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A análise final do carvão é padronizada nos métodos ISO e ASTM, às vezes referida como "análise elementar" ou parte das propriedades "últimas" de um carvão. ASTM D4239-18 e ASTM D 5016-24 & ASTM D 6316-17 cobrem o enxofre por combustão de alta temperatura/deteção de infravermelhos. A literatura da indústria enfatiza a importância dessas medições para a classificação do carvão. Por exemplo, o teor de hidrogénio contribui para a formação de água durante a combustão, reduzindo o calor utilizável, pelo que está diretamente ligado ao poder calorífico efetivo do carvão. Medir esses elementos com precisão com analisadores como o da Eltra garante que as operações de mineração e os compradores de carvão tenham dados confiáveis sobre a qualidade do combustível.
Muitos minérios de metais básicos e preciosos, incluindo cobre, chumbo e zinco, ocorrem como minerais sulfetos, como calcopirita (CuFeS₂), galena (PbS) e pirite (FeS₂). A medição do teor de enxofre nessas amostras geológicas é uma abordagem comprovada para avaliação de grau mineral, já que a concentração de enxofre normalmente se correlaciona com a abundância de sulfeto e, portanto, com o rendimento potencial de metais. Na mineração de cobre, por exemplo, a determinação de enxofre fornece um proxy indireto, mas robusto, para o grau de cobre. Como a calcopirita tem uma relação:S fixa, maiores valores de enxofre indicam maior teor de calcopirita e, consequentemente, maior potencial de cobre. Isso torna a análise de enxofre uma ferramenta rápida e econômica para campanhas de exploração, avaliação de recursos e otimização de processos.
A determinação precisa do enxofre é realizada com os analisadores de carbono/enxofre CS-i da ELTRA, que empregam combustão por indução de alta temperatura (>2000 °C) em uma atmosfera de oxigênio. O enxofre liberado como SO₂ é quantificado por deteção infravermelha, garantindo resultados precisos e reprodutíveis mesmo para minerais sulfetos refratários. O método aceita pesos amostrais relativamente grandes (200–300 mg), o que melhora a representatividade em minérios heterogêneos. Procedimentos padronizados — como ISO 15178:2000 & 4689-3:2017 para solos e minérios, ASTM E1915-20 para minérios metálicos e análogos à ISO 19579:2022 usados na análise de combustível — suportam a confiabilidade e a comparabilidade dos resultados entre laboratórios e projetos.
Ao converter porcentagens de enxofre em conteúdo aproximado de minerais ou metais usando estequiometrias conhecidas, os geólogos ganham uma ligação direta entre a análise elementar e o grau econômico. Isso torna a determinação de enxofre com os analisadores da série CS da ELTRA uma parte indispensável dos modernos fluxos de trabalho de exploração, geometalurgia e controle de qualidade, unindo a precisão do laboratório com as decisões de mineração do mundo real.
O equipamento de preparação de precisão da QATM é essencial para o avanço dos estudos de materiais nas áreas de geologia e mineração. De avaliações mineralógicas a pesquisas planetárias especializadas, a QATM oferece as ferramentas e técnicas para fornecer preparação de amostras confiável e de alta qualidade para uma ampla gama de aplicações geocientíficas.
Seções finas adequadamente preparadas são cruciais para identificar o bloqueio mineral — onde os minerais são intercalados de maneiras que afetam as estratégias de moagem e separação no processamento de minério.
Seções polidas são necessárias para estudar minerais opacos (como sulfetos e óxidos) sob luz refletida. Essas mesmas superfícies também são indispensáveis para ensaios quantitativos via microssonda eletrônica e plataformas de mineralogia automatizadas como QEMSCAN.
Conseguir uma superfície impecável e representativa, sem microfissuras, é vital. As unidades de impregnação a vácuo e os cortadores de precisão da QATM garantem a integridade estrutural e uma preparação ideal desde o início.
Embora não sejam de rotina, os testes de microdureza ou arranhões em fases minerais específicas podem apoiar pesquisas sobre moabilidade ou comportamento de desgaste — áreas onde o equipamento de teste de dureza da QATM fornece insights precisos e específicos de fase.
A preparação de suportes polidos (também conhecidos como blocos polidos) é uma etapa crítica na análise de espécimes de rocha, minério e carvão. Esses suportes permitem observações de alta precisão sob microscopia de luz refletida e são indispensáveis em várias análises de feixe de elétrons, como SEM (Microscopia Eletrônica de Varredura) e trabalho de microssonda eletrônica. Ao contrário das seções finas, que são fatias translúcidas montadas em vidro, os blocos polidos são briquetes mais grossos ou pedaços de material com uma superfície plana semelhante a um espelho. Eles são especialmente adequados para estudar fases minerais opacas que, de outra forma, são invisíveis na luz transmitida.
Muitos minerais de minério, incluindo pirita, calcopirita e galena, são opacos. Estes devem ser examinados em luz refletida usando uma superfície polida para revelar características-chave, como mineralogia, limites de grãos, texturas de exsolução e microfraturas.
Sistemas como QEMSCAN ou MLA usam SEM/EDS para digitalizar superfícies polidas para mapear composições minerais. Estes são amplamente utilizados em operações de mineração para avaliar a liberação mineral e associações, cruciais para otimizar as técnicas de processamento.
Uma superfície polida e lisa garante uma deteção precisa de raios-X durante análises de microssonda. Isso é essencial para estudar a zonação, identificar pequenas inclusões minerais e determinar composições químicas detalhadas.
Em estudos de carvão, pellets polidos são usados para medir a refletância de macerais vitrinitos - um parâmetro essencial para classificar a classificação do carvão e avaliar a adequação para a produção de coque.
Para analisar inclusões de fluidos, são necessárias seções espessas duplamente polidas (polidas em ambos os lados). O polimento de alta qualidade é crucial para observar claramente pequenas inclusões, especialmente em minerais de quartzo e minério.
Metalografia Geral: A ASTM E3 descreve as práticas padrão para a preparação de amostras metalográficas.
A ISO 7404-2 e a ASTM D2797 especificam métodos de preparação para pellets de carvão, incluindo o uso de óxido de alumínio para polimento final para evitar a alteração das medições de refletância.
Os suportes polidos são ferramentas indispensáveis tanto na geociência académica como industrial. Eles preenchem a lacuna entre métodos observacionais e analíticos, oferecendo uma plataforma confiável para análise qualitativa e quantitativa.
Por exemplo, na mineração:
Compreender o intemperismo e a oxidação do carvão é essencial para uma análise petrográfica precisa e medição da reflectância vitrinita. Como destacado em estudos recentes, alterações superficiais durante a oxidação podem afetar significativamente a classificação do carvão e o potencial de uso. As soluções avançadas de preparação de amostras da QATM, que vão desde o corte preciso até o polimento automatizado, garantem a qualidade ideal da superfície para análises confiáveis sob microscopia de luz refletida. Quer esteja a estudar intemperismo natural ou a simular a oxidação em laboratório, os sistemas QATM fornecem a consistência e o controlo necessários para resultados reprodutíveis. Confie na QATM para apoiar sua pesquisa em comportamento do carvão e integridade do material de carbono.
Estabilizar e reforçar amostras geológicas porosas, cinsseis ou particuladas, impregnando-as com resina sob vácuo antes de cortar ou polir. Muitos materiais geológicos – por exemplo, arenitos altamente porosos, solos pouco consolidados, carvão ou concentrados minerais – podem desmoronar ou perder pedaços durante a preparação. A impregnação a vácuo preenche os poros e fissuras com epóxi, fornecendo suporte mecânico e evitando a perda de material (ou formação de bolhas) ao seccionar e polir.
A criação de seções finas padrão - fatias de rocha ou minerais de aproximadamente 30 μm de espessura montadas em lâminas de vidro - é essencial para o exame sob microscópios de luz transmitida ou polarização. Como uma técnica de pedra angular em geologia, seções finas revelam a composição mineral, microestruturas e texturas de rochas em detalhes finos. O equipamento QATM suporta todas as etapas deste processo: desde o corte preciso da fatia inicial, passando pela moagem controlada para alcançar uma espessura uniforme, até o polimento opcional em um ou ambos os lados para maior clareza ótica.
O teste de dureza de micro-indentação - usando técnicas como Vickers ou Knoop sob baixas cargas - é um método poderoso para avaliar a dureza de grãos minerais individuais e fases em espécimes geológicos. Embora comumente usada na metalurgia, esta técnica é igualmente valiosa nas geociências. Os testadores de microdureza QATM, originalmente desenvolvidos sob a marca Qness, oferecem soluções de medição precisas e confiáveis que vão além dos metais para rochas polidas, minério, carvão e amostras planetárias.
Caracterização Quantitativa da Dureza Mineral Ao contrário da escala de Mohs tradicional, que é qualitativa, o teste de microdureza fornece valores numéricos (por exemplo, Número de Dureza Vickers) para dureza mineral. Isso permite comparações mais precisas, a deteção de diferenças sutis entre minerais visualmente semelhantes (por exemplo, calcita versus aragonita) e até mesmo insights sobre o zoneamento composicional dentro de um único cristal (por exemplo, mudanças core-to-rim em granada).
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Porquê os nossos equipamentos?
Esta aplicação é usada para estudos de sedimentologia (por exemplo, análise de sedimentos fluviais, marinhos ou eólicos), ciência do solo e geologia ambiental (por exemplo, a compreensão de contaminantes depende do tamanho dos grãos dos sedimentos).
A distribuição granulométrica revela informações sobre o ambiente deposicional e as propriedades do material de fato podem ajudar na interpretação das condições energéticas de deposição. Também é usado em estudos de estratigrafia e paleoclima, pois o tamanho das partículas pode indicar a força do vento no clima passado. Em engenharia geotécnica, o tamanho das partículas do solo afeta a permeabilidade, compactação e resistência. Além disso, os quadros regulamentares exigem, por vezes, a análise granulométrica do solo para a recuperação de terras ou a avaliação do risco de erosão.
Tradicionalmente, os métodos de peneiramento fornecidos pela Retsch também são usados, mas a difração a laser oferece uma medição muito mais rápida e detalhada em toda a gama. Isso levou muitos laboratórios a adotarem dimensionadores de partículas a laser para análise de rotina de núcleos de sedimentos, solo.
A difração a laser da Microtrac oferece análise de tamanho de partícula rápida e de alta resolução com necessidades mínimas de amostras. Deteta partículas finas melhor do que peneiras/pipetas e segue as normas ISO 13320 e ASTM B822 para precisão. Estudos mostram boa concordância com os métodos tradicionais quando a dispersão é adequada. Sua automação, reprodutibilidade e capacidade de analisar amostras pequenas ou raras o tornam ideal para laboratórios modernos de sedimentologia e geologia e agências geológicas (como o USGS - United States Geological Survey).
Medições isotérmicas de adsorção de gás de alta pressão em amostras de carvão ou xisto para determinar quanto gás (metano ou dióxido de carbono, normalmente) essas rochas podem adsorver. Esta aplicação sustenta avaliações dos recursos de metano de jazida de carvão (CBM), da capacidade de gás de xisto e da viabilidade do sequestro de CO₂ em jazidas de carvão ou formações de xisto (muitas vezes associadas a conceitos de recuperação aprimorada de gás). Compreender como os gases interagem com o carvão e o xisto é fundamental para a exploração de energia e a gestão do carbono. Estudos de adsorção de alta pressão revelam quanto gás pode ser armazenado, recuperado ou sequestrado em condições reais do reservatório.
Principais Aplicações:
Os sistemas de alta pressão BELSORP da Microtrac fornecem isotermas de adsorção precisas de até vários MPa, replicando as condições do reservatório (0–5 MPa para metano). Esses instrumentos suportam normas internacionais (ISO 18866 em desenvolvimento, ISO 15901-2:2022) e normas nacionais, como a GB/T da China para sorção de metano de carvão. Ao quantificar parâmetros como volume e pressão de Langmuir, a técnica sustenta a estimativa de reservas, recuperação de metano de jazida de carvão com aumento de CO₂ e estratégias de sequestro de gases de efeito estufa. Com dados padrão e confiáveis, os geocientistas podem projetar e otimizar as operações do reservatório, tornando a análise de adsorção de alta pressão fundamental para o desenvolvimento de recursos energéticos e para a gestão ambiental.
Wollastonite (CaSiO₃) é um silicato de cadeia natural que cristaliza em formas aciculares (semelhantes a agulhas). Sua relação de aspeto (comprimento/largura) e distribuição da forma de partículas determinam criticamente seu efeito de reforço em plásticos, tintas, produtos de atrito e cerâmicas. A análise de tamanho convencional por peneiramento ou difração fornece apenas diâmetros esféricos equivalentes e não consegue caracterizar morfologias alongadas. A Análise Dinâmica de Imagem (DIA) com o Microtrac CAMSIZER M1 permite uma avaliação quantitativa e reprodutível do comprimento e da espessura das partículas, proporcionando um perfil morfológico completo.
O DIA grava simultaneamente milhares de imagens de alta resolução por segundo, fornecendo distribuições de comprimento e largura, proporção, alongamento e esfericidade. Para minerais aciculares como a wollastonita, estes parâmetros são essenciais para correlacionar a morfologia com as propriedades funcionais.
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