由于对这种特种金属的需求不断增加，钴勘探的兴趣显著上升。钴传统上用于高温合金，如今作为电动汽车（EV）中使用的锂离子电池的关键组成部分，发挥着重要作用。电动汽车销量的增长推动了钴的价格和需求大幅上升。此外，由于估计有60%到80%的钴来自刚果民主共和国（DRC）并在中华人民共和国加工，该行业也在寻求多元化其供应来源。
在自然界中，钴存在于多种矿物中，这些矿物可能不会立即被地质学家察觉。奥林巴斯便携式X射线荧光（pXRF）分析仪用于快速、可靠地进行精细尺度的分析，即使在常见矿物中也能检测到钴。本案例研究展示了由Electra电池材料公司（Electra）提供的样本的pXRF分析结果，该公司此前被称为First Cobalt。
图1.Electra电池材料公司在美国和加拿大的项目中钴的产出情况。
A)块状黄铁矿，具有细粒和粗粒尺寸。
B)同一样本的扫描电子探针图像，显示黄铁矿颗粒内的钴。
C)脉状矿石中的结核状钴矿物。
D)同一样本的扫描电子探针图像，显示方钴矿（钴砷化物矿物）和钴铁砷硫化物矿物（钴铁砷化物矿物）。
使用便携式X射线荧光（pXRF）分析仪进行钴勘探活动
为了向北美供应链提供电池级镍和钴、回收电池以及前驱体材料，Electra正在加拿大多伦多北部扩建一个已获许可的湿法冶金钴精炼厂，并在该地区以及美国爱达荷州开展勘探项目。
自2017年以来，Electra一直在加拿大和美国的勘探活动中使用奥林巴斯Vanta™便携式X射线荧光（pXRF）分析仪。这家矿产勘探公司主要以三种方式使用该pXRF分析仪：
• 矿物鉴定：通过pXRF分析仪得出的化学结果用于准确鉴定岩石和岩心样本中复杂的钴矿物学；这些数据有助于校准地质学家的视觉评估。
• 分析土壤和溪流沉积物样本。
• 估算岩石和岩心样本中的钴品位，以便在实地工作计划中做出实时决策。
使用X射线荧光（XRF）分析钴的挑战
X射线荧光（XRF）分析技术容易受到元素间干扰的影响。铁（Fe）对钴（Co）以及镍（Ni）对钴（Co）的干扰是两个常见的例子。这意味着，当存在大量铁和镍时，XRF很难在低含量水平下识别出钴。不幸的是，这两种元素通常与钴矿化密切相关。
图2.含钴矿石中铁（Fe）和镍（Ni）对钴（Co）的传统光谱重叠情况。
为了解决这一挑战，奥林巴斯开发了一种适用于Vanta便携式X射线荧光（pXRF）分析仪的GeoChem方法，该方法能够在存在其他元素的情况下，提供更准确的钴分析。
该方法采用了专门开发的铁/钴/镍峰的去卷积技术。在推出这一解决方案之前，我们在澳大利亚对多个客户样本进行了测试，以确保其能够产生良好的结果。
钴勘探项目的便携式X射线荧光（pXRF）分析结果
为了进一步测试和验证Vanta分析仪的钴优化GeoChem方法，Electra向奥林巴斯提供了24个来自其加拿大勘探项目的经过实验室分析的矿浆样品，这些样品涵盖了多种矿化类型（黄铁矿、钴铁砷硫化物和方钴矿）。样品被放置在样品杯中，并在Vanta工作站中以每束光照射60秒的最佳条件下进行测试。
图3.Vanta便携式X射线荧光（pXRF）分析结果与Electra加拿大勘探项目的实验室结果对比
Vanta X射线荧光分析仪得出的数据与实验室数据在钴（Co）含量方面显示出卓越的相关性，即使在浓度低于0.05%且铁（Fe）含量超过10%的情况下也是如此。砷（As）、镍（Ni）和铜（Cu）的数据也与实验室数值相比展现了极高的准确性。
对于非均质岩石、岩心和土壤样品的分析，不太可能达到同等水平的准确性；然而，大量已发表的研究表明，半定量数据对矿产勘探者具有显著的价值。这一点可以从Electra持续在其非均质样品类型中使用Vanta便携式X射线荧光分析仪，并计划将其作为工作流程中的重要工具这一事实中得到证明。