水渣XRF检测中含水率的影响及修正研究
发布时间：2021-01-18 07:37
X射线荧光光谱分析（XRF）以其简便可靠、多元素同时分析、成本低和快速检测的优势在环境、地质和工业等领域应用广泛。随着工业转型发展,XRF以其能够为过程控制提供及时的检测数据,满足了工业信息化和智能化转型需求,而受到广泛关注。对于大多工业物料的XRF检测,物料含水率波动是影响其分析结果准确性的普遍存在因素之一。本文针对钢铁厂典型含水物料水淬铁渣,通过理论推导、模拟计算、结合实验验证,研究物料含水率波动对XRF测量结果影响的物理机制并建立了相应的修正模型,旨在改善XRF对含水物料的检测准确性。主要研究内容:基于X射线与物质相互作用关系,理论研究水分对XRF影响的物理机制及其变化规律、推导不同含水率下水渣样品特征X射线理论强度公式;在理论研究基础上,利用XMI-MSIM模拟软件构建XRF仪器及两组水渣样品模型,研究样品水分变化对XRF检测能谱的影响;结合理论研究与模拟结果建立水渣样品含水率强度修正模型。最后,制备不同含水率的水渣样品进行XRF实验测试,验证了含水率修正模型的有效性。主要的研究结果如下:1.理论研究结果:随水渣样品水分含量的升高,样品的有效原子序数、待测元素S含量及样品对S元...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电效应、X荧光与俄歇电子的产生原理示意图
图 2.2 康普顿散射原理示意图 X 射线的光子经过原子核旁边时，由于原子核对粒子的库伦场作用，子和负电子对的过程称为电子对效应。因为单个电子的最小能量即电，根据能量守恒定律，所以入射的光子能量必须大于两个电子静止的 1.02MeV 时，才能发生电子对效应。如果光子能量大于两个电子静止对效应时除了转化成正负电子对静止能量之外，剩余的光子能量就成射线的吸收个因素可能造成 X 射线的强度的衰减：1.入射的 X 射线受原子的弹性的 X 射线受到原子核外的内层轨道电子的吸收，产生了俄歇电子或与结晶物质相遇产生的衍射；4.正负电子对效应。能 X 射线其强度为 I0，当其照射到厚度为 d 且质地均匀的吸收体时，用（如：吸收、透射、散射等），这些相互作用会使入射的 X 射线发生博-比尔（Lambert-beer）定律表示，其公式如 2.5 所示:
统用于收集产生的特征 X 射线的谱线强度；而辅助系统则是为了保证 XRF 检测性能的稳必须存在的一部分，该部分包括高压电源、真空测量腔室、冷却循环系统等[52,53]。X 射线荧光光谱仪器按不同的分类方式有不同的分类。如依据对初级的 X 射线的色散方同，可以将仪器分为波长色散 X 射线荧光光谱（WDXRF）仪和能量色散 X 射线荧光光DXRF)仪两个部分；或按照激发的方式不同也可以将 X 射线荧光光谱仪分为，X 射线管、素源、同步辐射、偏振与粒子激发（如质子）的 X 射线荧光光谱仪等[54-56]。本节将主要对方式不同的两种仪器 EDXRF 和 WDXRF 的仪器进行简要介绍。2.1 波长色散 X 射线荧光光谱仪（WDXRF）波长色散是通过用色散晶体的布拉格衍射的原理对激发的特征 X 射线进行不同波长的，从而获得单一能量的 X 射线。波长色散 X 射线荧光光谱仪（WDXRF）仪器通常由 X 射管、滤光片、样品检测腔室、X 射线分光晶体、X 射线准直器、探测器与后端处理仪器等构成；其中，分光晶体是 WDXRF 仪器的最为核心的部件，为了对不同波长的 X 射线进行，WDXRF 仪器通常会配备多块不同的分光晶体。常用的分光晶体包括 LiF（200）、LiF（220（111）、PE（002）、PX1~PX6 等[57,58]。其仪器构造如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭中硫分的快速测量系统[J]. 单卿,张新磊,张焱,贾文宝,蔡平坤,褚胜男. 南京航空航天大学学报. 2015(05)
[2]基于小波变换的便携式X射线荧光光谱仪检测模型的建立与改进[J]. 李芳,王纪华,陆安祥,韩平. 光谱学与光谱分析. 2015(04)
[3]高炉水渣微粉处理技术分析[J]. 孙永宁. 现代冶金. 2013(05)
[4]Towards an online energy dispersive X-ray fluorescence analytical system for iron ore grade evaluation[J]. LI Zhe 1 TUO Xianguo 2,3,* LIU Mingzhe 1,2 YANG Jianbo 1 REN Jun 1 1 Provincial Key Lab of Applied Nuclear Techniques in Geosciences,Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China 2 State Key Laboratory of Geohazard Prevention & Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China 3 Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China. Nuclear Science and Techniques. 2012(05)
[5]X荧光仪在鸭鸡山铜钼矿地质勘查中的应用[J]. 王振亮,张寿庭. 矿床地质. 2010(S1)
[6]数据融合在现场X射线荧光分析中的应用[J]. 邹永祥,吴建平. 核技术. 2009(07)
[7]ICP-AES法测定难分解钽铌矿渣中多种金属元素[J]. 王晓辉,郑诗礼,徐红彬,张懿. 光谱学与光谱分析. 2009(03)
[8]钢渣特性及其综合利用技术[J]. 舒型武. 有色冶金设计与研究. 2007(05)
[9]高炉水渣的性能特征及应用途径[J]. 刘邦军,池鹏飞,赵慧玲. 河南冶金. 2005(06)
[10]水底沉积物原位X射线荧光测量中水分的影响与校正[J]. 葛良全,赖万昌,林玲,林延畅. 核技术. 2004(04)
硕士论文
[1]波谱—能谱复合型X射线荧光光谱仪软件开发及矿物效应校正方法研究[D]. 佘晓萌.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[2]阵列NaI（Tl）探测器γ能谱合成方法研究[D]. 殷经鹏.成都理工大学 2009
[3]CdZnTe探测器在X射线荧光分析中的应用研究[D]. 李锋.国防科学技术大学 2005
本文编号：2984555
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电效应、X荧光与俄歇电子的产生原理示意图
图 2.2 康普顿散射原理示意图 X 射线的光子经过原子核旁边时，由于原子核对粒子的库伦场作用，子和负电子对的过程称为电子对效应。因为单个电子的最小能量即电，根据能量守恒定律，所以入射的光子能量必须大于两个电子静止的 1.02MeV 时，才能发生电子对效应。如果光子能量大于两个电子静止对效应时除了转化成正负电子对静止能量之外，剩余的光子能量就成射线的吸收个因素可能造成 X 射线的强度的衰减：1.入射的 X 射线受原子的弹性的 X 射线受到原子核外的内层轨道电子的吸收，产生了俄歇电子或与结晶物质相遇产生的衍射；4.正负电子对效应。能 X 射线其强度为 I0，当其照射到厚度为 d 且质地均匀的吸收体时，用（如：吸收、透射、散射等），这些相互作用会使入射的 X 射线发生博-比尔（Lambert-beer）定律表示，其公式如 2.5 所示:
统用于收集产生的特征 X 射线的谱线强度；而辅助系统则是为了保证 XRF 检测性能的稳必须存在的一部分，该部分包括高压电源、真空测量腔室、冷却循环系统等[52,53]。X 射线荧光光谱仪器按不同的分类方式有不同的分类。如依据对初级的 X 射线的色散方同，可以将仪器分为波长色散 X 射线荧光光谱（WDXRF）仪和能量色散 X 射线荧光光DXRF)仪两个部分；或按照激发的方式不同也可以将 X 射线荧光光谱仪分为，X 射线管、素源、同步辐射、偏振与粒子激发（如质子）的 X 射线荧光光谱仪等[54-56]。本节将主要对方式不同的两种仪器 EDXRF 和 WDXRF 的仪器进行简要介绍。2.1 波长色散 X 射线荧光光谱仪（WDXRF）波长色散是通过用色散晶体的布拉格衍射的原理对激发的特征 X 射线进行不同波长的，从而获得单一能量的 X 射线。波长色散 X 射线荧光光谱仪（WDXRF）仪器通常由 X 射管、滤光片、样品检测腔室、X 射线分光晶体、X 射线准直器、探测器与后端处理仪器等构成；其中，分光晶体是 WDXRF 仪器的最为核心的部件，为了对不同波长的 X 射线进行，WDXRF 仪器通常会配备多块不同的分光晶体。常用的分光晶体包括 LiF（200）、LiF（220（111）、PE（002）、PX1~PX6 等[57,58]。其仪器构造如图 2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭中硫分的快速测量系统[J]. 单卿,张新磊,张焱,贾文宝,蔡平坤,褚胜男. 南京航空航天大学学报. 2015(05)
[2]基于小波变换的便携式X射线荧光光谱仪检测模型的建立与改进[J]. 李芳,王纪华,陆安祥,韩平. 光谱学与光谱分析. 2015(04)
[3]高炉水渣微粉处理技术分析[J]. 孙永宁. 现代冶金. 2013(05)
[4]Towards an online energy dispersive X-ray fluorescence analytical system for iron ore grade evaluation[J]. LI Zhe 1 TUO Xianguo 2,3,* LIU Mingzhe 1,2 YANG Jianbo 1 REN Jun 1 1 Provincial Key Lab of Applied Nuclear Techniques in Geosciences,Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China 2 State Key Laboratory of Geohazard Prevention & Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China 3 Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China. Nuclear Science and Techniques. 2012(05)
[5]X荧光仪在鸭鸡山铜钼矿地质勘查中的应用[J]. 王振亮,张寿庭. 矿床地质. 2010(S1)
[6]数据融合在现场X射线荧光分析中的应用[J]. 邹永祥,吴建平. 核技术. 2009(07)
[7]ICP-AES法测定难分解钽铌矿渣中多种金属元素[J]. 王晓辉,郑诗礼,徐红彬,张懿. 光谱学与光谱分析. 2009(03)
[8]钢渣特性及其综合利用技术[J]. 舒型武. 有色冶金设计与研究. 2007(05)
[9]高炉水渣的性能特征及应用途径[J]. 刘邦军,池鹏飞,赵慧玲. 河南冶金. 2005(06)
[10]水底沉积物原位X射线荧光测量中水分的影响与校正[J]. 葛良全,赖万昌,林玲,林延畅. 核技术. 2004(04)
硕士论文
[1]波谱—能谱复合型X射线荧光光谱仪软件开发及矿物效应校正方法研究[D]. 佘晓萌.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[2]阵列NaI（Tl）探测器γ能谱合成方法研究[D]. 殷经鹏.成都理工大学 2009
[3]CdZnTe探测器在X射线荧光分析中的应用研究[D]. 李锋.国防科学技术大学 2005
本文编号：2984555
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