Fortschritte in der Robotertechnik führen zu schnelleren und effizienteren Röntgenfluoreszenzanalysen (RFA) für geochemische Analysen im Rahmen von Explorationsprojekten. Eine Innovation in der Robotertechnik, die die RFA-Analyse revolutioniert, ist GERDA (Geochemical Research and Documentation Assistant), ein automatisierter Assistent für geochemische Analysen und Berichte.
Die automatisierte Einheit wurde von MEFFA Lab Oy in Finnland entwickelt und dient der Analyse von Bohrkernen in Kästen, sowie von Boden, Sedimenten und zerkleinertem Gestein in Plastikbeuteln, um mit einem RFA-Handanalysator einen höheren Probendurchsatz zu erzielen. Das System befindet sich auf einem CNC-Tisch mit einem Vanta RFA-Handanalysator, einer hochauflösende USB-Kamera, einem einfachen Steuermodul basierend auf Raspberry Pi 3 und einer benutzerfreundlichen Software zur Anzeige der Ergebnisse und Datenverarbeitung.
Parallel zur Entwicklung von GERDA lief die Entwicklung einer einzigartigen Methode, die als NEFFA Methode (Nugget Effect Gold Assay) bekannt ist, um die Goldmineralisierung in Proben (häufig in zerkleinertem Gestein oder Bohrkernen) zu ermitteln.
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| GERDA wird zusammen mit einem Vanta RFA-Handanalysator verwendet, um geochemische Analysen von Explorationsprojekten zu automatisieren. |
Entwicklung des GERDA Systems
Das GERDA System wurde von einem Team entwickelt, das seit über 15 Jahren portable RFA-Analysatoren für mineralogische Analysen bei Explorationsprojekten einsetzt.
Das Team konzentrierte sich hauptsächlich auf die Verwendung von Begleitelementen im Rahmen von Goldexplorationsprojekten. Dabei hat es die Entwicklung von RFA-Handanalysatoren in den letzten Jahre aufmerksam verfolgt. Insbesondere hat sich die Analysegeschwindigkeit verbessert und die Testzeiten, die erforderlich sind, um die benötigte Präzision zu erreichen, sind deutlich kürzer geworden. Auch die Fortschritte von Olympus bei der Detektortechnologie und Signalverarbeitung wurden aufmerksam beobachtet. Hier stach vor allem eine Fähigkeit des Vanta Analysators hervor: die niedrigeren Nachweisgrenzen für Elemente, einschließlich Gold (Au).
Als Nachwuchswissenschaftler mit begrenztem Budget lag der Fokus des Teams auf der Erkundung von neuen bzw. wenig untersuchten Flächen (Greenfield-Exploration), der schnellen Identifizierung von Anomalien, der Generierung von Bohrzielen und potenziellen neuen Entdeckungen, und nicht auf der Ressourcenbestimmung. Der Schlüssel hierfür war die Fähigkeit des Teams, mithilfe von RFA-Handanalysatoren eine deutlich größere Anzahl von Proben als im Labor analysieren zu können. GERDA spielt dabei eine entscheidende Rolle.
Das GERDA System wurde für Folgendes entwickelt:
- Erhöhung des Probendurchsatzes für Besitzer von RFA-Handanalysatoren
- Hilfe bei der Auswahl der Proben, die teureren Laboruntersuchungen unterworfen werden müssen
- Schnellerer Zugriff auf aussagekräftige Ergebnisse für die Nachverfolgung/Ausfüllung in Echtzeit
- Senkung der Gesamtkosten des Explorationsbudgets
- Effizientere Explorationsprogramme
Im folgenden kurzen Video wird die Funktionsweise des GERDA-Systems mit einem RFA-Handanalysator demonstriert:
Was ist die NEFFA Methode (Nugget Effect Gold Assay)?
Um diese neue Methode zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, wie der Nugget-Effekt funktioniert.
Der Begriff Nugget-Effekt wird verwendet, um das Problem bei der Analyse von Proben zu beschreiben, das auftreten kann, wenn einige, aber nicht alle Proben große Goldpartikel (engl.: Nuggets) enthalten. Wird bei der herkömmlichen Probenaufbereitung eine Probe mit sehr hohem Goldgehalt ausgewählt, kann die Goldmenge in der Lagerstätte überschätzt werden. Wenn der Goldgehalt jedoch sehr niedrig ist, d. h. diese Probe keine großen Partikel enthält, kann der Goldgehalt unterschätzt werden. Bei der Goldexploration und Goldgewinnung kann diese Variabilität zu ungenauen Ergebnissen und kostspieligen Fehlern führen.
Mit der NEFFA Methode kann der bisher als problematisch betrachtete Nugget-Effekt eine neue Möglichkeit bieten. Die NEFFA Methode versucht, den Nugget-Effekt mittels mehrerer zerstörungsfreier systematischer Analysen eines geologischen Materials (häufig zerkleinertes Gestein oder zerkleinerter Bohrkern) zu messen, um das Vorhandensein von Gold oder anderen Edelmetallen anhand der Verteilung in der Probe zu bestimmen.
Herkömmliche Probenaufbereitungsverfahren werden durch NEFFA komplett neu definiert und reduziert. Sie hat das Ziel, mithilfe von RFA-Handanalysatoren halbquantitative Ergebnisse der Goldmenge zu liefern, um gewisse Proben von Interesse für die weitere Laboranalyse zu identifizieren.
Und so funktioniert das:
- Repräsentative Proben von 20–30 g werden je nach Art des Materials in einem Medium (wie einem transparenten Probenbeutel oder einer Kunststofffolie) verpackt, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigung durch ein externes Mittel auftreten kann.
- Die Probe wird gleichmäßig auf einen quadratischen Bereich von 10 cm × 10 cm verteilt, wobei die Tiefe des Materials nicht mehr als 2 mm betragen darf.
- Über die Probe wird ein Raster oder eine Matrix gelegt, wobei die Kantenlänge der einzelnen Felder 1 cm × 1 cm beträgt.
- Die Messungen werden innerhalb jedes Quadratzentimeters durchgeführt, und der Durchschnitt aller Ergebnisse wird angegeben.
- Die Methode ist am effektivsten bei Gesteins- oder Bohrkernproben mit einer Korngröße < 3 mm, für homogenisierte Proben in Papiertüten jedoch ungeeignet.
- Bohrkernproben (Rotary Air Blast/Reverse Circulation) können direkt analysiert werden.
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| Die NEFFA Methode wird verwendet, um Gold in einer Gesteinsprobe zu analysieren. |
Diese Methode nutzt den höheren Durchsatz des GERDASystems für allgemeine Explorationsprojekte und ist durch die Ermittlung des Goldgehalts mit RFA nützlich für die Goldexploration.
Wir geben zu, dass diese Methode eher untraditionell ist. Die Nachteile von RFA-Handanalysatoren bei der Analyse von Gold sind allgemein bekannt (falsch positiven Ergebnissen aufgrund von elementaren spektralen Überlappungen, relativ hohe Nachweisgrenzen im Vergleich zum Labor), sodass die Feuerprobe die beste Technik bleibt. Die ersten Analysen mittels GERDA System und NEFFA Methode zeigten jedoch, dass die Golddaten aussagekräftig waren und dass mit diesem System Kosten gespart wurden. Zudem müssen bei der Anwendung dieser Technik die jeweils geltenden Anforderungen bez. des Strahlenschutzes und der Lizensierung eingehalten werden.
Für weitere Informationen oder für eine Testuntersuchung Ihrer Proben kontaktieren Sie Igor Vasilyev von MEFFA Lab Oy unter ivas@kareliangold.com
