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波長(zhǎng)色散型X射線熒光光譜儀在鐵礦石品類鑒定的應(yīng)用

更新時(shí)間:2024-03-23  |  點(diǎn)擊率:2286


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鐵是地殼含量第四高的元素,在整個(gè)地殼中鐵元素的豐度高達(dá)4.75%。

鐵礦石

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鐵礦石做為原料雖然可以認(rèn)為廣泛存在在地球的各個(gè)區(qū)域內(nèi),但是其品質(zhì)卻大相徑庭,富鐵礦的61.8%鐵元素占比接近純鐵氧化后的鐵元素占比,到貧鐵礦的5%鐵元素占比接近地殼中最普通的石塊。鋼鐵廠最主要的原料就是鐵礦石,其費(fèi)用占比接近鋼廠總成本的一半。鐵礦石的品味(總Fe含量)決定了鐵礦石的價(jià)格,無(wú)論是地礦勘探人員,還是鐵礦石的終端用戶——鋼鐵廠,都很關(guān)注鐵礦石中的總鐵含量的測(cè)試。

鐵礦石測(cè)定

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鋼廠往往設(shè)有原材料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室,對(duì)鐵礦石的總Fe含量進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)鐵礦石中Mg、Al、Si、S、P、Ca、Mn、Ti等元素成分進(jìn)行檢測(cè)。這不僅是作為鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量控制的手段,原料檢測(cè)結(jié)果也是鋼廠對(duì)原材料供應(yīng)商的結(jié)算依據(jù),直接影響鋼鐵廠的成本。因此,準(zhǔn)確測(cè)定鐵礦石的總鐵含量至關(guān)重要。


如今,在地礦勘探機(jī)構(gòu)和鋼廠大量應(yīng)用X射線熒光光譜儀來(lái)測(cè)試鐵礦石的元素成分,其中地礦勘探機(jī)構(gòu)多采用掃描道X射線熒光光譜儀,鋼廠由于大規(guī)模生產(chǎn)的需要,較多使用固定道熒光光譜儀。

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理學(xué)公司作為專業(yè)的XRF生產(chǎn)廠家,可以為客戶提供全面的機(jī)型選擇和全面的測(cè)試方案,從上照射到下照射,從掃描道到固定道,從超大功率4kW光管到用于臺(tái)式機(jī)的200w光管,從玻璃熔片法到粉末壓片法,理學(xué)XRF都有。不過,對(duì)于鐵礦石的檢測(cè),實(shí)際工作中往往同時(shí)應(yīng)用玻璃熔片法和粉末壓片法,我們更推薦上照射機(jī)型,可以確保X光管不會(huì)受到樣品微粉的污染和損壞。

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鐵礦石的粉末壓片法 

 WDXRF 

理學(xué)XRF為鐵礦石粉末壓片方法開發(fā)了獨(dú)te的校正方法,可以獲得更優(yōu)的檢測(cè)效果。由于粉末樣品中存在顆粒效應(yīng)和礦物效應(yīng),并且不同產(chǎn)地的鐵礦石物相組成并不相同,如果只是簡(jiǎn)單的使用標(biāo)樣建立強(qiáng)度和總Fe含量的工作曲線,其效果如下圖左(無(wú)校正)所示。

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因此業(yè)內(nèi)往往采用康普頓散射線作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校正,得到的結(jié)果往往如上圖中(康普頓散射線內(nèi)標(biāo)校正)所示。但是從圖上可以明確看出,曲線的擬合效果并不理想,往往很難達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。理學(xué)為礦石類粉末的壓片測(cè)試開發(fā)了獨(dú)jia測(cè)試方案,并采用了突破性的軟件算法,可以大幅度改善鐵礦石中總鐵的工作曲線的準(zhǔn)確度,如上圖右(理學(xué)校正)。


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鐵礦石中總Fe分析

理學(xué)校正方法評(píng)估結(jié)果


我們采用了市售標(biāo)樣作為未知樣品評(píng)估了理學(xué)方法,可以看到理學(xué)方法和化學(xué)分析值吻合良好,優(yōu)于常規(guī)的理論α系數(shù)校正或者康普頓內(nèi)標(biāo)法(圖2)。


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Simultix15

 固定道WDXRF 

考慮到鋼廠更多的采用固定道WDXRF,我們?cè)谶@里展示理學(xué)固定道機(jī)型Simultix15測(cè)試結(jié)果。實(shí)際上,理學(xué)校正方法一樣可以應(yīng)用于掃描道機(jī)型ZSX PrimusIV和Supermini200。

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實(shí)際上,理學(xué)WDXRF在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵礦石的測(cè)試,后面我們將擇機(jī)介紹理學(xué)XRF在燒結(jié)礦中FeO分析、生鐵分析、爐渣、低合金以及不銹鋼、合金化鋅涂層Fe含量測(cè)試中的應(yīng)用,敬請(qǐng)期待。



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