Iron ore analysis with the ARL OPTIM’X XRF Spectrometer
Aplikace | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Železná ruda je klíčovou surovinou pro výrobu oceli i pro nové bateriové technologie, například železo-vzduchové baterie či LFP katody. Přesné určení složení rudy výrazně ovlivňuje kvalitu finálního kovu a výkon baterií. Vzhledem k obrovským objemům rudy je nezbytné využívat analytické metody, které kombinují rychlost, přesnost a nízké provozní náklady.
Studie popisuje aplikaci vlnově disperzní rentgenové fluorescence (WDXRF) pomocí spektrometru Thermo Scientific ARL OPTIM’X pro kvantifikaci 12 prvků/oxidů v železné rudě. Cílem bylo zkrátit dobu měření při zachování vysoké přesnosti a opakovatelnosti a demonstrovat možnosti optimalizace pracovních podmínek.
Kalibrační křivky vykázaly koeficient determinace R² nad 0,99 pro hlavní oxidy (Fe₂O₃, Al₂O₃, P₂O₅, SiO₂) a jednotky až desítky ppm standardní chyby odhadu. Nižší linearita byla zaznamenána u stopových oxidů (Cr₂O₃, V₂O₅), což lze kompenzovat prodloužením doby měření. Validace s referenčním materiálem (ID 405) prokázala odchylky ve výsledcích pod 0,05 % u hlavních složek a vyšší rozptyl u stopových prvků, přičemž relativní směrodatné odchylky dosahují jednotek procent.
Spektrometr ARL OPTIM’X prokázal svou vhodnost pro rychlou a přesnou analýzu železné rudy. Přístroj nabízí vysokou reprodukovatelnost výsledků, možnost úspory času až o 60 % při použití výkonnější verze a jednoduché provozní i servisní nároky, což z něj činí efektivní řešení pro průmyslové i výzkumné aplikace.
X-ray
ZaměřeníMateriálová analýza, Průmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Železná ruda je klíčovou surovinou pro výrobu oceli i pro nové bateriové technologie, například železo-vzduchové baterie či LFP katody. Přesné určení složení rudy výrazně ovlivňuje kvalitu finálního kovu a výkon baterií. Vzhledem k obrovským objemům rudy je nezbytné využívat analytické metody, které kombinují rychlost, přesnost a nízké provozní náklady.
Cíle a přehled studie
Studie popisuje aplikaci vlnově disperzní rentgenové fluorescence (WDXRF) pomocí spektrometru Thermo Scientific ARL OPTIM’X pro kvantifikaci 12 prvků/oxidů v železné rudě. Cílem bylo zkrátit dobu měření při zachování vysoké přesnosti a opakovatelnosti a demonstrovat možnosti optimalizace pracovních podmínek.
Použitá instrumentace
- WDXRF spektrometr Thermo Scientific ARL OPTIM’X 50 W
- SmartGonio™ goniometr pokrývající prvky F (Z=9) až Am (Z=95)
- Žádné vnější ani vnitřní vodní chlazení, vysoké spektrální rozlišení a stabilita
Použitá metodika
- Příprava vzorku: tavení vzorku s fluxem (v poměru 1:10) a ammoniovým nitrátem jako oxidantem, tvorba skelných kuliček
- Kalibrace: sedm certifikovaných referenčních materiálů
- Analytické podmínky: 30 kV, 1,67 mA, doba měření 36 s pro většinu prvků, 60 s pro Mg
- Alternativa: 200 W verze přístroje umožňuje zkrátit celkovou dobu měření z 7,6 min na ~3 minuty
- Možnost použití lisovaných peletek pro zlepšení přesnosti stanovení stopových prvků
Hlavní výsledky a diskuse
Kalibrační křivky vykázaly koeficient determinace R² nad 0,99 pro hlavní oxidy (Fe₂O₃, Al₂O₃, P₂O₅, SiO₂) a jednotky až desítky ppm standardní chyby odhadu. Nižší linearita byla zaznamenána u stopových oxidů (Cr₂O₃, V₂O₅), což lze kompenzovat prodloužením doby měření. Validace s referenčním materiálem (ID 405) prokázala odchylky ve výsledcích pod 0,05 % u hlavních složek a vyšší rozptyl u stopových prvků, přičemž relativní směrodatné odchylky dosahují jednotek procent.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlý a reprodukovatelný provoz s celkovou dobou měření do 8 minut
- Nízké provozní a servisní náklady
- Vysoká přesnost hlavních oxidů vhodná pro QC v hutních provozech
- Flexibilita nastavení a možnost automatizace odběru vzorků
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření na 200 W verzi pro masivní produkční linky
- Automatizované kontinuální sledování kvality suroviny
- Optimalizovaná příprava vzorků pro přesnější stanovení stopových prvků
- Aplikace ve výzkumu nových bateriových materiálů a environmentálním monitoringu
Závěr
Spektrometr ARL OPTIM’X prokázal svou vhodnost pro rychlou a přesnou analýzu železné rudy. Přístroj nabízí vysokou reprodukovatelnost výsledků, možnost úspory času až o 60 % při použití výkonnější verze a jednoduché provozní i servisní nároky, což z něj činí efektivní řešení pro průmyslové i výzkumné aplikace.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Manganese ore analysis with the ARL OPTIM’X XRF Spectrometer
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note Manganese ore analysis with the ARL OPTIM’X XRF Spectrometer Authors Introduction Didier Bonvin, Manganese is a transition metal that is used in a number of highly valuable Product Applications Manager XRF applications, including the production of alloys (i.e.,…
Klíčová slova
kcps, kcpsoptim’x, optim’xintensity, intensitycertified, certifiedoxide, oxidebao, baomno, mnosio, siomgo, mgotio, tiocao, caoarl, arlxrf, xrfconcentration, concentrationmanganese
Analysis of cement related materials
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE ARL OPTIM’X WDXRF Spectrometer Key words ARL OPTIM’X, cement, raw meal, X-ray fluorescence Introduction X-ray fluorescence allows the analysis of major and minor oxides present in the raw materials and products found in the cement industry. Instrumentation The…
Klíčová slova
smartgonio, smartgoniofixed, fixedmgo, mgocounting, countingoptim’x, optim’xarl, arloxides, oxidespressed, pressedsio, siotio, tioelements, elementscao, caowdxrf, wdxrfchannel, channellod
Analysis of metallurgical slags: ARL OPTIM’X WDXRF Sequential-Simultaneous Configuration
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE No. AN41704 Analysis of metallurgical slags ARL OPTIM’X WDXRF Sequential-Simultaneous Configuration Key words ARL OPTIM’X, iron & steel, slags, X-Ray fluorescence Introduction Slags originate from various stages in the iron & steel process, e.g. blast furnace, converter, basic…
Klíčová slova
smartgonio, smartgonioslag, slagslags, slagsarl, arloptim’x, optim’xmno, mnofixed, fixedmgo, mgowdxrf, wdxrfsio, siocao, caoelements, elementscounting, countingpressed, pressedxrf
Analysis of various oxide materials
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 41731 X-ray fluorescencee Analysis of various oxide materials ARL OPTIM’X WDXRF Spectrometer Authors Introduction Didier Bonvin, Thermo Fisher Scientific, Almost all modern industrial materials and products depend on the mining, extraction and quality of their corresponding raw…
Klíčová slova
mno, mnomgo, mgocao, caooptim’x, optim’xdev, devarl, arloxide, oxidewdxrf, wdxrfstd, stdsmartgonio, smartgonioaverage, averagetests, testslod, lodprecision, precisionxrf