由于對這種特種金屬的需求不斷增加，鈷勘探的興趣顯著上升。鈷傳統上用于高溫合金，如今作為電動汽車（EV）中使用的鋰離子電池的關鍵組成部分，發揮著重要作用。電動汽車銷量的增長推動了鈷的價格和需求大幅上升。此外，由于估計有60%到80%的鈷來自剛果民主共和國（DRC）并在中華人民共和國加工，該行業也在尋求多元化其供應來源。
在自然界中，鈷存在于多種礦物中，這些礦物可能不會立即被地質學家察覺。奧林巴斯便攜式X射線熒光（pXRF）分析儀用于快速、可靠地進行精細尺度的分析，即使在常見礦物中也能檢測到鈷。本案例研究展示了由Electra電池材料公司（Electra）提供的樣本的pXRF分析結果，該公司此前被稱為First Cobalt。
圖1.Electra電池材料公司在美國和加拿大的項目中鈷的產出情況。
A)塊狀黃鐵礦，具有細粒和粗粒尺寸。
B)同一樣本的掃描電子探針圖像，顯示黃鐵礦顆粒內的鈷。
C)脈狀礦石中的結核狀鈷礦物。
D)同一樣本的掃描電子探針圖像，顯示方鈷礦（鈷砷化物礦物）和鈷鐵砷硫化物礦物（鈷鐵砷化物礦物）。
使用便攜式X射線熒光（pXRF）分析儀進行鈷勘探活動
為了向北美供應鏈提供電池級鎳和鈷、回收電池以及前驅體材料，Electra正在加拿大多倫多北部擴建一個已獲許可的濕法冶金鈷精煉廠，并在該地區以及美國愛達荷州開展勘探項目。
自2017年以來，Electra一直在加拿大和美國的勘探活動中使用奧林巴斯Vanta?便攜式X射線熒光（pXRF）分析儀。這家礦產勘探公司主要以三種方式使用該pXRF分析儀：
? 礦物鑒定：通過pXRF分析儀得出的化學結果用于準確鑒定巖石和巖心樣本中復雜的鈷礦物學；這些數據有助于校準地質學家的視覺評估。
? 分析土壤和溪流沉積物樣本。
? 估算巖石和巖心樣本中的鈷品位，以便在實地工作計劃中做出實時決策。
使用X射線熒光（XRF）分析鈷的挑戰
X射線熒光（XRF）分析技術容易受到元素間干擾的影響。鐵（Fe）對鈷（Co）以及鎳（Ni）對鈷（Co）的干擾是兩個常見的例子。這意味著，當存在大量鐵和鎳時，XRF很難在低含量水平下識別出鈷。不幸的是，這兩種元素通常與鈷礦化密切相關。
圖2.含鈷礦石中鐵（Fe）和鎳（Ni）對鈷（Co）的傳統光譜重疊情況。
為了解決這一挑戰，奧林巴斯開發了一種適用于Vanta便攜式X射線熒光（pXRF）分析儀的GeoChem方法，該方法能夠在存在其他元素的情況下，提供更準確的鈷分析。
該方法采用了專門開發的鐵/鈷/鎳峰的去卷積技術。在推出這一解決方案之前，我們在澳大利亞對多個客戶樣本進行了測試，以確保其能夠產生良好的結果。
鈷勘探項目的便攜式X射線熒光（pXRF）分析結果
為了進一步測試和驗證Vanta分析儀的鈷優化GeoChem方法，Electra向奧林巴斯提供了24個來自其加拿大勘探項目的經過實驗室分析的礦漿樣品，這些樣品涵蓋了多種礦化類型（黃鐵礦、鈷鐵砷硫化物和方鈷礦）。樣品被放置在樣品杯中，并在Vanta工作站中以每束光照射60秒的最佳條件下進行測試。
圖3.Vanta便攜式X射線熒光（pXRF）分析結果與Electra加拿大勘探項目的實驗室結果對比
Vanta X射線熒光分析儀得出的數據與實驗室數據在鈷（Co）含量方面顯示出卓越的相關性，即使在濃度低于0.05%且鐵（Fe）含量超過10%的情況下也是如此。砷（As）、鎳（Ni）和銅（Cu）的數據也與實驗室數值相比展現了極高的準確性。
對于非均質巖石、巖心和土壤樣品的分析，不太可能達到同等水平的準確性；然而，大量已發表的研究表明，半定量數據對礦產勘探者具有顯著的價值。這一點可以從Electra持續在其非均質樣品類型中使用Vanta便攜式X射線熒光分析儀，并計劃將其作為工作流程中的重要工具這一事實中得到證明。