和鈾（U）歸為一類。奧林巴斯手持式XRF軟件可以檢測(cè)一些稀土元素：鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、鈧（Sc）、釔（Y），以及一些靠近稀土元素的元素：釷（Th）、鈾（U）、銫（Cs）和鋇（Ba）。

下面圖表說明了Vanta手持式XRF光譜儀在檢測(cè)由礦石研究和勘探測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣品（OREAS）公司提供的各種試劑盒中的一系列認(rèn)證參考材料（CRM）時(shí)所表現(xiàn)的開箱即用性能。Vanta XRF元素分析儀計(jì)算的含量與認(rèn)證參考材料（CRM）的標(biāo)稱數(shù)據(jù)高度吻合，具有很高的準(zhǔn)確性和精確性，可以為含稀土的礦石和礦床提供非常出色的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

圖1.Vanta手持式XRF光譜儀在檢測(cè)由OREAS提供的各種試劑盒中的含稀土元素及相關(guān)元素的標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)表現(xiàn)了出色的性能。

Vanta手持式XRF光譜儀在檢測(cè)各種礦石樣品（包括氟碳酸鹽和次生磷酸鹽）時(shí)，表現(xiàn)出非常高的性能。氟碳酸鹽通常是氟碳鈰礦石，可提供釔、鈰和鑭；而磷酸鹽通常是獨(dú)居石，不僅含有鑭、鈰、鐠和釹，還含有較重的稀土元素釤和釓，以及放射性較弱的釷。正如每個(gè)圖表所示，元素的斜率和R2都接近于1，說明Vanta在檢測(cè)氟碳鈰礦石和獨(dú)居石時(shí)均表現(xiàn)出很高的準(zhǔn)確性。

這兩種含稀土元素的礦物在世界范圍內(nèi)都以類似的形式存在。各種礦山和礦床，包括世界著名的白云鄂博礦山、Mountain Pass礦、Lemhi Pass和Elk Creek，都包含與所測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品類似的地質(zhì)和礦化特性。3例如，美國(guó)加利福尼亞州的Mountain Pass礦包含片麻巖，這是一種特定類型的變質(zhì)巖，其年齡與多個(gè)OREAS樣品相似。

許多公開發(fā)表的數(shù)據(jù)也表明Vanta X射線熒光光譜儀在檢測(cè)部分制備和未制備的樣品時(shí)可以獲得準(zhǔn)確、優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)。請(qǐng)閱讀以下應(yīng)用注釋，查看其中一些數(shù)據(jù)：

·用于土壤調(diào)查的X射線熒光光譜儀：巖石露頭、土壤和沉積物的地球化學(xué)特征

·用于勘查鉆探的X射線熒光光譜儀：逆循環(huán)/回轉(zhuǎn)式空氣爆破和鉆石取芯

·用于在礦產(chǎn)勘探和礦體定向應(yīng)用中探測(cè)金元素和金探途元素的手持式XRF光譜儀

雖然許多國(guó)家?guī)资陙矶紱]有在國(guó)內(nèi)開采過稀土礦，但是最近卻掀起了一股對(duì)這些寶貴資源進(jìn)行開采和加工的風(fēng)潮。多個(gè)礦山和加工廠，如加州東部的Mountain Pass礦、西德克薩斯州的Round Top礦、內(nèi)布拉斯加州的Elk Creek礦、猶他州的White Mesa Mill和懷俄明州的Bear Lodge礦，都蘊(yùn)藏著高質(zhì)量的稀土礦藏。雖然有160種含有稀土元素的已知礦物，但主要開采的礦物只有四種：氟碳鈰礦石、紅粘土、獨(dú)居石和鈰鈮鈣鈦礦石。有時(shí)也會(huì)開采其他礦物，例如磷灰石、硅鈹釔礦石和磷釔礦石。

雖然稀土元素在技術(shù)上并不“稀有”，但它們通常不會(huì)像金（Au）或其他礦物那樣以高含量的礦脈形式存在。因此對(duì)稀土礦石的識(shí)別和開采非常困難。此外，稀土礦石的加工是一項(xiàng)較為獨(dú)特、主要是化學(xué)工程的任務(wù)，遠(yuǎn)比加工金和賤金屬礦石復(fù)雜。Vanta手持式XRF光譜儀可以檢測(cè)低至兩位數(shù)ppm水平的稀土金屬，是在現(xiàn)場(chǎng)快速識(shí)別這些寶貴元素的理想工具。此外，Vanta光譜儀可以在野外計(jì)算稀土氧化物的含量，如下圖所示。圖2.

圖2. Vanta手持式XRF光譜儀可計(jì)算含稀土元素的常見礦物的化合物含量。

識(shí)別多金屬礦石中的稀土元素可能非常困難，但加工這些材料會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)。將稀土從其原生礦石（小于10%的組合稀土礦石）中去除并提純?yōu)榭墒褂玫牟牧希ù笥?0%的稀土礦石），通常可以通過磁力、靜電或重力工藝來完成。各種非稀土礦石可被酸溶解，或以加熱方式去掉，留下可以通過其他化學(xué)工藝提取的以金屬狀態(tài)存在的稀土礦石組合。手持式XRF光譜儀可用于這種純化工藝的每個(gè)階段，對(duì)在工藝過程中提取的稀土礦石或富含稀土的化合物進(jìn)行量化分析，例如方解石、二氧化硅或磁鐵礦石。這些工藝中有許多是二戰(zhàn)后美國(guó)原子能委員會(huì)開發(fā)的，可以生產(chǎn)純度超過99.9%的稀土元素。

由于完全分析所有17種稀土元素要么不可能（使用手持式XRF光譜儀時(shí)），要么過于緩慢和昂貴（在使用ICP時(shí)），因此如果能找到可以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)確定總稀土含量的方法，將會(huì)非常有用。類似于砷、銅、鉛和鋅等多種精選元素可用作尋找黃金的探途元素,釔（Y）可用作尋找稀土氧化物（REO）的探途元素，前提是目標(biāo)稀土礦物的成分中含有可探測(cè)水平的釔。

在檢測(cè)認(rèn)證參考材料（CRM）時(shí)，釔的含量相當(dāng)于總稀土氧化物（TREO）的含量。當(dāng)以橫軸顯示釔的含量，縱軸顯示稀土氧化物（TREO）的含量制作圖表時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)釔的含量可以非常準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)TREO的含量。

在檢測(cè)當(dāng)前正在進(jìn)行的稀土項(xiàng)目中類似的樣品時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)了釔與稀土氧化物之間類似的關(guān)系，例如在納米比亞北部的Lofdal重稀土項(xiàng)目中，主要的稀土礦物是磷釔礦石（YPO4），其中富含許多重稀土元素。

使用奧林巴斯Vanta手持式XRF光譜儀上的偽元素功能，可以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算TREO的含量。在檢測(cè)過程中，儀器可以完成所有計(jì)算，如圖4所示。

由于稀土元素價(jià)格昂貴，因此從消費(fèi)品和其他技術(shù)設(shè)備（例如催化轉(zhuǎn)換器）中回收金屬變得越來越重要。 6 然而，由于當(dāng)前電子產(chǎn)品的高度復(fù)雜性，很難以合算的成本進(jìn)行回收。例如，現(xiàn)代手機(jī)包含多達(dá)65種元素，使用傳統(tǒng)的回收技術(shù)，很難對(duì)這些元素進(jìn)行回收。幸運(yùn)的是，我們的Vanta光譜儀可以探測(cè)到包括稀土元素在內(nèi)、從鎂（Mg）到鈾（U）的整組元素，從而可更容易地識(shí)別和回收電子產(chǎn)品、汽車以及其他消費(fèi)品和工業(yè)品中的稀土元素?；厥障⊥猎乜墒顾鼈冎匦掠糜诟鞣N用途，例如用于綠色技術(shù)和消費(fèi)產(chǎn)品的磁鐵。

圖3. Vanta手持式XRF光譜儀基于所測(cè)到釔的含量可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)總稀土氧化物的含量。

圖4. Vanta手持式XRF光譜儀使用偽元素功能實(shí)時(shí)計(jì)算總稀土氧化物的含量。