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便携式X射线荧光仪在铁矿石选矿中的应用研究

作　者: 郭龙滨
导　师: 赖万昌
学　校: 成都理工大学
专　业: 核技术及应用
关键词: 铁矿石 X荧光分析基体校正最佳激发条件
分类号: TH744.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在国际铁矿石价格长期不断攀升的形势下,开发利用国内铁矿石资源就显得十分重要。由于我国铁矿石资源贫矿和多元素共生的复合矿居多,因此选矿对我国铁矿石合理利用有着十分重要的意义,然而要实现铁矿石的合理利用,其中对铁矿石选矿工艺流程中不同品位的铁矿样品进行分析研究是关键的一步。本文介绍便携式X射线荧光仪应用于选矿流程中TFe品位的快速分析,为工艺流程调控提供指导依据。文中最佳测量条件、最佳测量时间、样品饱和厚度、制样压力、水份、样品不均匀性等各种干扰因素对测量结果的影响进行了研究,提出了基体效应校正方法,针对铁精矿、中矿和尾矿建立了不同的工作模式。论文取得的主要成果如下:(1)通过对仪器谱线的分析,得出铁元素的特征峰净峰面积和峰背比随着管电压和管电流的改变所呈现出的变化趋势。从实验分析得出铁元素激发的最佳激发管压为9~21kV,管流为7 ~9μA;(2)对便携式X射线荧光仪分析铁矿样品的最佳测量时间进行研究,分别在20s、40s、60s、80s、100s、120s、140s、160s、180s、200s、220s、240s、260s、280s、300s对同一个样品在不同测量时间模式下重复测量10次。根据其相应相对标准偏差的变化情况,得到最佳测量时间为200s;(3)样品在饱和厚度的条件下,对同一铁矿粉末样品分别用不同压力(0MPa、0.05MPa、0.1MPa、0.5MPa、1MPa、2MPa、4MPa、6MPa)进行压样,分析铁元素的计数率与制样压力的关系。发现在1Mpa的制样压力下,铁元素的计数率受制样压力变化的影响可以忽略不计;(4)对同一铁矿样品分别称取4g、6g、8g、10g、12g、14g、16g、18g、20g、22g制成10个样品。试验结果表明对直径为40mm的样品模具,当铁矿样品重量达到15g时,样品达到饱和厚度;(5)对铁精矿、中矿、尾矿分别进行了标定,通过对比一元回归法和三元回归法建立的工作曲线,发现采用三元回归法能使得测量结果更为准确,仪器分析铁精矿、中矿、尾矿样品TFe含量的平均相对误差分别为0.24%、0.33%和0.13%;便携式X荧光分析仪可以快速、便捷、准确的测量铁矿石工艺流程中样品的含量,通过本文的实验分析研究表明,该仪器可以在生产中推广应用。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章引言  10-17
  1.1 研究目的和意义  10-13
    1.1.1 铁矿石的现状和选矿工艺  10-13
    1.1.2 铁矿石分析方法  13
  1.2 XRF 分析技术的国内外研究现状  13-16
    1.2.1 X 射线荧光技术的应用发展  13-14
    1.2.2 几种先进的XRF 分析仪  14-16
  1.3 研究内容和主要成果  16
  本章小结  16-17
第二章 X 荧光分析技术的理论基础  17-25
  2.1 X 射线的性质  17-18
    2.1.1 特征X 射线产生过程  17-18
    2.1.2 X 射线的吸收特性  18
    2.1.3 X 射线的散射特性  18
  2.2 X 射线荧光定量分析的基本方程  18-21
    2.2.1 定性分析  19-20
    2.2.2 定量分析  20-21
  2.3 数据处理与校正方法  21-24
    2.3.1 本底扣除和净峰面积的计算  21-22
    2.3.2 谱漂校正  22-23
    2.3.3 基体校正方法  23-24
  本章小结  24-25
第三章实验设备的选取与评价  25-41
  3.1 便携式X 荧光仪的工作原理及其结构  25
  3.2 X 射线探测器的选择  25-30
    3.2.1 正比计数器  26-27
    3.2.2 闪烁计数器  27-28
    3.2.3 半导体探测器  28-29
    3.2.4 各种探测器性能比较  29-30
  3.3 激发源的选取和最佳激发条件实验  30-35
    3.3.1 放射性同位素源  30-31
    3.3.2 X 射线管  31-33
    3.3.3 最佳激发条件的实验  33-35
  3.4 实验仪器的性能测试  35-39
    3.4.1 仪器读数的统计误差  36
    3.4.2 仪器精确度评价  36-37
    3.4.3 稳定性测量  37-39
    3.4.4 最佳测量时间检验  39
  本章小结  39-41
第四章样品的制备及影响因素的分析研究  41-48
  4.1 选矿流程中铁矿粉末样品的制备  41-43
    4.1.1 样品的预加工  41-42
    4.1.2 粉末制样方法  42-43
  4.2 影响因素分析研究  43-47
    4.2.1 水分效应的分析  43
    4.2.2 制样压力分析  43-44
    4.2.3 饱和厚度分析  44-45
    4.2.4 不均匀效应分析  45-47
  本章小结  47-48
第五章应用效果  48-56
  5.1 精矿中Fe 元素的标定  48-50
    5.1.1 一元回归结果  48-49
    5.1.2 三元回归结果  49-50
  5.2 中矿中Fe 元素的标定  50-53
    5.2.1 一元回归结果  51-52
    5.2.2 三元回归结果  52-53
  5.3 尾矿中Fe 元素的标定  53-55
    5.3.1 一元回归结果  53-54
    5.3.2 三元回归结果  54-55
  本章小结  55-56
结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

便携式X射线荧光仪在铁矿石选矿中的应用研究

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