Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra


FLUORESCENCIA DE RAYOS X

La espectroscopía de fluorescencia de rayos X (FRX) utiliza radiación primaria de un tubo de rayos X para excitar la emisión de rayos X secundarios (fluorescencia) en una muestra. La radiación procedente de la muestra incluye los picos de rayos X característicos de los elementos, mayores y traza, presentes en la muestra, producidos por los saltos de los electrones entre los niveles de energía más internos de los átomos. En un espectrómetro de Fluorescencia de Rayos X por dispersión de longitud de onda (WDXRF), estos rayos son colimados en un haz paralelo y dispersados en un espectro por medio de la difracción en un cristal analizador, pasando después a un detector.

Este Servicio de FRX está equipado con un espectrómetro secuencial de fluorescencia de rayos X de dispersión por longitud de onda (WDXRF), S4 Pioneer de BRUKER, con una potencia máxima de 4 kW. El instrumento esta provisto de un tubo de rayos X de ánodo de Rh (60 kV, 150 mA); tres cristales analizadores (OVO-55, LiF 200 y PET); un colimador de 0.23º y otro de 0.46; filtros de Pb, Cu, y Al; un contador proporcional de flujo para la detección de los elementos ligeros y un contador de centelleo para los pesados.

Y para la preparación de muestras cuenta con:

1.- Prensa hidráulica automática,  marca NANNETTI y modelo MIGNON S, para la preparación de muestras en forma de pastillas prensadas.
2.- Perladora, marca Fluxana-HD Elektronik, modelo Vulcan 4M, para la preparación de muestras en forma de perlas fundidas
3.- Balanzas de precisión, marca AND, modelo GF200 y marca COBOS, modelo  JF-Ai.

MÉTODOS ANALÍTICOS DE RUTINA:

1.- Análisis con PERLAS DE VIDRIO

A) Análisis de ELEMENTOS MAYORITARIOS (y algunos elementos traza) en MATRICES SILICATADAS (Rutina Perlas Mayores).

Calibrado empírico tradicional, elaborado con un conjunto de más de 20 geoestándares internacionales, incluyendo un amplio rango de rocas silicatadas comunes.  Los efectos de matriz residuales tras la dilución empleada en la  perla (1:10) se corrigen mediante coeficientes de influencia (alfas) variables. Los límites de detección de los elementos traza analizados son mayores que con pastillas (LLD en torno a 3-5 ppm, límites de cuantificación del orden de 10 ppm).
Para los elementos mayores se obtienen precisiones superiores 0.2-0.3 % relativo (0.5%relativo para el Na2O).

Elementos determinados:
SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3T, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5, LOI, Zr, Sr, Ni, Cr (+LOI).

B) Análisis de ELEMENTOS MAYORITARIOS en MATRICES CARBONATADAS  (Rutina Perlas Carbonatos).

Calibrado empírico similar al anterior pero elaborado con un conjunto de más de 14 estándares certificados de rocas carbonatadas (calizas y dolomías).
En general se obtienen precisiones superiores a 0.2-0.3 % relativo (0.5% relativo para el Na2O).

Elementos determinados: SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3T, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5 (+LOI).

2.- Análisis con PASTILLAS DE POLVO PRENSADO

A) Análisis de ELEMENTOS TRAZA en MATRICES SILICATADAS  (Rutina Pellets Trace).

Calibrado empírico elaborado con un conjunto de más de 25 geoestándares internacionales, incluyendo un amplio rango de rocas silicatadas comunes. Las condiciones de medida están optimizadas para conseguir límites de detección del orden de 1-2 ppm en la mayoría de los casos (incluso menos para algún elemento). Los efectos de matriz se corrigen midiendo a partir de un análisis aproximado de los elementos mayoritarios, y empleando coeficientes de influencia (alfas) variables obtenidos por parámetros fundamentales.
Los límites de cuantificación varían para cada elemento y composición, pero están en el orden de 2-4 ppm (10-15 ppm para Ba y Co).

Elementos analizados: V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Pb, Th .

*** IMPORTANTE: Válido para matrices silicatadas. No para rocas carbonatadas, rocas ricas en sulfatos o mineralizadas.

B) Análisis de MAYORITARIOS y TRAZAS mediante procedimientos “standardless” o  de PARÁMETROS FUNDAMENTALES  (Rutina MultiRescVac).

Un amplio número de picos de elementos son barridos para identificar su presencia y en ese caso cuantificar concentraciones, en base a un sofisticado cálculo de parámetros fundamentales que no precisa de patrones semejantes a la muestra a analizar. Es importante resaltar que los valores obtenidos son menos precisos y exactos que los obtenidos por los calibrados empíricos anteriores (Perlas Mayores, Perlas Carbonatos y Pellets Trace).

Este método es más útil para matrices desconocidas o diferentes de las consideradas en los calibrados anteriores, para rocas mineralizadas, o que salen de los rangos del calibrado empírico, composiciones no aptas para preparar perlas, o matrices para las que no se dispone de patrones certificados.

Por el contrario, el margen de error es mayor (tiempos de contaje muy cortos para cada pico, no se miden fondos, efectos de matriz parcialmente corregidos, efectos “mineralógicos”, etc.).

 

Personal Responsable: Francisca Martínez Ruiz (Científico); Emilia Caballero Mesa (Científico); Amparo Salido Ruiz (Técnico);