적용 배경

최근 몇 년 동안 경제의 발전, 특히 신흥 산업의 부상에 따라 제조 분야에서 리튬 알루미늄 계열의 합금은 비행기, 로켓, 선박, 차량의 하우징 또는 구조 부품에 사용되고 리튬 기반 수지는 윤활에 사용된다.원자력 발전 분야에서 리튬은 통제 핵융합의 주요 원료로 우라늄 원자로의 분열 제어봉으로 사용된다.주목할 만한 것은 전략적 신흥 산업 분야에서 리튬은 신에너지에 사용되며, 현재 신에너지 자동차의 보편적인 응용은 대량의 리튬 공급원을 필요로 한다는 것이다.

리튬의 원천은 대부분 리튬 광석의 채굴 및 후속 정제 공정에서 얻는다.그러나 리튬의 지각에서의 함량은 약 0.0065% 이며, 이미 알려진 리튬 함유 광물은 150여 종으로 주로 리튬휘석, 리튬운모, 투리튬장석, 인리튬석광 등 형식으로 존재하며, 세계의 리튬광은 주로 남아메리카, 북아메리카, 아시아, 오세아니아, 아프리카에 분포한다.전 세계 리튬 자원은 주로 고체 경암형 (위정암형 또는 화강암형 리튬 광맥) 과 액체 할로겐형 (부 리튬 염호 할로겐 등) 의 두 가지 형태로 존재한다.현재 채굴에 이용되는 리튬 자원은 주로 웨이징암 광상과 할로겐 광상이다.우리 나라의 절대다수 리튬광자원 (86.8% 의 할로겐수리튬과 60.5% 의 경암리튬) 은 청장고원, 사천서부지역 등 자연조건이 렬악한 곳에 분포되여있어 개발난이도가 높고 기술이 부족하다.

아프리카에서는 이미 리튬광산중의 자원매장량이 비교적 크고 자원량이 비교적 집중되여있다는것을 밝혀냈다. 현재 이미 발견된 리튬광산중의 78% 의 매장량과 88% 의 자원량은 콩고 (금) 와 말리 량국에 분포되여있으며 콩고 (금) 를 위주로 한다.아프리카의 리튬광산은 거의 모두 화강위정암과 관련된 경암형 리튬광산으로 흔히 갈라진 골짜기 구조가 진화한 후 알칼리성 마그마, 탄산마그마, 위정암 등이 종합적으로 작용하는 산물로 광석 광물은 리튬휘석을 위주로 한다.

품위가 높은 마노노 광산 (주석 리튬 광산, 평균 품위 1.65% Li2O) 및 Goulamina 광산 (경암 리튬 광산, 평균 품위 1.51% Li2O) 이미 여러 중국 리튬염 생산업체와 합작을 전개하여 양질의 리튬광 프로젝트의 경쟁이 치열하다.2020년 이후 감봉리튬업, 성신리튬에너지, 천의리튬업, 중광자원 등 회사는 아프리카의 리튬광산 배치가 가속화되어 여러 건의 도급판매협의를 체결하고 더욱 심층적인 지분협력을 전개하였다.리튬 광석의 채굴에서 리튬 함량을 검사해야 한다.제3자 검사기관은 리튬 함량 측정을 위해 전감 결합 플라즈마 질량분석기(ICP-MS) 또는 화학적정법을 사용한다.리튬 원소가 미량일 때 그 함량이 <15%> 50~60% 는 적정법을 선택하는 것이 더 정확성이 좋다.그러나 단일 샘플 테스트 비용은 600 위안 이상으로 비싸고,

일반적으로 데이터의 정확성 및 안정성을 위해 샘플링 검측 개수는 일반적으로 3~5개에 달하고, 1회 샘플링 검측 비용은 2000위안 이상에 달하며, 테스트 주기가 길기 때문에 국내에서는 일반적으로 최소 7영업일 이상이어야 테스트 결과를 얻을 수 있으며, 아프리카에서 야외 개광 작업을 할 때 리튬 광산의 리튬 함량 데이터를 얻으려면 반드시 샘플을 관련 검측 실험실 분석으로 보내야 하며, 주기가 더 길어질 수 있다.

따라서 이러한 상황에서 휴대용 X선 회절 (pXRD) 분석기는 다음과 같은 큰 이점을 발휘할 것입니다.

1. 휴대용 설비, 조작이 간단하고 언제 어디서나 광물 성분과 함량을 정확하게 테스트한다.

2. 리튬 광산의 리튬 함량을 신속하게 검출하고 효율이 높으며 15min 정도에 결과를 검출할 수 있다.

3. 장원한 견지에서 볼 때 원가를 줄일수 있으며 매번 시간을 들여 검사기구에 송금할 필요가 없다.

엑스선 연사기 응용

영샤인 기기는 휴대용 XRD/XRF 설비이다. 영샤인 기기 이동식 XRD 시스템은 고성능, 완전 폐쇄, 배터리 조작, 폐쇄 방사선식 휴대용 XRD 분석기이다. 마그네슘에서 우라늄 원소에 대한 일회용 빠른 XRF 검사를 통해 재료의 주요 성분, 2차 성분 또는 미량 성분의 전체 결정상 ID 정보를 제공할 수 있다.시스템은 샘플에 대해 극히 적은 준비기술과 그 샘플실을 진행하여 조작인원이 야외에서 샘플을 신속하게 분석할수 있도록 한다.

SHINE은 분석 속도가 매우 빠르고 데이터 품질이 높으며 사용자가 검사 결과를 가장 알아야 하는 샘플 검사 현장에서 사용자에게 실시간으로 정량 화학 성분 값을 제공합니다.

SHINE과 함께 사용자에게 동시에 전달되는 액세서리에는 X선 회절 데이터 결과를 처리하는 데 필요한 소프트웨어(CrystalX 분석 소프트웨어)가 있습니다.이 소프트웨어에는 AMCSD 광석 데이터베이스, ICDD 광석 데이터베이스, ICSD 광석 데이터베이스가 통합되어 있어 사용자가 데이터베이스 간 물질을 일치시킬 수 있도록 지원합니다.정량 분석을 위해 CrystalX 분석 소프트웨어는 밀도 비율(RIR) 정량 분석 방식을 참조하고 다양한 회절 패턴을 분석하는 도구를 제공합니다.

또한 XRD 패턴 데이터는 다양한 파일 형식으로 제공되므로 타사 프로젝트의 XRD 패턴에 대한 판독 정보를 쉽게 얻을 수 있습니다.

테스트 사례

1) 샘플 소개

아프리카의 리튬 광산은 거의 모두 웨이징암과 관련된 경암형 리튬 광산이다.함광위정암은 띠구조위정암과 무대구조위정암 두 종류로 나눌 수 있다.

(1) 띠형 구조의 위정암 리튬 광상.이 광상은 광물 성분이 복잡해 리튬휘석, 투리튬장석, 리튬운모, 리튬노을과 인알루미늄리튬석 등 광물 외에도 종합적으로 이용할 수 있는 녹주석, 니오브탄탈륨철광, 주석, 세슘류석 등 다양한 희귀 금속 광물을 소량 함유하고 있다.이런 종류의 광상에는 리튬휘석 함량이 약 20% 이고 결정체가 굵으며 최대 길이가 14m를 초과할 수 있으며 현재 양질의 저철 리튬휘석 정광의 주요 원천 (예를 들어 호주의 그린부시스 리튬광) 이다.

(2) 무대형 구조의 위정암 광상.이런 광상의 위정암체는 기본적으로 단상균질암체로서 나트륨장석, 미사장석, 석영, 백운모와 리튬휘석으로 구성되며 소량의 광물에는 록주석, 주석과 탄탈륨니오브광물이 있다.리튬휘석은 균일하게 분포되어 있으며, 그 함량은 암체 총량의 25% 를 차지할 수 있으며, 웨이징암형 리튬휘석의 중요한 원천이다.이런 종류의 리튬 광상은 일반적으로 독립된 리튬 광상이거나 소량의 베릴륨과 탄탈륨을 동반한 리튬 광상이다.미국 노스캐롤라이나 주의'주석-리튬휘석'대의 마운트 킹스 광상과 베서머시티 광상이 대표적이다.

이러한 결정 광물은 X선 연사기 (XRD) 에 의해 검출되어 분석될 수 있으며, 정량 결과를 제시할 수 있으며, 조작이 간단하고 빠르며, 검사 결과가 정확하여 광물의 채굴 시 Li를 보장한다2O품위의 높낮이가 보장됩니다.

2) 견본/견본

이 실험은 랑성회사의 영샤인 휴대용 X선 회절(XRD) 분석기를 사용하여 아프리카 말리에서 생산되는 리튬휘광을 검측 분석하고, 랑성에서 제공하는 포켓 샘플박스를 통해 분말 샘플을 만들어 샘플실에 넣어 검측하고 샘플 회절 스펙트럼을 얻으며, CrystalX 분석 소프트웨어를 사용하여 회절 스펙트럼에 대한 성분 정성 및 정량 분석을 진행한다.

3）광석 테스트 공정도

4）분석 결과

그림 # 저품위 리튬 휘광의 분석 결과

그림#고품위 리튬 휘광의 분석 결과

랑성회사의 영샤인 휴대용 X선 연사 (XRD) 분석기 테스트 결과를 보면 아프리카 말리 리튬휘광은 주로 리튬휘석, 나트륨장석, 석영으로 구성되어 있음을 알 수 있다.

1# 저품위 리튬휘광의 리튬휘석(LiAlSi2O는6) 질량 점수는 12.75%이며 Li로 계산됩니다.2O의 품위는 1.03%입니다.

2# 고품격 리튬휘광의 리튬휘석(LiAlSi2O는6) 품질 점수는 40.84%, 즉 Li입니다.2O의 품위는 3.29%이다.요약하면, 분석 결과는 아프리카 말리 리튬 휘 광산의 리튬 휘석 (LiAlSi) 을 정확하게 반영합니다.2O는6)의 함량으로 Li를 얻을 수 있습니다.2O의 품위, 아프리카 채광 현장 리튬휘광의 Li2O의 품위 고저 감별은 중요한 데이터 지탱을 제공한다.

결론

분석 결과에 따르면 파도소리회사 SHINE영 휴대용 XRD 분석기를 통해 말리 리튬휘광의 리튬휘석 함량을 현장에서 신속하게 분석해 Li2O의 품위는 채광업계가 효율적이고 정확한 데이터 지원을 제공하고 프로젝트의 추진을 가속화하는 데 도움이 된다.