高灵敏X射线荧光光谱分析技术在稀土元素现场在线快速分析中的应用

【作者】 陈吉文； 屈华阳； 胡少成； 胡学强； 梁元； 沈学静；

【机构】 国家钢铁材料测试中心； 钢研纳克检测技术有限公司；

【摘要】 稀土元素由于其具有优良的光电磁等物理特性,有工业"黄金"之称。世界上大部分中重稀土资源来自中国。由于存在稀土资源遭到乱采滥挖、违规走私出口等问题,近年来国家逐步加强了稀土行业的管控力度,海关对进出口的稀土也进行了严格管控。为了满足新形势下稀土稽查和打黑现场快速筛查稀土元素的应用需求,迫切需要一种小巧、轻便、快速的高性能稀土定量检测设备,实现现场对稀土产品的快速筛查和基本定量。稀土分离是稀土新材料产业的基础。该分离过程属于连续流程制造,经过分离效果以稀土配分含量进行监测。我国稀土冶炼分离企业多采用ICP实验室分析测试,人工调控的方式分离稀土产品,存在粗放生产、凭经验控制、质量水平不稳定、能耗物耗较高等突出问题。稀土分离过程迫切需求用于稀土萃取分离过程稀土元素在线配分在线检测手段,用于稀土多级萃取分离工艺的在线实时监测与动态控制。针对稀土快检和料液在线检测技术的需求,创新性的提出了采用高灵敏X射线荧光光谱法解决稀土元素现场检测难题。能量色散-X射线荧光光谱分析技术可以对化学元素进行快速、准确的试测,目前已被用于冶金、地质、矿物等诸多领域。针对稀土元素能量色散X射线荧光光谱信号弱、干扰复杂的共性技术难题,突破了高分辨荧光信号采集、高通量光路设计、高效解谱算法、谱图模糊识别、多峰联合判定、吸收增强校正等系列关键技术,成功开发了一种高灵敏X射线荧光光谱分析技术,并应用该技术首次研制稀土快速鉴别仪、稀土配分在线分析系统。这两套系统满足了海关打击稀土走私、工信部稀土核查"打黑"快检和稀土分离过程稀土元素配分在线实时监测的要求。高灵敏X射线荧光光谱分析技术达到国际先进水平,成功实现在稀土矿、稀土冶炼过程、制品以及其他领域中的应用。稀土快速鉴别仪已在十余个海关进行应用,在打击稀土走私、整顿稀土行业秩序中起到了重要作用。稀土配分在线分析系统在北方轻稀土、南方中重稀土冶炼分离工艺中成功实现了工业应用,打通了稀土分离工艺智能化专家系统在线实时检测的盲点,实现了生产运营全流程数字化管理、分析和控制。更多还原