簡介

由于鋼鐵工業對鐵礦石的高需求，使之成為當今社會最重要的商品之一。然而鐵礦石中的一些成分會干擾生產過程或者對最終產品的性質產生負面作用。因此，監控鐵礦石的化學成分不僅對煉鋼過程控制有重要作用，也有助于優化鋼鐵生產過程中的熔爐加料工藝。

在鐵礦石樣品中，一些元素是必須被監控的。除了主含量元素Fe，還有 Si, Ti, Ca, Mg, Mn, Al, 和P元素也需要關注。即使這些元素的含量非常低，但對鋼鐵生產過程和成品質量有著顯著的影響。

礦石開采時的過程控制經常需要快速獲取化學成分含量結果，因此從采樣到出結果之間的時間越短越好。

基于這個原因，本報告所測得的鐵礦石樣品已制成壓片狀態。相比于熔片制備，這種方法大大簡化和縮短了樣品制備時間，這意味著在樣品采集后，能夠更快得到結果。

儀器

能量色散X射線熒光光譜法(EDXRF)是這類采礦應用的分析技術。S2 PUMA是一款簡單易用的臺式設備，配備HighSense^® 硅漂移探測器 (SDD) 和Pd靶X射線管。

將樣品進行壓片處理可以在不同的分析條件下進行測試。因此，測量室可以使用空氣或氦氣氣氛，也可以采用可選配的真空模式。如果需要測量輕質元素，如本報告中的Mg或者P，空氣會吸收大量的低能輻射，因此不應使用空氣氣氛，而氦氣克服了這個問題。然而，全球氦氣價格的上漲和潛在的當地供應問題意味著每個樣品的測試成本要高得多，即使氦氣用量不大的情況下。因此，在空氣或氦氣下進行測試都會有一些不足之處。真空模式為所有元素提供了的測量條件，并使每個樣品的測試成本降到最低。S2 PUMA可以配備真空泵，因此該儀器能夠以最低的成本提供的分析結果。

樣品制備

本報告測試了鐵礦石樣品中受關注的主量元素和微量元素，能夠快速簡單的對采礦過程進行質控。稱取10g的鐵礦石樣品粉末和粘合劑，在150kN的壓力下壓制成片。

測試參數

定義了2個測試條件。對管電流進行了優化和固定，以獲得各元素的最大計數率。表1顯示了詳細的測量參數。所有測量均在真空條件下進行。

表1: 不同元素的測試參數

表2: 用于鐵礦石標準曲線的濃度范圍

表2也給出了不同元素標準曲線的標準偏差。標準曲線的標準偏差(SD)是對校準精度的一種度量。表2中的低SD值顯示了該儀器的高性能。

圖1和2分別顯示了Fe和Mn的校準曲線。

圖1: Fe的標準曲線

表 3: 鐵礦石樣品10次重復性測試結果