Aplicação de LIBS portátil para análise quantitativa de minerais de carbonato

Apresentado na Reunião Online Internacional sobre Espectroscopia de Ruptura Induzida por Laser (IOMLIBS), julho de 2020.

‍autores: Yonghwi Kim, Universidade de Lorena; Cécile Fabre, Universidade de Lorena; Jean Cauzid, Universidade de Lorena

O LIBS portátil é efetivamente aplicável para determinação de carbonatos em campo e quantificação de misturas de carbonatos. O estudo alcançou resultados precisos com pré-tratamento limitado da amostra e análises mais rápidas do que outras técnicas convencionais.

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Sumário: O dispositivo portátil de espectroscopia de ruptura induzida por laser (LIBS) é capaz de realizar determinação em tempo real no campo com pré-tratamento limitado da amostra, permitindo análises precisas e mais rápidas do que outras técnicas convencionais. Neste estudo, padrões de carbonato natural da estrutura da calcita foram analisados ​​para investigar a aplicabilidade espectral tanto para discriminação mineral quanto para análise quantitativa no sistema carbonato Ca-Mg-Fe-Mn. Os minerais carbonáticos são formados pela combinação do íon (CO3)2- com vários cátions monovalentes ou divalentes, e os minerais alvo neste estudo são carbonatos romboédricos, como calcita (CaCO3), magnesita (MgCO3), siderita (FeCO3), rodocrosita ( MnCO3), dolomita (CaMg[CO3]2) e anquerita (Ca[Fe,Mg,Mn][CO3]2). A intensidade de LIBS e a área de pico de vários candidatos de pico foram comparadas com cada conteúdo elementar, como Ca, Mg, Fe e Mn, determinado por fluorescência de raios X portátil (pXRF), a fim de investigar a maior correlação com a composição química. Os dados LIBS foram calculados em média em 5 locais escolhidos aleatoriamente em cada pellet prensado. Cada local foi medido com uma grade quadrada de 15 pontos, e cada ponto consiste em 4 análises LIBS sucessivas, exceto para o primeiro disparo de limpeza. Tanto a intensidade quanto a área do pico apresentam tendência linear positiva com as concentrações elementares, com coeficiente de regressão (R2) superior a 0.96, exceto para Mg. Este resultado pode ser explicado pelo fato de que a análise por XRF portátil é difícil de detectar quantitativamente os elementos leves, enquanto o LIBS pode recuperar informações químicas dos elementos leves. Misturas sintéticas de calcita-dolomita, calcita-anquerita e anquerita-dolomita foram utilizadas para avaliar a relação quantitativa entre as razões espectrais e os volumes minerais nos sistemas de dois componentes. Confirmamos que a relação Mg/Ca está altamente correlacionada com as misturas calcita-dolomita e calcita-anquerita, enquanto a relação Fe/Ca mostra uma tendência distinta nas misturas calcita-anquerita e anquerita-dolomita. Os resultados deste estudo demonstram que LIBS é efetivamente aplicável à determinação de carbonatos e quantificação de misturas de carbonatos.

‍Acesso à apresentação: https://www.researchgate.net/publication/342946409_Application_of_handheld_laser-induced_breakdown_spectroscopy_LIBS_to_quantitative_analysis_of_carbonate_minerals

‍Sobre esta conferência: O IOM-LIBS 2020 reuniu cientistas que trabalham no LIBS para discutir pesquisas e aplicações recentes em um fórum online, em um esforço para continuar a comunicação científica durante a pandemia do coronavírus.

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