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波長色散型X射線熒光光譜儀在鐵礦石品類鑒定的應用

更新時間:2024-03-23  |  點擊率:2078


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鐵是地殼含量第四高的元素,在整個地殼中鐵元素的豐度高達4.75%。

鐵礦石

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鐵礦石做為原料雖然可以認為廣泛存在在地球的各個區(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)決定了鐵礦石的價格,無論是地礦勘探人員,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試。

鐵礦石測定

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鋼廠往往設(shè)有原材料檢測實驗室,對鐵礦石的總Fe含量進行檢測,并對鐵礦石中Mg、Al、Si、S、P、Ca、Mn、Ti等元素成分進行檢測。這不僅是作為鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量控制的手段,原料檢測結(jié)果也是鋼廠對原材料供應商的結(jié)算依據(jù),直接影響鋼鐵廠的成本。因此,準確測定鐵礦石的總鐵含量至關(guān)重要。


如今,在地礦勘探機構(gòu)和鋼廠大量應用X射線熒光光譜儀來測試鐵礦石的元素成分,其中地礦勘探機構(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型選擇和全面的測試方案,從上照射到下照射,從掃描道到固定道,從超大功率4kW光管到用于臺式機的200w光管,從玻璃熔片法到粉末壓片法,理學XRF都有。不過,對于鐵礦石的檢測,實際工作中往往同時應用玻璃熔片法和粉末壓片法,我們更推薦上照射機型,可以確保X光管不會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XRF為鐵礦石粉末壓片方法開發(fā)了獨te的校正方法,可以獲得更優(yōu)的檢測效果。由于粉末樣品中存在顆粒效應和礦物效應,并且不同產(chǎn)地的鐵礦石物相組成并不相同,如果只是簡單的使用標樣建立強度和總Fe含量的工作曲線,其效果如下圖左(無校正)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)標進行校正,得到的結(jié)果往往如上圖中(康普頓散射線內(nèi)標校正)所示。但是從圖上可以明確看出,曲線的擬合效果并不理想,往往很難達到實際應用的要求。理學為礦石類粉末的壓片測試開發(fā)了獨jia測試方案,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確度,如上圖右(理學校正)。


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鐵礦石中總Fe分析

理學校正方法評估結(jié)果


我們采用了市售標樣作為未知樣品評估了理學方法,可以看到理學方法和化學分析值吻合良好,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,我們在這里展示理學固定道機型Simultix15測試結(jié)果。實際上,理學校正方法一樣可以應用于掃描道機型ZSX PrimusIV和Supermini200。

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實際上,理學WDXRF在鋼鐵行業(yè)的應用范圍遠遠超過鐵礦石的測試,后面我們將擇機介紹理學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含量測試中的應用,敬請期待。



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