铁矿石中掺杂固废鉴别系统检测方案(车载荧光光谱)

原创声明：本文除注明引用之外属于安科慧生 (Ancoren)公司原创，若有转发和引用，必须注明出处， 否则可能涉及侵权行为! 更多详细技术信息，请咨询安科慧生工作人员! X.RANCREN安科慧生FLUO RES CENC E 全聚焦双曲面弯晶 & 快速基本卜参数法 铁矿石掺杂固废鉴别系统 Oreids 技术方案 HS XRF-Fast FP 一、应用概述 我国80%的铁矿石需求来自进口，2020年铁矿石进口量达到创纪录的11.7亿吨。不法贸易商常打着“进口铁矿石”的幌子进口劣质铁矿石或掺有氧化皮的固体废物，有的用固体废物违规闯关，对环境和国民健康的风险很大。随着我国对进口“洋垃圾”的明令禁止，在大宗进口铁矿石中快速鉴别掺杂废渣与尾渣等各类固体废物，是对海关监管带来新的风险与挑战。 铁矿石除了品位之外，还要充分考虑其物质组成和利用价值，铁矿石类样品在物相组成、元素含量与其它物质存在差异，铁矿石鉴别系统(OreIDs) 采用单波长X射线荧光光谱法 (HS XRF) 对铁矿石类样品进行元素含量成分分析和谱图鉴别，通过快速基本参数法(Fast FP)得到铁矿石中各元素含量与背景组成，进一步通过谱图库检索与成分鉴别算法得到铁矿石相似度判定。 1、单色化聚焦激发 单波长X射线荧光光谱仪(HS XRF)采用全聚焦型双曲面弯晶技术，全聚焦型双曲面弯晶将X射线光管出射谱中靶材特征射线衍射聚焦到样品一点，大幅降低或消除X射线管出射谱中连续散射线背 景对样品元素谱的干扰，提升元素检测信噪比，相对传统 XRF 检出限降低1-2个数量级，，单波长X射线荧光光谱仪实现对微量和痕量元素的检测分析。 2、快速基本参数法 基本参数法(FP)是 XRF 定量分析的一项重要技术，其通过对X射线荧光物理学明确的物理现象建立基本参数库和数学模型，经过大量计算直接得到样品中各元素的含量，解决了 XRF 基体效应、元素间吸收 增强效应、谱线重叠干扰、探测器各种效应等对定量分析的复杂性和不确定性，实现欠缺标准样品情况下的样品元素定量分析。北京安科慧生研发的快速基本参数法(Fast FP) 是全面的基本参数法，在样品适应性、定量精度、扩展性等方面处于领先地位。 3、铁矿石类三维鉴别数学模型 OreIDs XRF 能谱包括元素谱、背景谱、主量元素散射线谱等丰富信息，为成分鉴别提供科学数据信息，进而也可以建立相关的标准谱库。 三维鉴别模型的建立，一维是建立铁矿石单波长X射线荧光光谱与基本参数参 比数据库，扫描大量的实际铁矿石样品和标准铁矿石样品的谱图，并对谱图进行聚类算法分析，建立铁矿石类参比数据库；二维是进行正常铁矿石主成分分析(PCA)，设定主量元素含量区间；三维是扫描分析各类矿渣、尾渣、其它矿石、各类固体废物，建立伪铁矿石谱图与元素含量库，并进行聚类分析，得到可靠的数学模型。 铁矿石类三维鉴别数学模型 OreIDs 具有扩展和学习功能，可以扩展到其它矿石类鉴别，通过分析大量样品，算法自学习，不断提升其判断准确度。 铁矿石类鉴定系统 OreIDs 对铁矿石类、其它矿石类、固体废物(废渣、矿渣、污泥等)相似度鉴别结果统计如下： 样品类别 样品数量(个) 相似度区间(0-100%) 铁矿石样品 97 91.8-99.7 铁矿石标准物质 22 91.5-99.7 疑似铁矿石 2 69.6-71.6 其它矿石样品 20 75.0-46.8 固体废物类样品 25 44.9-74.2 进一步验证了铁矿石标准样品与铁合金炉渣一定比例混合后Oreids 相似度得分值： 样品 Oreids 相似度得分值 铁矿石标准样品 ZbK308 99.5 铁合金炉渣3# 64.1 Zbk90%+炉渣 10% 88.7 Zbk80%+炉渣 20% 82.5 Zbk70%+炉渣 30% 78.5 Zbk60%+炉渣 40% 73.9 四、配置方案 便携式单波长 XRF： PHECDA-ECO 样品制备工具箱 冲击粉碎机 三维鉴别数学模型(Oreids) 五、应用特点 1、样品处理简单 除了取样代表性外，仅需对铁矿石样品现场粉碎至细度为毫米级别的颗粒； 2、鉴别速度快 单个从样品制备、仪器分析到得到鉴别结果10分钟以内； 3、相似度统计结果 90%-99.9%为铁矿石类， 85.0%-89.9%为可疑羊品，，≤85%为非铁矿石类或铁矿石掺杂样品； 4、有害元素定量信息 单波长X射线荧光光谱仪与基本参数法，可以直接得到铁矿石中30多个元素定量结果，包括铁元素含量、杂质元素含量、有害重金属等元素含量。 5、扩展性强 OreIDs 系统可以扩展分析其它类矿石样品，建立其它类矿石的鉴别算法。 6、环境适应性强 适应-10℃~40℃环境下检测，，可以完成现场和实验室分析。 六、说明 铁矿石掺杂固体废物的鉴别是一项十分复杂的分析过程，本方法仅就铁矿石元素成分与含量并建立全球铁矿石数据库，并不能代表铁矿石所有物理化学特性。 ( 安科慧生 www.ancoren.com )