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Version vom 27. November 2018, 10:52 Uhr

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Probenzerkleinerung



Die Wahl der Methode der Zerkleinerung (crushing) hängt von mehreren Faktoren ab, wie z.B. Größe der Probe, seine Materialeigenschaften (z.B. hart (hard), spröde (brittle) etc.) und das Ziel der Untersuchung, bzw. gewünschte Analysemethode.
Für die geochemische Analytik ist beispielsweise die Auswahl einer repräsentativen Probe (representative sample) essenziell. Dies bestimmt auch die Größe der zu zerkleinernden Probe. Des Weiteren sollte Kontamination (contamination) unter allen Umständen vermieden werden. Das bedeutet, dass bei der Auswahl des Zerkleinerungsgeräts auch die Kontamination, z.B. durch Abrieb der im Gerät befindlichen Materialien in Betracht gezogen werden sollte. Eine Übersicht über mögliche Materialien der Aufbereitungsgeräte findest Du hier.


ACHTUNG!

Max.png

Wichtig ist es, dass der Arbeitsplatz und das zur Zerkleinerung verwendete Gerät vor dem Einsatz penibel gereinigt wird um Kontaminationen zu vermeiden. Zudem ist es Pflicht sich in das zu jedem Gerät dazugehörige Laborbuch einzutragen. Sollte es zu auffälligen Ergebnissen kommen, kann hierüber nachvollzogen werden ob eine Kontamination durch eine zuvor präparierte Probe erfolgt ist. Vor der Zerkleinerung sollte die Probe von ggf. vorhandenem Schmutz, z.B. Erdreich befreit werden. Zudem sollte zur Dokumentation ein Foto der Probe gemacht werden (idealerweise im Gesteins-Fotolabor).



Geräte zur Zerkleinerung von Gesteinsproben

Spalter (hydraulic splitter)

Ein Spalter besteht aus zwei in einem Schutzkäfig befindlichen Meißel, die ein Gestein in der Mitte mechanisch Spalten können.

Presse (hydraulic press)

In einer Presse wird die Probe in einem Probenteller zwischen zwei Stempeln unter hohem Druck gepresst. Max. Größe der Probe ca. 25 cm³.

Gesteinssägen (rock saw)

Mit Hilfe von Gesteinssägen können die Proben in die gewünschte Größe gesägt (formatiert) werden. Je nach Größe der Probe kommt eine kleine Gesteinssäge (max. 10 cm hohe Probe) oder eine große Säge (Clipper; max. 40 cm hohe Probe) zum Einsatz.

Backenbrecher (jaw crusher)

Mittels Backenbrecher können Proben (auch größere Probenmengen) effektiv zerkleinert werden. Dies ist besonders für die Mineralseparation wichtig. Je nach Probengröße und –menge sind unterschiedlich dimensionierte Backenbrecher notwendig. Vorsicht: Hier besteht ein große Gefahr der Kontamination durch Abrieb der Brechbacken. In der Regel bestehen die Backen aus Stahl, Keramik oder Wolfram-Carbid.

Hammer (hammer)

Ein Hammer Zerkleinerung in einem der anderen Geräte aufgrund des großen Reinigungsaufwands zeitlich nicht lohnt. Dies betrifft insbesondere auch Bruchstücke, die in der Presse nicht ausreichend klein gepresst wurden. Ein anderes Einsatzgebiet ist, wenn eine Probe zu groß für die oben genannten Geräte ist. Hierfür wird die Probe auf eine am Boden befindliche Eisenplatte gelegt und dann mittels Meißel und Vorschlaghammer gespalten. Generell besteht beim Einsatz eines Hammers besteht erhöhte Kontaminationsgefahr durch Abrieb. Deshalb ist der Kontakt zwischen Hammer und Probe zu vermeiden, z.B. durch Papier oder ein Handtuch.

Handmörser (mortar grinder)

Mittels Handmörser können kleine Mengen an Material (wenige gramm), wie z.B. einzelne Mineralkörner zu einem Pulver gemahlen werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Mörser keine Risse oder Einkerbungen aufweist, da hier das Kontaminationsrisiko erhöht ist. Handmörser bestehen meist aus Achat (agate), werden aber auch aus anderen Materialien hergestellt.

Mühle (mill)

Mittels Mühlen können Proben sowohl auf eine Feinheit < 63 µm (optimal für geochemische Analytik) zerkleinert werden, als auch homogenisiert werden. Je nach Anforderung, Material und Probenmenge muss die geeignete Art der Mühle gewählt werden. Essenziell ist eine möglichst kurze Mahldauer (max. einige Minuten), da bei längerem Mahlen die Qualität der Probe, insbesondere durch die Wärmeentwicklung leidet. Zudem sollte auf das Material des Mahlbechers geachtet werden, da es den Chemismus der Probe stark beeinflussen kann (siehe Ergebnisse des Studiforscht-Projekts „Einfluss der Probenpräparation auf das Analyseergebnis“).

Lehrveranstaltung

Geological sample preparation I

Geological sample preparation II