HERZOG Nonferrous

Los metales no férreos son, entre otros, el aluminio, el cobre, el magnesio, el plomo, el níquel, el estaño, el titanio, el zinc y sus aleaciones. Cada uno de estos metales presenta ventajas únicas, como por ejemplo la conductividad eléctrica (el cobre), un peso reducido (el aluminio) y la resistencia a la corrosión (el zinc). Por este motivo, son componentes esenciales de muchos productos en las industrias del automóvil, aeronáutica, de la ingeniería y de la construcción. Asimismo, los metales no férreos pertenecen al grupo de materiales cuyo reciclado ni los perjudica ni hace que pierdan propiedades. Son parte integrante del proceso moderno de reciclado, que destaca por su elevada eficiencia energética y de recursos.

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Aplicaciones

Los metales no ferrosos son un componente importante de la industria extractiva. Este término incluye metales tales como aluminio, cobre, magnesio, plomo, níquel, estaño, titanio, zinc y sus aleaciones. HERZOG muestra las posibilidades de aplicación y le ofrece máquinas que permiten una preparación perfecta de la muestra.

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Automatización para muestras de polvo (ejemplo)

Automatización para muestras sólidas (ejemplo)

Aluminio

Muestras de baño de aluminio

El metal de aluminio se fabrica a base de óxido de aluminio mediante reducción electrolítica. Con ayuda del proceso Hall-Héroult, el óxido de aluminio se descompone en una solución de criolita a unos 1230 K. Las condiciones de la célula de electrolisis se deben vigilar con detenimiento puesto que incluso los más pequeños cambios en la composición pueden tener efectos considerables en todo el proceso. El uso de fluoruro de calcio y de aluminio reduce la solubilidad del óxido de aluminio y rebaja el punto de fundición. Las concentraciones de óxido de aluminio demasiado bajas pueden provocar el conocido como efecto anódico, que lleva a una resistencia a la corriente extremadamente elevada en la superficie de los ánodos. Las concentraciones de óxido de aluminio excesivamente altas pueden provocar la formación de lodo. El fluoruro de litio y el sodio influyen en el grado de eficiencia puesto que se modifica la conductividad del baño.

Las concentraciones del baño se deben controlar periódicamente cada dos a tres días. Puesto que en una fábrica existen de cientos a miles de células, se acaba recopilando un gran número de muestras de baño de aluminio en el laboratorio. Para el análisis de los elementos y las fases se utilizan instrumentos XRF y XRD.

La preparación de muestras para los análisis XRF y XRD incluye el triturado de las muestras solidificadas. Un detector de metales detecta automáticamente las piezas de metal puro, que podrían alterar los siguientes procesos de preparación de muestras. Después del molido y del prensado, se transporta la muestra a los instrumentos de análisis. Además de las muestras de aluminio, se analiza también el óxido y el carbón anódico para el control del proceso.

Las condiciones esenciales para que los resultados de los análisis sean fiables son una alta reproductibilidad y estandarización de todos los pasos para la preparación de las muestras. Además, es preciso evitar que se produzca una contaminación cruzada entre las muestras de baño y otros materiales como óxido o carbón anódico. Esto requiere mecanismos de limpieza especiales, por ejemplo aclarando la máquina con un granulado especial. Las soluciones de HERZOG satisfacen los requisitos más exigentes de la preparación de muestras en la industria del aluminio.

Muestras sólidas de aluminio

Durante el proceso Hall-Héroult, el oxígeno se separa del óxido de aluminio y se combina con el carbono del ánodo de carbono. El aluminio fundido restante se acumula en el suelo del recipiente y se vacía.

El aluminio fundido se vierte del horno de conservación del calor a la lingotera. En este punto es donde se toman las muestras de aluminio para la espectrometría de emisión óptica. La forma de las muestras que se utiliza para el control de calidad es diferente en cada laboratorio. Algunas de las muestras se deben serrar antes de que tenga lugar el proceso de fresado. HN-FF o HN-SF procesa las formas de muestras corrientes sin necesidad de realizar ajustes importantes en la máquina o en el sistema de manipulación de las muestras.

Cobre

El cobre se puede fabricar mediante la extracción y procesamiento de menas o mediante el reciclado de chatarra de cobre o de restos de plantas siderúrgicas como escoria, polvo y lodos. El proceso de reciclaje ha ido cobrando importancia en los últimos años. Actualmente, aproximadamente la mitad del cobre que se utiliza en la industria proviene del reciclado del cobre y sus compuestos. Es evidente que con ello se necesita menos energía que en la producción primaria de cobre.

En el marco de la minería, el cobre se suele extraer de menas sulfuradas mediante procesos hidrometalúrgicos o tratamiento metalúrgico. La mena se tritura, se muele en polvo fino y, a continuación, se enriquece mediante flotación por espuma. El concentrado resultante se calienta a 500-700°C para retirar el azufre y secar el material. A continuación, el material calcinado se une al fundente para formar una piedra cruda (mata de cobre), una mezcla de cobre líquido y sulfato de hierro. En la mata de cobre líquido se inyecta aire para que se pueda formar el cobre ampolloso, que se vierte en el molde anódico para la electrólisis. Durante la refinación electrolítica siguiente, el cobre se enriquece al 99,99%. Las menas de óxido se lixivian con ácido sulfúrico. El cobre se extrae entonces con disolvente y mediante electrólisis de extracción (SX/EW). Las menas sulfídicas suelen tener una cuota de cobre más alta que las menas de óxido.

Durante el proceso de reciclado, la chatarra de cobre se funde en plantas siderúrgicas primarias y secundarias. Para la chatarra oxídica, el uso de carbono, hierro y fundente lleva a condiciones reductoras. En función de la calidad de la chatarra, tal vez sea necesario someterla a otra refinación electrolítica. En las plantas siderúrgicas primarias, la chatarra de cobre se emplea especialmente como refrigerante en la producción de cobre a base de mena. En la conversión de piedra de cobre, se emplea especialmente chatarra de cobre «bruta» para la producción escoria, mientras que el cobre puro se emplea para la producción de cobre. La chatarra de cobre se puede fundir en una serie de hornos distintos, incluyendo altos hornos, hornos de reverbero, hornos giratorios, hornos ultrarrápidos u hornos eléctricos.

Adicionalmente, la chatarra eléctrica (WEEE9 se puede utilizar en el proceso de reciclado de cobre. La cuota de cobre en la chatarra eléctrica oscila entre el 3 y el 27%. La chatarra eléctrica se funde normalmente en condiciones reductoras, de forma que se obtiene cobre negro que luego se procesa en una atmósfera oxidante con el fin de eliminar las impurezas.

El mayor reto a la hora de preparar las muestras en la industria minera del cobre y del reciclado es que las muestras de CC presentan un amplio abanico de concentraciones de elementos y de propiedades de los materiales. Por lo tanto, un aspecto importante de la preparación de muestras es evitar que se produzca una contaminación cruzada entre muestras consecutivas.

Las muestras de la producción de cobre incluyen muestras geológicas, restos de lejía, concentrados, escoria, piedra cruda, ánodos, cátodos, ceniza, muestras medioambientales, etc. Los controles de calidad comprenden numerosos métodos de control distintos y complejos, incluyendo XRF, XRD cuantitativo, ICP-OES, AA, análisis por combustión, ensayo con fuego, etc. Las máquinas de HERZOG cubren todos los pasos relevantes de la preparación, incluyendo la determinación de la humedad, la filtración, el secado, el triturado, el molido, el prensado, la fusión, el cribado, la mezcla, la división y el embalado.

Plomo

Hoy en día el 80% del plomo se utiliza en baterías de plomo. Al mismo tiempo, se reciclan el 56 y 73% del plomo, lo que representa una de las cuotas de reciclado más altas.

El plomo primario se fabrica a base de menas que contienen galena (PbS). Las menas se enriquecen y muelen en polvo fino. A continuación se someten a un proceso similar a la sinterización en el que se procede a la oxidación de la galena y a la fundición en terrones más grandes. A continuación, se carga un alto horno con dichos terrones sinterizados y coque para fabricar barras de plomo. Especialmente las barras primarias precisan de un refinamiento metalúrgico y electrometalúrgico incluyendo quitar el cobre, oxidación de Sn, Sb y As, apartar el metal noble y retirar el Bi.

Durante los últimos cuarenta años, el proceso de fundición directo ha ido cobrando cada vez más importancia. Para ello, los concentrados junto con los fundentes y el oxígeno se introducen directamente en un reactor sin que se tengan que sinterizar antes.

El proceso de fundición directo facilita notablemente la fabricación de plomo secundario, p. ej. de las baterías de plomo. Existen cuatro tipos de reactores o procesos para la fundición de pasta de batería, metal y concentrados: El horno «Queneau-Schumann-Lurgi (QSL)», el proceso chino de soplado de oxígeno «hui Kou Shan (SKS)», el proceso de fundición «Top Submerged Lance (TSL)» y el proceso «Kivcet>». Asimismo, existen procesos especiales para la producción secundaria. Cabe destacar especialmente los hornos de paso continuo (proceso Varta) para el procesamiento de baterías enteras o los hornos de tambor corto para el procesamiento de lotes. La refinación de barras secundarias normalmente no es tan compleja y comprende la eliminación del cobre, estaño y antimonio como impurezas principales.

Para controlar la calidad del proceso de fabricación se emplean distintas muestras, entre otras de plomo, aleaciones de plomo, ceniza de plomo, polvo de plomo, sulfato de plomo, escoria, lodo, etc. La preparación de muestras de estas material en bruto incluye la toma de muestras, el secado, la determinación de la humedad, la determinación del tamaño del grano, la partición y el molido. Los riesgos potenciales para la salud de algunos de los materiales indicados representan un motivo más para que la automatización de estos procesos sea lo más amplia posible. El plomo es un metal especialmente blando que tiende a adherirse a las superficies. Por este motivo, en todas las máquinas se necesitan mecanismos de limpieza a fondo para evitar la contaminación de las siguientes muestras.

Las muestras de plomo sólido, que se presentan en el proceso de fundición y refinación se procesan normalmente mediante máquinas de fresado no férreas especiales. El análisis se efectúa en la espectrometría de emisión óptica. Los posibles residuos en la máquina de preparación de muestras en el puesto de chispas se eliminan con mecanismos especiales de limpieza.

Magnesio

El magnesio se fabrica mediante el proceso Pidgeon térmico de silicona o la tecnología «Solid Oxide Membrane». El magnesio se utiliza como material metálico para la construcción y ocupa el tercer lugar después del hierro y el aluminio. Los compuestos de magnesio de construcción ligera se emplean en aplicaciones críticas de la tecnología aeronáutica, automovilística y militar. Algunos ejemplos de ello son los engranajes del motor de aviación, las carcasas de los generadores, las unidades de toma de fuerza y otros componentes sometidos a altas temperaturas.

Tanto el magnesio como los compuestos de magnesio son explosivos y fácilmente inflamables. Por este motivo, en la preparación de muestras es preciso poner en práctica medidas preventivas específicas. En las fresadoras HN-FF ofrecemos un equipamiento especial del espacio de fresado que garantiza una eliminación integral de las virutas de fresado sin dejar restos.

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Preparación de la muestra

La producción primaria y secundaria de metales no ferrosos requiere un análisis altamente preciso de la composición química del metal, sus materias primas e intermedios. En los procesos modernos de producción industrial, la fluorescencia de rayos X, la difractometría y la espectroscopía de emisión óptica se utilizan para el control de calidad. La exactitud y la reproducibilidad de estos procedimientos analíticos dependen de la preparación perfecta de la muestra. HERZOG proporciona las máquinas y los procedimientos óptimos para la preparación de material de muestra sólido y en polvo sin contaminación ni pérdida de material.

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Triturado

Las trituradoras de HERZOG están pensadas para un primer triturado básico del material de muestra. El refinado necesario para el posterior estudio espectroscópico se obtiene por lo general con ayuda de un molino oscilante de disco.

La trituradora de mandíbula HSC 550

Las trituradoras de mandíbula de Herzog están concebidas como trituradoras de mandíbula de efecto simple. La mandíbula móvil presiona el material que quiere triturarse contra la mandíbula fija y lo tritura por la presión y el golpe. La mandíbula móvil se acciona mediante un eje excéntrico, con lo que dibuja una trayectoria elíptica que machaca el material y lo transporta hacia abajo. Si el tamaño del grano es más pequeño que la anchura inferior, el material triturado cae en el recipiente colector. Mediante el uso de embudos que impiden que salpique se evita que salga el material de la cámara de triturado.

Las trituradoras de mandíbula pueden ser entregadas con mandíbulas de diferentes materiales dependiendo de lo que se quiera triturar. Las mandíbulas de acero al manganeso tienen la propiedad de que siguen endureciéndose con el tiempo conforme se van utilizando. Se recomienda el acero inoxidable si se prevé la formación de óxido a raíz del material alimentado. Las mandíbulas de carburo de wolframio son especialmente duras y resistentes a la abrasión. Tienen una larga vida útil incluso con materiales duros.

En las trituradoras de cono, el triturado tiene lugar en la ranura entre el manto y el cono de la trituradora. Dicha ranura se abre y se cierra en todo el perímetro por el movimiento oscilante excéntrico del cono. La ventaja de la trituradora de cono consiste en que el triturado de material se produce continuamente por la presión y la fricción. No se produce una alternancia entre carreras de trabajo y carreras de vacío como en la trituradora de mandíbulas.

La HP- C/M AUT es una trituradora que ha sido diseñada especialmente para los catalizadores de automóviles. Los monolitos enteros se pueden partir en un tamaño de grano que permita a continuación molerlos en partículas finas. El material triturado se colecta en un recipiente especial (3 l) que el operario puede sacar fácilmente. La pérdida de material se limita al mínimo. La máquina se limpia con aire comprimido.

Molienda

La molienda y el prensado son procesos de preparación de las muestras que ahorran tiempo y gastos y se utilizan para el análisis de muchas sustancias orgánicas e inorgánicas. El uso de muestras en polvo permite no solo determinar la composición química, sino también el uso de métodos de difracción de rayos X en algunas aplicaciones (por ejemplo: cemento, sales) para calcular el contenido mineral.

Antes del prensado, el material debe molerse muy fino para garantizar una homogeneidad suficiente. HERZOG ofrece numerosos molinos oscilantes de disco en diferentes tamaños y equipamientos para la molienda de materiales de muestra. Los materiales de elevada dureza (carburo de silicio, etc.) también pueden molerse a un tamaño de grano que sea lo suficientemente fino como para garantizar un análisis cualitativo de calidad. El grado de finura alcanzable, además de los parámetros de programa seleccionados, también depende de los siguientes factores:

  • Material
  • Cantidad de entrada
  • Productos auxiliares de molienda utilizados
  • Tamaño de grano en la entrada.

Por lo general, unos 60 segundos bastan para que la mayoría de los materiales alcancen un tamaño de grano que permita su análisis. En caso de una duración mayor de la molienda se producen aglutinaciones y adherencias de materiales en el recipiente de molienda. En la figura 01 se representa la tendencia típica.

Para el análisis con XRF, el material de muestra debe molerse con frecuencia a un tamaño de grano menor de 75 µm. Para garantizar una resistencia suficiente a la abrasión, los recipientes de molienda deben estar hechos de materiales resistentes al desgaste. Esto es así especialmente cuando la muestra contiene fases minerales muy duras y propiedades abrasivas (por ejemplo: clínker, carburo de silicio, etc.).

Recipiente molienda

Así pues, el proceso de molienda  produce abrasión en el recipiente y las piedras utilizadas. Dependiendo de la aplicación, debería seleccionarse un recipiente de molienda que posea la dureza correspondiente y una composición química que no incluya elementos de interés para el análisis. Para evitar la entrada de elementos relevantes para el análisis, se dispone de diferentes recipientes de molienda.

Los molinos automáticos están especialmente indicados para la preparación de materiales que contienen metales nobles porque ofrecen distintos mecanismos de limpieza que evitan la contaminación cruzada. Los tres tipos de limpieza: por  aire comprimido, rociado con arena y en húmedo, permiten eliminar la suciedad de manera eficaz. Con estos mecanismos de limpieza se puede reducir la contaminación cruzada a un valor ppm ínfimo. Además, la dosificación de cuchara ofrece la posibilidad de precontaminar el molino con el material siguiente. Después de unos 30 segundos de molido, el tamaño de las partículas se reduce en un 90% por debajo de 50 µm. El recipiente de molienda, el anillo y la piedra se fabrican de acero cromado para evitar que se solapen las líneas por los elementos de los juegos de molienda.

Prensado

El molido y el prensado para la espectrometría de XRF y XRD son procesos establecidos no solo para la industria de materia prima, sino para muchos procesos industriales. HERZOG ofrece una gran variedad de aparatos distintos, desde máquinas manuales hasta automatizaciones completas.

Para el prensado de material de muestra, Herzog ofrece una amplia gama de máquinas manuales y completamente automáticas. Para aplicaciones manuales con un número de muestras pequeño a mediano, los modelos más indicados son TP 20/TP 20e, TP 40, TP 40/2d*, TP 60/2d*, TP 60, HTP 40, HTP 60 (*dotado de travesaño basculante). Con las prensas manuales se pueden realizan todos los procedimientos de pensado estándar. El material de muestras se introduce manualmente en el útil de prensado. En función del tipo de prensa, la presión necesaria se ejercerá manualmente o con un módulo hidráulico automático/eléctrico.

Las prensas automáticas HP-P y HP-PA dosifican el material de  muestras molido en partículas finas en el útil de prensado. Después del prensado (exclusivamente anillos de acero de 40 mm o 51,5 mm), el material sobrante o el polvo se limpia automáticamente de la muestra. El modelo HP-P ofrece asimismo la opción de utilizar dos útiles de prensado. Con el fin de minimizar la contaminación, cada útil de prensado se puede asignar a un tipo de material. El gránulo preparado se envía automáticamente al instrumento de análisis. Después del análisis, se vacía el anillo de acero, se limpia y se guarda en el almacén interno de anillos.

El modelo HP-PD6 es una prensa especial desarrollada para prensar material de muestra para análisis de difracción de rayos X. Para ello, se prensan pocos gramos de material de muestra en un anillo de acero. En comparación con las otras prensas, aquí solo se necesita ejercer muy poca fuerza. Para que, a pesar de ello, el material de muestra esté bien posicionado en el anillo, se estabiliza desde atrás con un botón de aluminio.

Dependiendo de los requisitos de análisis se dispone de cuatro procedimientos estándares de prensado:


Prensado libre

El prensado libre es el proceso de prensado más económico, ya que no se utilizan consumibles. Tampoco es necesaria una dosificación exacta del material de muestra.

Prensado de dos componentes

El prensado de dos componentes cuenta con un paso de trabajo adicional, pero permite preparar también cantidades pequeñas de muestra para el análisis. En un primer paso del trabajo se dosifica el depósito de relleno (por ejemplo, ácido bórico, Boreox) y se realiza un prensado previo. Para esto se utiliza una tapa especial del útil de prensado. A continuación, en el segundo paso se prensa el propio material de muestra en la matriz preparada.

Prensado en una bandeja de aluminio

En el prensado en bandejas de aluminio, los punzones de prensado deberían tener una ranura de ventilación para evitar la compresión de gases en dichos punzones. Las bandejas de aluminio están disponibles en diferentes diámetros. Las bandejas de aluminio tienen la ventaja de que si las muestras tienen que almacenarse no se producen costes demasiado elevados. Sin embargo, una bandeja de aluminio no ofrece ninguna garantía de que en los bordes puedan aparecer desportilladuras.


Prensado en anillos de acero

El uso de anillos de acero ofrece amplias ventajas frente a los demás procesos de prensado en cuanto al uso en sistemas automatizados de preparación de muestras. Con el uso de anillos de acero se reduce el riesgo de suciedad en el espectrómetro impidiendo las desportilladuras en el borde de la muestra. No obstante, se producen gastos más elevados cuando hay que almacenar los anillos reutilizables. Para el prensado en anillos de acero hay disponibles dos tipos de anillos (Ø 40 mm y Ø 51 mm).

En las prensas automáticas, el material de muestra solo puede prensarse en anillos de acero, ya que el resto de los procesos de prensado son demasiado complejos y no ofrecen estabilidad en la manipulación de las muestras. Para el prensado libre, el prensado de dos componentes y el prensado en bandejas de aluminio, los diámetros de los útiles de prensado pueden elegirse libremente con ciertas condiciones.

Para la limpieza de los anillos de acero utilizados después del análisis se puede usar un sistema de escobillas de tres niveles, que puede utilizarse en prensas tanto automáticas como manuales. En las prensas manuales se aplica manualmente para la limpieza de los anillos y después se retira. En las prensas automáticas, la limpieza tiene lugar sin ninguna intervención del operador. Los anillos vacíos se almacenan a continuación en un depósito interno automáticamente.

Para muestras de catalizadores, apenas se necesita utilizar aglutinantes para fabricar gránulos de gran calidad con una superficie lisa. La prensa automática se suele limpiar con aire comprimido. Si este mecanismo no es lo suficientemente eficiente, se puede utilizar lámina PET para cubrir el útil de prensado y protegerlo de la contaminación. Los gránulos se preparan en la prensa automática HP-PA, que se puede combinar con el molino HP- MA para una automatización. De este modo, se pueden procesar fácilmente lotes con hasta 100 muestras.

División representativa

La división representativa de materias primas secundarias es una condición indispensable para que el análisis físico y químico sea fiable y para valorar el material. Después de la toma de muestras primaria, es preciso que tenga lugar una reducción de la masa de manera que la parte proporcional que se inspecciona en el laboratorio represente lo más exactamente posible la cantidad original. La diferencia porcentual, es decir la «relative sampling variation» (RSV) de la toma de muestras secundaria debe ser inferior al 5%. La RSV previsible se deberá poder determinar para cada nueva aplicación a través de un experimento de replicación con al menos cinco repeticiones con el fin de garantizar total conformidad con un procedimiento representativo. La toma de muestras representativa no es muy significativa no solo para la industria del reciclaje de PGM, sino también para muchos otros sectores como la minería, alimentación, industria farmacéutica, las materias primas secundarias y los productos agrícolas.

Fusión

Proceso de fusión

La fusión es un método muy eficaz para preparar muestras para diferentes formas de análisis, como la fluorescencia de rayos X, ICP y AA. El término fusión incluye por lo general las mezclas de una muestra con una sustancia disgregadora, la fundición de la mezcla y su vaciado en forma de perla o la disolución en una solución de ácido.

La fusión es el mejor método cuando los patrones o el material de la muestra no presentan una única matriz. Esto suele ser el caso en las muestras de exploraciones ecológicas y geológicas, como material de minas, minerales, lodo, menas, polvos y materiales de desecho. Además, suele darse en materiales mezclados, como el cemento, catalizadores y materiales eléctricos.

Mejora de los resultados de análisis

La preparación de muestras con ayuda del proceso de fusión supone una mejora significativa en la precisión del análisis. Esto se debe a diversos motivos. En primer lugar,  la mineralogía y el tamaño de las partículas permiten diferenciar muestras que tengan composiciones químicas idénticas. Este hecho, por sí solo, puede suponer recuentos diferentes en el equipo analizador. El proceso de fusión elimina estos factores, con lo que incrementa la exactitud de la medición. En segundo lugar, en la fusión se produce una disolución al añadir la sustancia disgregadora. Esto conlleva una disminución de la interacción entre los elementos que se quieren analizar y una reducción del efecto de matriz. En tercer lugar, la fusión facilita considerablemente realizar una calibración. Por un lado es posible elaborar patrones perfectamente adaptados a la matriz para variedad de materiales. Por otro, los patrones sintéticos pueden utilizarse cuando no hay disponibles patrones referenciados. De forma análoga, se pueden elaborar patrones sintéticos para prácticamente cualquier material sin tener que realizar complejos análisis de regresión para el cálculo de las curvas de calibración.

Evitar errores

La fusión es una parte muy importante del análisis de materiales por fluorescencia de rayos X, ICP y AA. La fusión es un método excepcional para evitar errores que puedan influir negativamente en la precisión de los métodos de medición correspondientes. La fusión es el método más sencillo y fiable para eliminar errores derivados de una falta de distribución homogénea de las partículas, efectos mineralógicos y una calidad insuficiente de la superficie.

Mejora de la solución de la muestra

La fusión puede disolver fácilmente muestras de óxido que resultan difíciles de preparar con ayuda de la digestión ácida. Una digestión ácida convencional de materiales resistentes, como silicatos, aluminio, circonio, etc. precisa de mucho tiempo y suele producir disoluciones incompletas. Sin embargo, una disolución completa de la muestra es un factor importantísimo para mejorar la precisión y la fiabilidad de los resultados del análisis.

Perfecto para análisis de fluorescencia

El proceso de fusión genera una perla que resulta perfecta para los instrumentos de fluorescencia de rayos X. Dicha perla tiene las dimensiones óptimas y presenta una homogeneidad excelente y una superficie lisa.

Ahorro de tiempo

Un proceso normal de fusión no suele durar más de diez minutos. En cambio, en una digestión ácida pueden hacer falta horas para conseguir un resultado satisfactorio.

Seguridad

La fusión es un proceso seguro de preparación de muestras que tiene lugar sin reactivos ni ácidos perjudiciales. Por tanto, no son necesarias medidas de seguridad especiales. El proceso de fusión es particularmente seguro cuando se realiza en un dispositivo con manipulación de muestras, fundición y vaciado automáticos.

Proceso de fusión

Lo más frecuente es realizar fusiones con borato. Para ello se funde una muestra con un excedente de borato de litio y se vacía con forma de perla con una superficie lisa. Durante el proceso de fusión el material de la muestra se transforma en boratos vítreos, lo que produce una perla de fusión homogénea que resulta perfecta para el análisis por fluorescencia de rayos X.

En primer lugar se mezcla el material de la muestra molido fino con una sustancia disgregadora de borato (normalmente litio) en un crisol compuesto de platino al 95 % y de oro al 5 %. A continuación se calienta el crisol a temperaturas de más de 1000 °C hasta que la muestra se disuelve en la sustancia disgregadora. El movimiento de la masa fundida durante la fusión mejora adicionalmente la homogeneización del material. Puede añadirse un humectante (bromuro, yoduro, fluoruro) para facilitar el desprendimiento del material fundido de las paredes de platino.

La fusión con borato de la chatarra eléctrica o de los catalizadores en un crisol de platino es complicada, puesto que Pt, Pd y Rh, contenidos en la muestra, forman una aleación con la pared del crisol. No obstante, la fabricación de perlas de fusión puede mejorar la precisión del análisis en un factor 5. Por este motivo, de caso a caso es preciso comprobar si se puede poner en práctica un proceso de fusión.

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