鋁土礦的精確特征鑒定對(duì)于優(yōu)化鋁生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。X射線(xiàn)衍射 (XRD) 是一種功能強(qiáng)大的分析技術(shù)，可詳細(xì)了解鋁土礦的礦物成分，特別是活性氧化鋁 (AAl₂O₃) 和反應(yīng)性二氧化硅(RSiO₂)。這兩個(gè)參數(shù)是拜耳法的關(guān)鍵性能指標(biāo)，拜耳法是目前從鋁土礦中提取氧化鋁的主要方法。

活性氧化鋁的主要形態(tài)為三水鋁石、勃姆石和水鋁石，它決定了氧化鋁提取過(guò)程的效率和產(chǎn)量。反應(yīng)性二氧化硅的通常形態(tài)為高嶺石和石英，在反應(yīng)過(guò)程中可能會(huì)形成不良的鈉鋁硅酸鹽相，因而會(huì)降低氧化鋁回收率并增加運(yùn)營(yíng)成本。

與傳統(tǒng)的濕化學(xué)分析法相比，采用XRD對(duì)鋁土礦中的活性氧化鋁和反應(yīng)性二氧化硅進(jìn)行定量效果更佳，因?yàn)樗芴峁┛焖佟o(wú)損和精確的礦物學(xué)數(shù)據(jù)。此外，在分析過(guò)程中無(wú)需使用有害化學(xué)物質(zhì)，這有助于保護(hù)環(huán)境并節(jié)省成本。

行業(yè)專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)采用XRD了解鋁土礦錯(cuò)綜復(fù)雜的礦物學(xué)特征，可提升工藝效率、減少雜質(zhì)并優(yōu)化資源利用，最終實(shí)現(xiàn)更具可持續(xù)性且更經(jīng)濟(jì)高效的氧化鋁生產(chǎn)。

儀器和軟件

產(chǎn)品亮點(diǎn)

使用Cu Kα（1.541874 Å）輻射，在反射模式下對(duì)鋁土礦CRM BCS 395和NIST 696進(jìn)行10分鐘測(cè)量（5-65°2θ）。通過(guò)旋轉(zhuǎn)樣品和選用探測(cè)器的能量濾波功能來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以減少樣品的熒光信號(hào)（參見(jiàn)圖2和圖3）。使用Profex軟件 (BGMN) 進(jìn)行定量分析（Rietveld法），并計(jì)算出AAl₂O₃（勃姆石和三水鋁石）和RSiO₂（粘土和石英）的含量。

圖2.BCS 396鋁土礦礦石的測(cè)量（10分鐘）

圖3.NIST 696鋁土礦礦石的測(cè)量（10分鐘）

物相鑒定和定量分析顯示，氧化鋁含量高，含硅相位含量低（參見(jiàn)表1）。

表1.BCS 395和NIST 696的精修結(jié)果

經(jīng)認(rèn)證的元素成分與根據(jù)Rietveld精修計(jì)算出的結(jié)果非常一致。偏差很可能是由于數(shù)據(jù)庫(kù)中成分組成的變化造成的，這對(duì)天然樣品來(lái)說(shuō)很有可能（參見(jiàn)表2）。

表2.BCS 395和NIST 696的計(jì)算所得元素成分與認(rèn)證元素成分的對(duì)比

 

 

 

因此，AAl₂O₃含量分別為54.8% (BCS 395) 和56.8% (NIST 696)，RSiO₂含量分別為 1.0% (BCS 395) 和 4.4% (NIST 696)。

 

兩種樣品均符合用于拜耳法的優(yōu)質(zhì)礦石標(biāo)準(zhǔn)。

本文總結(jié)

ARL X'TRA Companion衍射儀系統(tǒng)在10分鐘內(nèi)測(cè)得的數(shù)據(jù)非常適合用于確定鋁土礦樣品中AAl₂O₃和RSiO₂的含量，這得益于它采用的高性能探測(cè)器和卓越的光子能量過(guò)濾技術(shù)。