【熱點應用】用X射線衍射分析燒結礦減少二氧化碳排放

本文摘要

快速準確的分析燒結礦的物相組成和化學成分對鋼鐵工業不斷提高的質量要求和節能減排來說是至關重要的。

本文通過實驗展示了Aeris金屬版X射線衍射儀快速分析燒結礦生產過程中的工藝相關參數以及獲得的典型結果。

01丨背景介紹

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

X射線衍射（XRD）是分析燒結礦生產過程中工藝相關參數的一種快速、經濟的方法。Aeris金屬版是第 一臺專為鋼鐵生產過程控制而設計的臺式X射線衍射儀。在本數據表中，我們展示了Fe2+（FeO）含量、堿度和物相組成分析的典型結果。

實驗內容

為了展示Aeris金屬版的性能，對燒結礦生產不同階段的幾個樣品進行了分析。所提供的數據是用鈷靶X射線測量的，鈷靶X射線能產生高分辨率數據，特別適用于鐵含量高的樣品。每個樣品的測量時間為5分鐘，然后進行數據處理和評估。

結果與討論

Aeris使用XRD，結合全自動Rietveld擬合和偏最小二乘法（PLSR）回歸，分析了總共48個單獨的燒結礦樣品，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分鐘的掃描數據來獲得（圖1）。

圖1，鐵燒結礦測量數據的XRD精修表征樣品的全部物相

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

圖2 (a)將通過XRD獲得的FeO和堿度與獨立參考值進行比較

通過對燒結礦樣品進行50次單獨測量并重復運行自動分析，測試儀器分析的重復性。結果表明，該分析穩定可靠，FeO和堿度的估計標準偏差（3σ）分別為0.168 wt.%和0.009（圖2b）。

圖2 (b)自動XRD分析程序的可重復性

結論

Conclusion

結果表明，Aeris金屬版臺式X射線衍射儀是快速測定燒結礦生產中FeO、堿度和其他工藝相關參數的可靠工具。準確測定物相組成（包括非晶態部分）和工藝參數有助于改進工藝，最 終有助于降低能耗和二氧化碳排放。

相關產品簡介

Aeris Metals edition

Aeris金屬版是第 一臺專為鋼鐵生產過程控制而設計的臺式X射線衍射儀。具有低成本、高性能、操作簡單的諸多優勢。Aeris金屬版是全自動化的臺式X射線衍射系統，可輕松整合到工業生產控制中。