自由定標(biāo)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在鐵礦石酸度分析中的應(yīng)用.pdf

1、鐵礦石是鋼鐵工業(yè)必需的基礎(chǔ)原材料，而鐵礦石酸度是影響鋼鐵冶煉產(chǎn)量的重要因素，因此急需建立一種實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)鐵礦石酸度的新技術(shù)和方法。激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一項(xiàng)新興的光譜分析技術(shù)，具有原位、很少或不需要樣品制備和無(wú)損等優(yōu)勢(shì)，使其在冶金領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。自由定標(biāo)方法（Calibration-fiee LIBS，CF-LIBS）無(wú)需標(biāo)樣定標(biāo)，避免了基體效應(yīng)，更適

2、合于現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)分析，但定量準(zhǔn)確度不高。本文從提高鐵礦石酸度分析準(zhǔn)確性的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，分析影響CF-LIBS定量準(zhǔn)確性的因素，建立了鐵礦石中Ca/Si比例及各自含量的定量分析方法。該研究提高CF-LIBS定量分析結(jié)果的可靠性，為現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)分析鐵礦石酸度提供新方法和技術(shù)支持，本文共分為四章，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，基于相似基體的不同樣本在相同條件下灼燒等離子體溫度相同的假設(shè)，采用CF-LIBS結(jié)合BSA對(duì)鐵礦石酸度進(jìn)行分析。首先對(duì)分

3、析譜線(xiàn)強(qiáng)度進(jìn)行內(nèi)參考線(xiàn)自吸收校正，并使用校正后的分析線(xiàn)構(gòu)建Boltzmann圖，利用圖中CaⅠ和SiⅠ截距關(guān)系結(jié)合Saha方程獲得Ca/Si摩爾比率，引入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)合BSA確定最佳等離子體溫度，將此溫度用于未知樣品的酸度分析。結(jié)果表明，未知樣品計(jì)算得到的酸度接近真實(shí)值。所提出的方法可以有效分析鐵礦石的酸度，同時(shí)可為鐵礦石實(shí)時(shí)在線(xiàn)的篩選和工業(yè)質(zhì)量控制提供參考。
　　其次，采用分別優(yōu)化CaⅠ和SiⅠ的延遲時(shí)間，同時(shí)對(duì)CaⅠ和SiⅠ

4、譜線(xiàn)進(jìn)行自吸收校正，為消除儀器的不確定性，采用OⅠ進(jìn)行譜線(xiàn)歸一化校正，依據(jù)原子發(fā)射光譜定量原理結(jié)合Saha方程計(jì)算得到Ca和Si元素的數(shù)值濃度，從而計(jì)算出鐵礦石酸度，結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)定量分析方法，該方法準(zhǔn)確性有了很大的提高。因此該方法對(duì)于鐵礦石酸度分析是一種有效和可靠的方法。
　　最后，采用CF-LIBS結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)加入法對(duì)鐵礦石的酸度進(jìn)行定量分析，首先對(duì)分析譜線(xiàn)進(jìn)行自吸收校正，之后依據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)F為定值的原理，得到Ca和Si含量。結(jié)