Una delle sfide principali nel campo delle materie prime è quella di poter utilizzare minerali sempre meno puri, vale a dire con ridotti contenuti del metallo ricercato. L’utilizzo di tali fonti richiede maggiori costi di processo. Inoltre la ricerca è assai complessa e lenta, soprattutto per individuare quali siano gli effettivi livelli di concentrazione degli elementi e le fasi presenti che incidono notevolmente sull’efficacia del processo estrattivo e di riduzione.
Il progetto SOLSA ha come obiettivo principale la riduzione dei costi e dei tempi di esplorazione di nuove miniere, ottimizzando quindi le risorse naturali. Questo può essere ottenuto migliorando il processo di carotaggio e mediante un’analisi più accurata e veloce delle carote estratte. Il primo obbiettivo verrà perseguito tramite l’utilizzo di un sistema di “Sonic Drilling”. Il secondo tramite la realizzazione di un sistema di analisi automatico e sul posto delle carote che invia i risultati a database in rete per il monitoraggio e mappatura globale delle risorse.
L’unità di ricerca del DII è specialmente coinvolta nella realizzazione del sistema automatizzato di analisi delle carote e del successivo sistema informativo per mappare le risorse naturali dai risultati ottenuti.
Il sistema di analisi automatizzato prevede l’uso combinato, sia nella misura che nell’analisi, delle seguenti tecniche:
- XRD (X-ray Diffraction), per la quantificazione delle fasi strutturali
- XRF (X-ray Fluorescence), per l’analisi chimica
- Raman spectroscopy, maggiormente sensibile ad alcune fasi importanti specialmente organiche
- IR/DRIFT, per l’identificazione delle fasi
- Imaging, per la mappatura della carota
La nostra unità si occuperà soprattutto dello sviluppo della cosiddetta analisi combinata XRD/XRF con relativo software e successiva integrazione anche della parte Raman e IR/DRIFT sviluppata separatamente da un’unità di ricerca dell’Università di Verona (Prof. Gino Mariotto).
Oltre alle unità di Trento e Verona sono coinvolte altre 7 strutture straniere (Francia, Olanda e Lituania) tra cui Eramet (coordinator francese), una delle principali industrie estrattive europee.
Un prototipo di strumento di analisi combinata XRD/XRF, attualmente in sviluppo presso il DII, è visibile in figura. Tale concetto verrà ripreso per la testa di misura mobile in SOLSA a cui verranno aggiunti anche lasers, detectors e telecamere per Raman, DRIFT e imaging.
Il sistema di analisi combinata verrà sviluppato a partire dal software MAUD (vedi box) sviluppato presso il DII e già utilizzato da diversi laboratori in tutto il mondo. Tale software si integrerà con il sistema di controllo della testa di misura per fornire i risultati ai servers cloud che si occuperanno della mappatura delle risorse.
Responsabile: prof. Luca Lutterotti
Prototipo di strumento combinato per la misura simultanea XRD e XRF.