X射线荧光光谱结合判别分析识别铁矿石产地及品牌：应用拓展

铁矿石是钢铁工业的重要原材料,我国是铁矿石进口需求型国家,是世界铁矿石消费第一大国。海关对进口铁矿石检验的主要目标是预防进口铁矿石中涉及安全、卫生、环保、欺诈等方面的风险。对进口铁矿石产地及品牌进行符合性验证,可以快速筛选掺杂、掺假、以次充好,支撑进口铁矿石的风险管理,保障贸易便利化。在前期研究基础上进行应用拓展,研究对象为澳大利亚、南非、巴西、哈萨克斯坦、印度5个国家、21个品牌的422份进口铁矿石样品。考察了波长色散-X射线荧光光谱无标样分析方法的准确度,对于测量过程中未检出的元素含量,选择了用检测限替代缺失值。对于测量过程中的异常值,使用基于剩余方差的F检验进行异常值的剔除,皮尔巴拉混合块、纽曼混合块铁矿、纽曼混合粉铁矿各有一组数据计算得出的F统计量大于F检验临界值（a=0.01）,因此将这3组数据剔除。采用逐步判别法筛选出Fe,O,Si,Ca,Al,Mn,Ti,Mg,P,Na,Cr,K,Sr,S,Zn,V,Cu,Ba,Ni,Mo,Pb共21个元素的含量作为产地识别模型的特征变量,建立四维Fisher判别模型,实现了对铁矿石产地的识别;采用逐步判别法筛选出Fe,O,Si,Ca,Al,Mn,Ti,Mg,P,Na,Cr,K,Sr,S,Zr,Zn,V,Cu,Ba,Cl,Ni,Mo和Pb共23种元素含量作为品牌识别模型的特征变量,建立二十维Fisher判别模型,实现对21种品牌铁矿石的识别。考察了特征元素对分类识别模型的贡献,并分析了误判品牌铁矿石的元素特征。总结出进口铁矿石产地及品牌判别分析模型的整体数据处理流程。     

X射线荧光光谱结合判别分析识别进口铁矿石产地及品牌

铁矿石是钢铁工业的重要原材料,不同产地、品牌的进口铁矿石在元素组成、含量上存在差异,进口铁矿石掺杂、掺假、以次充好等现象虽集中于个案,却危害经济安全。故建立主要进口国铁矿石产地与品牌的快速识别模型,对支撑进口铁矿石的风险监管,保障贸易便利化。该研究对象为澳大利亚、南非、巴西3个国家共14个品牌的236份进口铁矿石样品,包括皮尔巴拉混合粉(块)、杨迪粉铁矿,纽曼混合粉(块)铁矿、津布巴混合粉铁矿、国王粉、弗特斯克混合粉、昆巴标准粉(块)、卡拉加斯铁矿石等。应用波长色散-X射线荧光光谱无标样分析法测定所有研究样品的元素组成及含量,检出元素包括Fe, O, Si, Ca, Al, Mn, Tb, Ti, Mg, P, K, S, Cr, Na, Sr, Zr, Zn, V, Cu, Gd, Ba, Cl, Ni和Co,共计24种,选择其中Fe, O, Si, Ca, Al, Mn, Tb, Ti, Mg, P, Cr和S共12种所有样品全部检出的元素进行判别分析。采用逐步判别法筛选出Fe, O, Si, Ca, Al, Mn, Ti, Mg, P和S共10个元素含量作为有效变量,建立二维Fisher判别模型,实现对澳大利亚、南非、巴西进口铁矿石的识别,模型对建模样品识别正确率为97.40%,交叉验证正确率为95.30%,对测试样品的识别正确率达到95.50%。针对14种品牌铁矿石,使用Fe, O, Si, Ca, Al, Mn, Ti, Mg, P和S共10种元素含量,建立十维Fisher判别模型,模型对建模样品识别正确率为100%,交叉验证正确率为97.90%,对测试样品的识别正确率达到100%。波长色散-X射线荧光光谱无标样分析虽然是一种半定量分析方法,但分析快速,稳定性好,该方法结合逐步判别-Fisher判别分析,能实现对铁矿石产地与品牌的识别。     

磁性可再生天然铁矿石吸附剂对汞的脱除研究

选取磁性天然铁矿石作为燃煤烟气中的汞吸附剂,采用XRD、BET、XRF和VSM表征方法对天然铁矿石的物理化学特性进行表征,在模拟烟气下采用固定床反应器研究铁矿石的脱汞性能、吸附反应机理和循环再生性能。结果表明:在低温时天然铁矿石吸附剂具有90%以上的脱汞效率,100℃时脱汞效率最佳,达到96.67%.汞在铁矿石表面的吸附方式主要是化学吸附,生成的汞形态主要是HgCl_2和HgO。10次吸附-循环再生中脱汞效率均在80%以上。     

基于小波变换的铁矿石品位X荧光在线检测方法研究

铁矿石作为钢铁行业中的重要生产原料,其品质直接影响到产品的质量,因此铁矿石品位的及时和准确检测显得尤为重要。本文利用能量色散X射线荧光光谱法对铁矿石样品进行在线测量,并使用小波分析技术对能谱进行了平滑和背景扣除的研究。结果表明小波变换方法能够有效减少背景影响,提高检测精度。定态测量和在线测量的相对标准偏差(RSD)分别为2.614%和0.227%,对于Fe元素的在线测量检出限为20.248μg·g-1。     

含铜铁矿石全铁的测定时铜对铁的影响探讨

探讨了含铜铁矿石分析过程中的铜对铁分析的影响.分析过程中采用标准溶液模拟实验、国家标准物质中铁的容量分析、方法比对等实验,得出一个大约的经验系数R,为含铜铁矿石中全铁含量的质量控制提供参考.该系数经过对多个含铜国家标准物质中的铁进行分析验证,样正值与标准值基本相符.     

基于水泥/CaO修饰铁矿石载氧体的煤化学链燃烧试验

煤化学链燃烧是一种基于CO_2零排放的新型燃烧方式。对铁矿石加以水泥/CaO修饰,在串行流化床上进行煤化学链燃烧试验,考察了修饰后的载氧体对煤转化特性及含N气体排放的影响。结果表明:相比于铁矿石载氧体工况,采用修饰铁矿石能够促进煤及煤气化产物在燃料反应器中的转化,从而提高CO_2捕集效率并降低额外耗氧率;采用修饰铁矿石减弱了燃料反应器中的还原性气氛,燃料反应器中的NO析出增加,而空气反应器中的NO析出减少。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定铁矿石中微量锡

以氢氧化钾熔矿 ,硫酸酸化样品 ,硼氢化钾作还原剂 ,建立了氢化物发生 -原子荧光光谱法测定铁矿石中微量锡的新方法。检出限为L D(Sn) =0 .1 0 μg/ L,回收率在 96 .2 %— 1 0 3%,RSD为 0 .90 %(n=1 2 )。该法检出限低 ,灵敏度高 ,测定结果准确可靠 ;操作简单、快速等特点 ,完全满足铁矿石中微量锡的测定。     

高频燃烧红外吸收光谱法测定铁矿石中的硫含量

研究了高频燃烧红外吸收光谱法测定铁矿石中不同硫含量，对助熔剂及用量、样品称量、样品与助熔剂放置顺序的选择、分析时间与比较水平的选择等实验参数进行了优化。测定范围为0．001％-3．00％，精密度为1．2％-3．4％，符合铁矿石国家标准的测试要求。该方法方便快捷，结果令人满意。     

化学链中失活铁矿石载氧体的改性提质研究

本文以甲烷和煤粉化学链燃烧连续运行后的天然铁矿石载氧体为主体,采用Cu浸渍法对载氧体进行改性提质,在批次流化床上的化学链燃烧反应特性的研究。制备Cu质量分数ω为3%,6%和10%的三种载氧体,分别测试其载氧性能,并探究了温度、过氧系数、循环次数对于修饰后载体性能的影响。结果表明浸渍6%Cu的铁矿石载体性能最为优异;最优化的操作条件为:反应温度950℃、过氧系数3;在5次循环中,性能稳定,未出现随循环次数的增加性能衰减。反应后的载氧体保持了丰富的孔隙结构,未出现烧结现象。实验结果表明,采用浸渍法对失活天然铁矿石进行Cu改性提质是一种可行有效的办法。     

基于钾基修饰的赤铁矿煤化学链燃烧

采用流化床反应器以水蒸气作为气化介质,以K₂CO₃修饰后的铁矿石作载氧体,进行煤化学链燃烧还原试验。结果表明,钾基铁矿石对水煤气反应及CO变换反应有明显的催化效果,大大提高反应速率,缩短反应平衡时间,有利于提高CO₂体积份额。随着载氧体中K₂CO₃负载量由0%增加到20%,碳转化平衡时间逐步缩短,煤在58 min内的碳转化率呈逐渐增加趋势,CO2体积份额呈先增大后减小趋势,在6%K₂CO₃负载量时达到最大值。SEM结果显示钾基铁矿石表面呈一定烧结状态,铁矿石中K₂CO₃负载量不宜过高。     

26℃和常压至1.5 GPa压力下2-甲基戊烷拉曼光谱研究

利用碳化硅压腔在常压至1.5 GPa和26℃条件下对液态2-甲基戊烷进行了拉曼光谱测量,讨论了C-H拉曼峰频率、强度、面积、以及谱峰宽度随压力升高的变化规律.实验结果表明,2-甲基戊烷的拉曼位移在2 800～30 00 cm-1范围内的CH3和CH2的伸缩振动谱峰随着压力的增大均连续向高波数位移,其拉曼位移与压力的关系可以表示为vas(CH3)=0.013 1p 2 960.1,vs(CH3)=0.008 8p 2 871.0,vas(CH2)=0.008 9p 2 930.2,vas(CH2)'=0.007 0p 2 903.1和vs(CH2)=0.007 9p 2 844.7.另外处理实验结果时发现,在0～1.5 GPa条件下,2-甲基戊烷的vas(CH3)拉曼位移可以进行压力标定,其方程为:P(MPa)=76.2(Δvp)2 960 21.65(r2=0.995 8).该压力体标定剂,适合于不希望有Si和Al等元素出现的体系.     

高压氮气亚纳秒开关放电特性实验研究

 利用幅值约220 kV、脉宽约4 ns的高压纳秒脉冲源，对高压氮气亚纳秒气体开关放电特性进行了实验研究。实验结果表明：当气压在3~10 MPa间变化，间隔距离在0.6~1.2 mm间变化时，氮气间隙击穿电压随气压和间隙距离的增大而增大，并随气压的增大略呈饱和趋势,最高击穿电场约为2 MV/cm。开关输出电压波形的上升时间变化范围为145~190 ps，该上升时间随气压、击穿电场以及间隙距离增大而减小。     

Yn(n=2-8)团簇吸附CO2的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论， 研究了CO2在Yn (n=2-8) 团簇表面的吸附结构和电子性质。结果表明：CO2吸附于 Yn (n=2-8)团簇表面时，线型的分子结构畸变为三角形构型。YnCO2表现出了较大的吸附能 (大于3eV)。吸附使体系的能隙表现出了奇偶振荡效应。吸附后，C-O键伸长，C原子由电子施体变为受体，O原子所带电子数也显著增加。在所有尺寸中，Y4CO2 、Y6CO2稳定性最好。     

DL-2-氨基4-磺酸基-丁酸与金属离子相互作用的研究

运用傅里叶变换红外光谱技术,对DL-2-氨基-4-磺酸基丁酸(DLH)与Na ,Cu2 ,Zn2 和Ni2 形成的配合物进行了研究,并用元素分析的方法确定配合物的组成.红外光谱显示DLH分子中的-COOH,-NH3 和-SO3-基团均可与金属离子发生直接或间接的相互作用.不同过渡金属离子与氨基、羧基相互作用的强度顺序均为:Cu2 ＞Zn2 ＞Ni2 ,其中羧基与不同离子可能采取了不同的配位方式.     

(Eu2+,Nd3+): CaAl2O4的长余辉发光及机理的研究

采用高温固相反应法制备了Eu²⁺: CaAl₂O₄、(Eu²⁺,Nd³⁺): CaAl₂O₄, 等系列材料.测量了其激发、发射光谱及余辉衰减曲线.分析了掺杂稀土离子对长余辉发光的作用.并对其发光机理进行了深入地探讨.     

Y_n(n=2-8)团簇吸附CO_2的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论,研究了CO_2在Y_n(n=2-8)团簇表面的吸附结构和电子性质.结果表明:CO2吸附于Y_n(n=2-8)团簇表面时,线型的分子结构畸变为三角形构型.Y_nCO_2表现出了较大的吸附能(大于3eV).吸附使体系的能隙表现出了奇偶振荡效应.吸附后,C-O键伸长,C原子由电子施体变为受体,O原子所带电子数也显著增加.在所有尺寸中,Y_4CO_2、Y_6CO_2稳定性最好.     

Yn(n=2-8)团簇吸附CO2的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论， 研究了CO2在Yn (n=2-8) 团簇表面的吸附结构和电子性质。结果表明：CO2吸附于 Yn (n=2-8)团簇表面时，线型的分子结构畸变为三角形构型。YnCO2表现出了较大的吸附能 (大于3eV)。吸附使体系的能隙表现出了奇偶振荡效应。吸附后，C-O键伸长，C原子由电子施体变为受体，O原子所带电子数也显著增加。在所有尺寸中，Y4CO2 、Y6CO2稳定性最好。     

SF6-N2混合气激光触发延迟抖动特性研究

 研究了SF₆-N₂混合气在四倍频Nd:YAG激光脉冲作用下的触发特性。实验结果表明：充SF₆-N₂混合气的火花隙的触发延迟和抖动、最低可触发阈值随充气压力及混合气中SF₆含量上升而上升，随激光波长减小而减小，火花隙的触发延迟和抖动随焦距的减小而减小。由于SF₆-N₂混合气的介电强度、触发延迟和抖动与混合气中SF₆含量之间均存在非线性关系，作为开关工作介质，SF₆-N₂混合气的综合性能较好的SF₆含量范围是5%～45%。     

杂多阴离子柱撑水滑石层柱相互作用的光电子能谱研究

本文用Ｘ－光电子能谱仪对二十二种同多和杂多阴离子柱撑水滑石层和柱中元素电子结合能的化学位移进行了研究。同时通过ＩＲ，ＸＲＤ的分析，对ＸＰＳ结果的讨论提供了一定的补充，探讨了同层不同柱，同性不同层的ＰＯＭ－ＬＤＨＳ的层柱相互作用机理。     

炭/碳粒在CO_2/O_2气氛中燃烧速率的研究

１引言大量的研究表明,近一个世纪以来,大气中温室气体（主要是ＣＯ２）含量的迅速增加是引起全球气候变化的一个重要因素。而且,在今后若干年内,随着人类从矿物燃料中获取能源的进一步增加,ＣＯ２的排放量亦将持续增长。其中煤的利用量及在燃烧过程中ＣＯ２的排放量...