Sample Preparation

岩石を粉末に―精度を保証する信頼の試料調製

地球化学、鉱業、環境科学において、正確な化学分析は効果的なサンプル前処理から始まります。岩石、鉱石、土壌、堆積物などの地質サンプルを微細で均質な粉末に粉砕することは、分析の精度と代表性を確保するために不可欠です。 Retschは、粗粉砕から超微粉砕まで、粉砕ワークフローの各ステップに対応する装置を幅広く提供しています。信頼性の実績、コンタミネーションフリーのオプション、国際規格への準拠により、Retschの装置は正確で再現性の高い結果を保証します。

Key Advantages of Retsch Equipment

  • ワークフローを完全にカバー:ジョークラッシャー(例:BBシリーズ)からディスクミル、RS 200のような微粉砕機まで対応。
  • 高精度な粉砕:XRF、ファイアアッセイ、または消化用に、100 µm未満の粒度を迅速かつ再現性高く実現。
  • 低コンタミネーション:微量元素に敏感な作業には、タングステンカーバイドやクロム鋼のセットを使用可能。
  • クロスコンタミネーション防止:交換可能で洗浄可能な粉砕セットにより、一貫した結果を確保。
  • 防塵設計:微細分画のサンプルロスを防ぎ、元素分析に不可欠な精度を維持。さらに、サイクロンシステムにより安全性と粉塵低減を実現。
  • ワンステップで粉砕完了:ジョークラッシャーとディスクミルを組み合わせたユニットも利用可能。

Standards Compliance

ISO 3082:2017などの規格では、160 µmを100%通過するまで完全に粉砕することが求められています。Retschのシステムは、鉄鉱石に関するこの規格への準拠をサポートしています。わずか0.5 gのサブサンプルであっても、トン単位で不均質な地質材料を正確に代表できることが保証されます。 Retschは、精度・効率・品質を提供し、ラボが信頼できる結果を得られるよう支援します。Retsch製品であれば、日常的な試料調製から微量元素の重要な分析まで、作業をより簡単に、迅速に、そして高い信頼性で実現できます。以下の表は、さまざまなニーズをまとめたものです。

Technique & equipment Function Input Size Output size Notes
1 Retsch Jaw
Crushers(BB Series)
Coarse crushing
rock or coal samples
Large pieces
up to 150 mm
Gravel
(~2mm or even finer, adjustable)
Hardened steel, NiHard 4 or tungsten carbide jaws;
cyclone systems available, aslo combination units with DM 200
from small table top version to 3.5 t/h sample throughput
2 Retsch Disc Mills/
(RS 200 / RS 300; DM 200)
Intermediate to
fine grinding
up to 20 mm ~20 µm High-energy,quick pulverization;
ideal for XRF sample prep;
uses grinding discs/ring and puck
up to 2000 ml sample per batch
3 Retsch Planetary
Ball Mills (PM series)
Ultra-fine grinding,
sub-micron particles possible
up to 10 mm <50 µm, even s< 100 nm
with wet milling
Uniform powder; uses prolonged milling;
wet milling possible
for 8-220 ml sample depending on used jar size
4 Retsch Mixer Mills
(MM series)
Quick pulverizing of
small samples monts from 1-42 ml
up to 10 mm <5 µm, even < 100 nm with wet grinding Horizontal shaking with ball in jar;
ideal for small sample amounts up to 42 ml
quick pulverisation or wet grinding down to 100 nm possible
5 Non-metal grinding
sets (agate/alumina ceramic)
Avoid contamination
for trace element
analysis
Variable Depends on mill
used
Used when
metal contamination is critical

多孔質地質試料の真空含浸

多くの地質材料(例:高い多孔性を持つ砂岩、未固結の土壌、石炭、鉱物精鉱など)は、前処理中に崩れたり、破片が失われる可能性が高く、その主な解決策が樹脂による真空含浸です。 真空含浸では、エポキシ樹脂が孔や亀裂を充填し、試料を安定化・補強します。切断や研磨時の材料損失や気泡形成を防ぎ、確実な前処理を可能にします。

 

Why it is performed:

 

  • サンプルの完全性の確保のために: 脆い鉱石や、亀裂を粘土で埋められた風化岩は、乾式切断するだけで崩壊する可能性があります。真空含浸を行わない場合、孔が潰れたり粒子が脱落し、薄片や研磨試料が損なわれるのに対し,真空含浸を用いれば、試料が一体化し、内部構造が顕微鏡観察用に利用できます。
  • 良好な研磨と正確な表現を実現するために: 試料に空孔があると研磨中に軟質材が引きずられるため、凹凸が生じて平坦面が得られません。樹脂で空孔を充填することで連続面が形成され、定量的画像解析や電子プローブ分析に不可欠な平坦研磨が行えます。
  • 粉末試料を固形マウントにするために: 重鉱物分離物やテーリングなどの粉末試料を観察する場合、樹脂と混合し、真空下で鋳込みことで空気が除去され、粒子が確実に固定されます。
  • 真空の役割:真空下では微細な空孔や亀裂内に樹脂が浸透し、空気の閉じ込めによる未充填を防止でき、強固で空隙のないマウントが得られます。

 

Infiltration of porous material or thin holes

RETSCH: Experince in Sample preparation

 

Coal Analysis with Retsch & Eltra

This report emphasizes the importance of representative sampling and homogenization of lignite for reliable calorific value and CH analysis. It compares preparation methods, demonstrating how RETSCH crushers and mills combined with ELTRA combustion analyzers yield accurate, reproducible carbon and hydrogen results.

 

Analytical Fineness and Representativeness RS 200 vs. RS 300 XL

This study compares RETSCH Vibratory Disc Mills RS 200 and RS 300 XL in producing homogeneous samples for XRF analysis. Both achieve fineness <20 µm, ensuring reproducibility. Homogeneity tests with quartz–tantalum mixtures show negligible deviations, confirming both mills deliver reliable, contamination-free preparation critical for trace element detection.

 

Grinding Tools and Contamination During Sample Preparation

This note examines how different RETSCH grinding tools (tungsten carbide, zirconium oxide, stainless steels) influence sample contamination. Tests on limestone and maize reveal generally low contamination, though steel tools contribute Fe, Cr, Ni. Selecting tool material based on analysis needs minimizes contamination, ensuring reliable results for sensitive applications.

Fire Assayのための試料均質化

冶金アッセイは、金、銀、プラチナ、パラジウム、イリジウム、ロジウムなどの貴金属含有量を測定する標準的な手法です。特にカップレーション(ファイアアッセイ)は、1 ppbレベルの微量濃度まで検出可能であり,極めて高い精度が広く認められています。破壊手法ではあるものの、製錬所や鉱山企業における鉱石評価や品質管理において最も信頼性の高い手法です。 このプロセスの開始段階では、高品質な試料均質化が不可欠です。特に石炭、コークス、硬く脆い鉱石では、均質化が分析精度を大きく左右します。

  • Jaw Crusher BB 500 XL: 最大約110 mmの大きな試料を迅速に処理し、管理しやすいサイズに減容します。
  • Vibratory Disc Mill RS 300 XL: 100 µm未満までの微粉砕を高い再現性で実現します。
これらの機器を組み合わせることで、均質で代表性のある試料を確保し、正確かつ再現性の高いファイアアッセイ結果を保証します。

岩石薄片の調製

標準薄片作製の重要性: 標準薄片は、岩石や鉱物を約30 µmの厚さにスライスし、ガラススライドに固定したものです。透過光顕微鏡や偏光顕微鏡での観察に不可欠なこの技術は、地質学の基盤であり、岩石の鉱物組成、微細構造、組織を詳細に明らかにします。 QATMの装置は、すべての段階のプロセスをサポートします。 ・初期スライスの精密切断 ・均一な厚さを実現する制御研磨 ・光学的透明度を高めるための片面または両面研磨(オプション)

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なぜ薄片が必要か?

  • 鉱物学的分析:多くの鉱物は半透明であり、複屈折、屈折率、消光角などの光学特性を利用した薄片のみ正確に同定できます。
  • 組織の解釈:結晶形態、粒度分布、配列(ファブリック)、累帯構造や変質など、薄片であれば,鉱物粒子相関を明らかにします。
  • 地質履歴の解明:薄片からは岩石の成因を推定できます。例:変成岩の片理、火山岩の斑晶と石基の配置、堆積岩のセメントや空隙。
  • 鉱業での応用:鉱石の薄片は、鉱石鉱物と脈石の共生状態を示し、粉砕や選鉱戦略の立案に役立ちます(不透明鉱物には反射光研磨片が一般的ですが、薄片であれば珪酸塩や炭酸塩染色にも有効)
  • 学術・教育・特殊分析:大学の岩石学実習や流体包有物研究(厚片や両面研磨片が必要)など、標準的な研究用途にも不可欠です。
<br/> QATMの提供する装置: 薄片切断機(または薄片対応ユニバーサルカッター) 薄片プレス(試料とスライドの気泡のない密着を確保) 研磨ディスク(ダイヤモンドカップ)と研磨クロスのラインアップ

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