自由定標激光誘導擊穿光譜技術在鐵礦石酸度分析中的應用.pdf

1、鐵礦石是鋼鐵工業(yè)必需的基礎原材料，而鐵礦石酸度是影響鋼鐵冶煉產量的重要因素，因此急需建立一種實時在線檢測鐵礦石酸度的新技術和方法。激光誘導擊穿光譜(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一項新興的光譜分析技術，具有原位、很少或不需要樣品制備和無損等優(yōu)勢，使其在冶金領域得到廣泛的應用。自由定標方法（Calibration-fiee LIBS，CF-LIBS）無需標樣定標，避免了基體效應，更適

2、合于現(xiàn)場在線分析，但定量準確度不高。本文從提高鐵礦石酸度分析準確性的實際問題出發(fā)，分析影響CF-LIBS定量準確性的因素，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定量分析結果的可靠性，為現(xiàn)場在線分析鐵礦石酸度提供新方法和技術支持，本文共分為四章，主要研究內容如下:
　　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，采用CF-LIBS結合BSA對鐵礦石酸度進行分析。首先對分

3、析譜線強度進行內參考線自吸收校正，并使用校正后的分析線構建Boltzmann圖，利用圖中CaⅠ和SiⅠ截距關系結合Saha方程獲得Ca/Si摩爾比率，引入一個標準樣品結合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。結果表明，未知樣品計算得到的酸度接近真實值。所提出的方法可以有效分析鐵礦石的酸度，同時可為鐵礦石實時在線的篩選和工業(yè)質量控制提供參考。
　　其次，采用分別優(yōu)化CaⅠ和SiⅠ的延遲時間，同時對CaⅠ和SiⅠ

4、譜線進行自吸收校正，為消除儀器的不確定性，采用OⅠ進行譜線歸一化校正，依據原子發(fā)射光譜定量原理結合Saha方程計算得到Ca和Si元素的數(shù)值濃度，從而計算出鐵礦石酸度，結果表明，相比傳統(tǒng)定量分析方法，該方法準確性有了很大的提高。因此該方法對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結合標準加入法對鐵礦石的酸度進行定量分析，首先對分析譜線進行自吸收校正，之后依據實驗參數(shù)F為定值的原理，得到Ca和Si含量。結