【熱點(diǎn)應(yīng)用】用X射線衍射分析燒結(jié)礦減少二氧化碳排放

本文摘要

快速準(zhǔn)確的分析燒結(jié)礦的物相組成和化學(xué)成分對鋼鐵工業(yè)不斷提高的質(zhì)量要求和節(jié)能減排來說是至關(guān)重要的。

本文通過實(shí)驗(yàn)展示了Aeris金屬版X射線衍射儀快速分析燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中的工藝相關(guān)參數(shù)以及獲得的典型結(jié)果。

01丨背景介紹

燒結(jié)礦是鋼鐵工業(yè)的重要原料。由于質(zhì)量要求的提高以及降低能耗和減少碳排放的需要，快速準(zhǔn)確地分析燒結(jié)礦的物相組成和化學(xué)成分是非常重要的。每噸鐵礦石燒結(jié)礦的燃料消耗約為60千克焦炭。由于過程控制的改進(jìn)，減少燃料的使用可以顯著節(jié)約能源和成本。

X射線衍射（XRD）是分析燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中工藝相關(guān)參數(shù)的一種快速、經(jīng)濟(jì)的方法。Aeris金屬版是第 一臺(tái)專為鋼鐵生產(chǎn)過程控制而設(shè)計(jì)的臺(tái)式X射線衍射儀。在本數(shù)據(jù)表中，我們展示了Fe2+（FeO）含量、堿度和物相組成分析的典型結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

為了展示Aeris金屬版的性能，對燒結(jié)礦生產(chǎn)不同階段的幾個(gè)樣品進(jìn)行了分析。所提供的數(shù)據(jù)是用鈷靶X射線測量的，鈷靶X射線能產(chǎn)生高分辨率數(shù)據(jù)，特別適用于鐵含量高的樣品。每個(gè)樣品的測量時(shí)間為5分鐘，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和評估。

結(jié)果與討論

Aeris使用XRD，結(jié)合全自動(dòng)Rietveld擬合和偏最小二乘法（PLSR）回歸，分析了總共48個(gè)單獨(dú)的燒結(jié)礦樣品，其FeO值在5% 到9.3%之間，堿度（CaO/SiO2）在1.5到1.7之間。除了物相組成外，包括非晶含量、FeO含量和堿度也都可通過這5分鐘的掃描數(shù)據(jù)來獲得（圖1）。

圖1，鐵燒結(jié)礦測量數(shù)據(jù)的XRD精修表征樣品的全部物相

將衍射儀提供的值與獨(dú)立測定的FeO（濕法化學(xué)）和堿度（X射線熒光）參考值進(jìn)行比較，結(jié)果顯示出非常好的一致性。即使是工藝參數(shù)的微小變化也可以識(shí)別出來，從而對燒結(jié)工藝進(jìn)行非常有效的篩查（圖2a）。

圖2 (a)將通過XRD獲得的FeO和堿度與獨(dú)立參考值進(jìn)行比較

通過對燒結(jié)礦樣品進(jìn)行50次單獨(dú)測量并重復(fù)運(yùn)行自動(dòng)分析，測試儀器分析的重復(fù)性。結(jié)果表明，該分析穩(wěn)定可靠，F(xiàn)eO和堿度的估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（3σ）分別為0.168 wt.%和0.009（圖2b）。

圖2 (b)自動(dòng)XRD分析程序的可重復(fù)性

結(jié)論

Conclusion

結(jié)果表明，Aeris金屬版臺(tái)式X射線衍射儀是快速測定燒結(jié)礦生產(chǎn)中FeO、堿度和其他工藝相關(guān)參數(shù)的可靠工具。準(zhǔn)確測定物相組成（包括非晶態(tài)部分）和工藝參數(shù)有助于改進(jìn)工藝，最 終有助于降低能耗和二氧化碳排放。

相關(guān)產(chǎn)品簡介

Aeris Metals edition

Aeris金屬版是第 一臺(tái)專為鋼鐵生產(chǎn)過程控制而設(shè)計(jì)的臺(tái)式X射線衍射儀。具有低成本、高性能、操作簡單的諸多優(yōu)勢。Aeris金屬版是全自動(dòng)化的臺(tái)式X射線衍射系統(tǒng)，可輕松整合到工業(yè)生產(chǎn)控制中。