(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギ分散型Ｘ線検出器のエネルギスペクトルを構成する、それぞれ予め定められたエネルギを有する複数の離間する連続的なエネルギチャンネルを区画し、
異なった白金族ミネラル（ＰＧＭ）種の標準化スペクトルの参照テーブルを作成し、
PGM中又はそれに関連して見出される元素のみに関する各エネルギチャンネルのスペクトルカウント値を前記参照テーブルから抽出し、
サンプルミネラルを走査型電子顕微鏡に掛けて、該サンプルのエネルギ分散型スペクトルを作成し、かつ
単一チャンネルのスペクトルの振幅を、前記参照テーブルから抽出したデータと比較して、ＰＧＭの、又はＰＧＭと関連した既知の成分の特定元素を検出する、
工程を含んで成る白金族ミネラル（ＰＧＭ）の同定方法。
【請求項２】
各エネルギチャンネル幅が約２０ｅＶである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
元素の最強チャンネルである元素Ｘ線ピークの頂点に、特定の元素の単一チャンネルが位置し、かつそのチャンネル内のカウントのみを元素の存在を確認するために使用する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプル中に存在する白金族ミネラル（ＰＧＭ）の同定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
市販のシステムは、サンプル中に存在するミネラルの同定のために、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）エネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）を使用する。
【０００３】
安定状態では、サンプル中の原子は、不連続エネルギレベルの基底状態（非励起状態）電子又は原子核に結合した電子殻を有する。ＳＥＭからの不連続電子ビームは、内方の殻の電子を励起してその電子を前記殻から放出し、電子が存在した箇所に電子ホールを形成する。次いで外側の高エネルギ殻の電子が前記ホールを充填し、高エネルギ殻と低エネルギ殻間のエネルギ差がＸ線の形態で放出され、これがエネルギ分散型分光計で検出されかつ分析される。このＸ線は、２個の殻間のエネルギ差の、及びそこから電子が放出された原子の原子構造の特性である。これによりサンプル中に存在する元素が同定でき、存在する元素（又はそれらの割合）から、各分析点における既知のミネラルの化学組成に基づいて、ミネラルの同定を行うことができる。
【０００４】
「ウインドウ」を使用するシステムがあり、このシステムは、ＥＤＳスペクトルを、それぞれが２００〜２４０エレクトロンボルト（ｅＶ）幅の３２のウインドウに分割し、それぞれに元素が割り当てられる。それぞれの元素ウインドウでの全Ｘ線のカウントを、特定の元素の存在決定のために使用する。正確に同定されるように特定のミネラルが満足しなければならない一連のルール（元素ウインドウでの全カウント数に従う）をサンプル中の全てのミネラルについて確立する。次いで「第１の一致」アプローチを使用して、各分析点を一致が見つかるまで比較して、ミネラルの同定を行う。一致が見つからない場合は、前記ミネラルは未同定と分類する。
【０００５】
第２のシステムでは、各サンプルからの全ＥＤＳスペクトルを、前記サンプル中のミネラルから集めた前もってマニュアルで同定した一連の標準ＥＤＳスペクトルと比較する。「最良の一致」アプローチを使用して、各分析点を、ミネラル同定に一致させる。一致が見つからない場合は、前記ミネラルは未同定と分類する。
【０００６】
各システムは、多くのサンプル中のミネラルを十分に同定する。しかしＰＧＭ鉱石の場合、ＰＧＭの誤同定がしばしば生じる。これは次の理由に因る。
（１）ＰＧＭ粒子のサイズ。ＰＧＭはしばしば５ミクロンメートル未満のサイズで存在する（この値は、円相当径である）。このような小径粒子のＥＤＳシステム分析の場合、ミネラルを取り囲む元素も検出されて、混合ＥＤＳスペクトルが得られ、同定不能になりやすい。
（２）ＰＧＭの化学組成は非常に変化しやすい。
（３）全ＥＤＳスペクトルを同定の目的で使用する。これは、粒子径が小さいこと、及び組成が変化しやすいことから、ミネラル同定用の一連の標準ルール又は好適な標準スペクトルを得ることを極端に困難にする。
（４）ＥＤＳスペクトルで、いくつかの元素のオーバーラップが生じる（例えば白金とジルコニウム、鉛と硫黄、カルシウムとテルビウム）。このことは、前者のシステム、特にオーバーラップが同じ２００〜２４０ｅＶのプリセットウインドウ内で起こる際の問題点で、元素同定に不確かさを生じさせる。
【０００７】
しかし、それぞれの結果を修正のために検討しなければならないときには、自動的に得られる結果に妥協が必要になる。例えば１００のＰＧＭの粒子を見つけるよう構成されたＰＧＭ供給サンプルの操作の場合の、取得及び加工時間は次の通りである。
【０００８】
【表１】
0005351966.tif 000002
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、少なくとも部分的に上述の問題点を有する白金族ミネラルの同定方法を提供し、かつ同定に必要な時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エネルギ分散型Ｘ｛ぶんさんがた｝線検出器のエネルギスペクトルを構成する、それぞれ予め定められたエネルギを有する複数の離間する連続的なエネルギチャンネルを区画し、異なった白金族ミネラル（ＰＧＭ）種の標準化スペクトルの参照テーブルを作成し、｛せん けんしゅつ き｝PGM中又はそれに関連して見出される元素のみに関する各エネルギチャンネルのスペクトルカウント値を前記参照テーブルから抽出し、サンプルミネラルを走査型電子顕微鏡に掛けて、該サンプルのエネルギ分散型スペクトルを作成し、かつ単一チャンネルのスペクトルの振幅を、前記参照テーブルから抽出したデータと比較して、ＰＧＭの、又はＰＧＭと関連した既知の成分の特定元素を検出する、工程を含んで成る白金族ミネラル（ＰＧＭ）の同定方法を提供する。
【００１１】
各エネルギチャンネルの幅は、約２０ｅＶであることが好ましい。標準的なＥＤＳスペクトルは１０２４エネルギチャンネルから成るため、エネルギ範囲は、（１０２４）×（２０ｅＶ）＝２０４８０ｅＶである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて、更に説明する。
図１は、白金族ミネラルの典型的なＥＤＳスペクトルを示す図である。
図２は、個々の２０ｅＶチャンネルデータを示すＥＤＳスペクトルの図である。
図３は、本発明によるＰＧＭ同定方法で実行される工程のブロック図である。
【００１３】
本発明方法では、ＰＧＭの同定を、ナローバンド選択的な元素ウインドウとして参照されかつ図３に概略が示されているプロトコルを使用して自動的に行われる。
【００１４】
異なったＰＧＭ種の標準化スペクトルの参照テーブルを作成する。標準化ＳＥＭ条件を使用してＥＤＳスペクトルを集め（図３の工程１０）、異なった産出地からの同じミネラルのスペクトルが常に実質的に同じであることを確証する。５０００カウントの全入力スペクトルのＸ線カウントが選択され、次いで全カウントは次式を使用して１００００トータルカウントに標準化される（図３の工程１２）。
【００１５】
標準化されたカウント＝（チャンネルＸ−線カウント）／（全スペクトルＸ−線カウント）×１００００
【００１６】
入力スペクトルの全カウント数にかかわらず、特定のＰＧＭタイプの元素割合が、元素チャンネルにおけるＸ線カウントが、分析ごとに、比較的一定になるようにすることを、標準化は確保する。
【００１７】
ＰＧＭの、又はＰＧＭに関連する既知の成分である元素のみが考慮され。他の全ての元素は無視される（図３の工程１４）。このアプローチは、前述の第２のシステムに関連する主要な問題点、つまりスペクトルが混じった場合に遭遇するミネラルの誤同定を解決する。混じったスペクトルは、ホストミネラルからの元素を含むＰＧＭスペクトルである。このようなスペクトルでは、誤同定は少なくともＰＧＭ粒子のサイズが小さいことに起因する。
【００１８】
図１は、白金族ミネラルの典型的なＥＤＳスペクトルで、このスペクトルは、それぞれが２０ｅＶである１０２４のエネルギチャンネル、つまり２０４８０ｅＶのエネルギ範囲に亘って広がっている。各２０ｅＶチャンネルのＸ線カウントを、ヒストグラムとしてプロットし、スペクトルを得る。
【００１９】
図２から、ＥＤＳＸ線のピークは、２０ｅＶの数倍のチャンネル幅を有することが判る。しかし修正されたＥＤＳシステムでは、頂点は常に、特定の元素について特定のエネルギに生じる。例えば、白金では２０５２ｋｅＶ、ジルコニウムは２０４２ｋｅＶである。
【００２０】
次いで得られたＥＤＳスペクトル中のナローバンド選択的な元素ウインドウのカウントを、第１の一致アプローチを使用して、異なったＰＧＭ種の一連の同定条件と比較する（図３の工程１６）。これらの条件設定は、標準化されたスペクトルの参照テーブルを作成するために使用される多くのＰＧＭスペクトルの先行分析に基づく。全１００００カウントを標準化の値として選択して、これによりミネラル同定モジュール中のカウント領域で少数位を使用する必要性を排除する。第１の一致アプローチを使用する場合、一連の同定条件におけるミネラルのオーダーは注意深く考慮し、複雑なミネラルは、リストの上部に配置し、簡単なミネラルは下方に向けて配置する。
【００２１】
本発明方法では、特定の元素の最強チャンネルである元素Ｘ線ピークの頂点に単一の２０ｅＶチャンネルが位置し、このチャンネル内のカウントのみが元素の存在の確認に使用される。
【００２２】
選択的なウインドウ形成とは、同定を行う際に、ＰＧＭ中に存在する元素、ＰＧＭ鉱石中に存在する卑金属硫化物及び脈石のＥＤＳエネルギピークのみを考慮することを意味する。他の元素、特にＰＧＭ中に見いだされない元素は無視する。全スペクトルを見ないので、混じったスペクトルを分析する際に生じる同定に関する問題点を回避できる。
【００２３】
選択されたチャンネルは、最高カウント値を与える元素ＥＤＳピークの中心にある。このことは、例えばピーク中心が２３４６ｅＶにある鉛とピーク中心が２３０８ｅＶにある硫黄のような元素のＥＤＳオーバーラップを識別する助けとなる。これらのピーク間は３８ｅＶだけ離れ、これは、１４０ｅＶウインドウではなく、２０ｅＶウインドウにより部分的に解像できる。
【００２４】
本発明方法をテストし、本発明方法では、１μmの空間分解能のＰＧＭ同定で、９５％超の精度を示す。
【００２５】
【表２】
0005351966.tif 000003
【００２６】
表２には、本発明を使用する利点が反映され、これらは表１と比較すべきである。従来法では、ＰＧＭ粒子の５０％をマニュアルで観察するために必要な時間は、１システムに対して約３時間半である。本発明方法では、ＰＧＭ粒子の約５％のみを観察する際の時間は、約２０分に減少できる。
【００２７】
本発明方法で得られる結果は、自由度及び粒子サイズを測定するシステムで得られる結果の他のタイプと関連して使用される。
【００２８】
本発明の自動化ＰＧＭ同定システム及びマニュアル同定による文書を比較し、選択した結果を表３Ａ及び表３Ｂに纏めた。テストは次のようにして行った。
１．ＰＧＭ生産者からのＰＧＭ浮遊濃縮物の４個の磨いた部分（ＰＲＣ１，２、３及び４とラベルした）を作成した。参照ポイントとして機能する、３個の銅ピンを各部分にセットした。
２．前記４個の磨いた部分に、１６５のＰＧＭが出現した。各部分における各ＰＧＭの発生、及び銅参照ポイントに対するそれらの位置を記録した。発生した各ＰＧＭのデジタルイメージを得た。
３．各ＰＧＭのＥＤＳスペクトルを得て、保存した。
４．得られた各ＥＤＳスペクトルを、本発明を使用して評価し、各ＰＧＭの出現のための自動的なマニュアルによるミネラル同定を行った。
５．次いで、４種の磨いた部分について、個々に電子微小分析を行った。磨いた部分の位置及び各ＰＧＭのデジタルイメージを、ＰＧＭ粒子の簡単な再配置のために提供した。
６．各分析点で、化学組成を提示できる波長分散スペクトル（ＷＤＳ）を使用して、各ＰＧＭの電子微小分析を行った。
７．次いで、熟練のＰＧＭ鉱物学者が、前記微小分析を、マニュアルで評価し、更に得られた化学組成に基づいて、各ＰＧＭ粒子の名称を決定した。
８．次いで、マニュアルによるミネラル同定を、前記工程４で得られた自動化されたミネラル同定と比較した。
【００２９】
これらの結果は、本発明によると、１６５ＰＧＭ粒子のうちの１６２を成功裏に同定できたことを示し、成功率は、９８％を超えていた。
【００３０】
３種類の同定ミスは次の理由によるものであった。
○第１のケースでは、ＰＧＭの粒子が小さく、ＰＧＭとそれに伴う卑金属硫化物（ＢＭＳ）の混合スペクトルが得られた。本発明方法による結果が得られた（ＰｔＦｅ、フェロプラチナ）が、混合スペクトルであったため、微小分析による結果をマニュアルで確認できなかった。
○第２のケースでは、本発明方法により、ＰｄＴｅ(ミネラルとして、テルロパラディナイト：telluropalladiniteに等価）のＰＧＭ同定が行われたが、微小分析による結果は、テマガナイト（temaganite：ＰｄＨｇＴｅ）であった。これらの結果は部分的に一致する。テマガナイトは一般的なＰＧＭでなく、テストの時点ではデータベースに加えられていなかっため、同定ができなかった。テマガナイトは、テストの後に、データベースに加えたので、本発明方法は、このタイプのＰＧＭの同定にも使用できる。
○第３のミス同定のケースは、既知のＰＧＭとの一致がない化学組成を有する粒子の場合であり、本発明の結果は、「未知」とした。微小分析による結果も、既知のＰＧＭミネラルのマニュアルに関連付けられなかった。
【表３Ａ】
0005351966.tif 000004
【表３Ｂ】
0005351966.tif 000005
【図１】
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【図２】
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【図３】
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