Mineral Liberation Analysis (MLA)
Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie verfügt über zwei Rasterelektronenmikroskopie (REM). Daran angeschlossen sind jeweils zwei Detektoren für eine energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS). Alle REMs sind mit der Software MLA-Suite der Firma FEI ausgestattet. Sie dienen einer schnellen, ortsaufgelösten, automatischen, petrographischen Analyse von festen Proben.
Technische Merkmale
- Zwei Rasterelektronenmikroskope: FEI Quanta 650 MLA-FEG
- Detektoren: Bruker Quantax X-Flash 5030 EDS-Detektoren
- MLA-Suite der Firma FEI
- Nicht-destruktiv
- Sehr gute Nachweisgrenzen (10-3 g/g (B - U)) für gebräuchliche Mineralphasen und Materialien (nur wenige Partikel pro Probe, >1 µm)
Anwendung
- Effizientes Werkzeug für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete, unter anderem in Geowissenschaften, Erkundung, Aufbereitung, Materialwissenschaften oder Chemie
- Analysemethode für eine breite Palette an natürlichen und künstlichen Materialien
- Sowohl qualitative als auch quantitative Analyse möglich
- Schnelle und breite Erfassung von Oberflächen
Probenanforderung
- Fest, kohlenstoffbedampft und vakuumstabil
- Probentypen:
- Rundpräparate 25, 30 oder 40 mm
- Dünn- und Dickschliffe 28 x 48 mm
- Einzelproben 15 x 15 cm
Einschränkungen
- Keine Unterscheidung zwischen Mineralen mit gleicher chemischer Zusammensetzung aber unterschiedlicher Kristallstruktur (z. B. Pyrit-Markasit)
- Minimale detektierbare Korngröße liegt bei ~1 µm
- Keine Detektion von H, He, Li, Be, B
- Eine stark raue Probenoberfläche kann zu Problemen führen
Ausgewählte Publikationen ►
- K. Bachmann, P. Menzel, R. Tolosana-Delgado, C. Schmidt, M. Hill, J. Gutzmer
“Multivariate geochemical classification of chromitite seams in the Bushveld Complex, South Africa”, Applied Geochemistry (2019)
DOI-Link: 10.1016/j.apgeochem.2019.02.009
- M. Kern, J. Kästner, R. Tolosana-Delgado, T. Jeske, J. Gutzmer
“The inherent link between ore formation and geometallurgy as documented by complex tin mineralization at the Hämmerlein deposit (Erzgebirge, Germany)”, Mineralium Deposita (2019)
DOI-Link: 10.1007/s00126-018-0832-2
- Bachmann, K., Frenzel, M., Krause, J., Gutzmer, J.
“Advanced Identification and Quantification of In-Bearing Minerals by Scanning Electron Microscope-Based Image Analysis”, Microscopy and Microanalysis, (2017)
DOI-Link: 10.1017/S1431927617000460
Funktionsweise ►
Die MLA-Software kombiniert Informationen von Rückstreuelektronen (BSE)-Bildern mit den charakteristischen EDS-Spektren des Probenmaterials. Für die Aufnahme von BSE-Bildern rastert ein Elektronenstrahl eine möglichst glatte Probenoberfläche ab. Die Software separiert dann die zu untersuchenden Partikel vom Rest des Bildes. Sie nimmt je nach Messbedingungen ein oder mehrere EDS-Spektren zur Bestimmung der unterschiedlichen Materialphasen auf. Dabei wird ein Elektronenstrahl mit einer Anregungsspannung von 15 - 25 keV bei 10 nA Probenstrom und einer möglichst hohen Zählrate genutzt, um kurze Messzeiten (4 - 10 ms) pro Messpunkt und somit einen hohen Probendurchsatz zu erreichen.
Grundlagen ►
- Fandrich, R., Gu, Y., Burrows, D., Moeller, K. (2007) „Modern SEM-based mineral liberation analysis“. International Journal of Mineral Processing, 84, pp. 310-320.
- Gu, Y. (2003) “Automated Scanning Electron Microscope based Mineral Liberation Analysis”. Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, 2, pp. 33-41.
Beispiel ►
Eisen-Erz aus der Lagerstätte Kiirunavaara in Schweden - Vergleich zwischen 1) Auflicht, 2) MLA und 3) BSE-Aufnahmen
Foto: Kai Bachmann
Alternative Methoden ►
- Röntgendiffraktometrie
- Röntgenfluoreszenzanalyse
- Elektronenstrahlmikrosonde
