[实用新型]基于微波共振吸收的铁矿分析装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁矿中成分的物相分析，具体地指一种基于微波共振吸收的铁矿分析装置。

背景技术

铁矿是用于提炼单质生铁、炼钢的含铁的矿物质，其主要成分包括：磁铁矿（Fe₃O₄），赤铁矿（Fe₂O₃），褐铁矿（FeO(OH)），钛铁矿（FeTiO₃），菱铁矿（FeCO₃），黄铁矿（FeS₂）。由于不同产地的铁矿成分存在巨大的差异，因此，在开采、冶炼或是进出口贸易检验过程中，需要确定铁矿的成分。

传统的铁矿石检验方法主要有湿法化学分析法和X射线荧光光谱分析法。

其中，湿法化学分析法首先使用强酸或强碱溶解矿石，再使用不同的化学试剂转化、沉淀溶液中不同价态矿物离子以便进行计量。这种方法不仅耗费大量时间与精力，而且涉及有毒化学试剂，对环境和操作人员健康不利。

X射线荧光光谱分析法是基于不同价态元素离子会引起X射线特征谱精细结构发生变化的原理，在分析时使用不同能量或者不同频率的X射线照射矿石粉末，检测反射光线中的X射线特征谱线的变化，再结合相应的软件定量计算铁矿石的成分。但是，X射线荧光设备通常体积较大，由X射线管、高压电源及稳压装置、分光晶体、准直器、检测器、脉冲辐射分析器、定标计、计时器、积分器、记录器、真空泵、液氮冷却系统等昂贵的配件组成，使用和维护成本都很高。

因此，有必要研究一种能够简单、快速、准确分析铁矿中成分的装置。

发明内容

本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种基于微波共振吸收的铁矿分析装置，该分析装置结构简单，使用方便，分析结果准确。

实现本实用新型目的采用的技术方案是：一种基于微波共振吸收的铁矿分析装置，该装置包括：

一微波循环器，其包括三个端口，所述三个端口分别连接有入射波导、检测波导和用于放置待测铁矿粉末样品的短路波导，所述入射波导和检测波导位于一直线上，所述短路波导与所述直线垂直；

一微波源，与所述入射波导连接；

一电磁铁，包括两个铁芯，所述短路波导位于所述两个铁芯之间的间隙中；以及

一检波二极管，与所述检测波导连接；

所述微波源产生的高频微波从入射波导进入微波循环器，微波循环器控制高频微波的传输方向，将入射波导中的高频微波传入短路波导中，高频微波在短路波导底部反射后再经循环器传入检测波导，进入短路波导中的高频微波与电磁铁产生的低频磁场在空间上相互垂直。

进一步地，所述电磁铁还包括：

一亥姆霍兹调制线圈，绕于所述两铁芯上；以及

一音频放大器，其输出端与所述亥姆霍兹调制线圈连接。

本实用新型根据微波共振吸收的原理，将待测的铁矿粉末样品置于磁场方向相互垂直的低频磁场及高频微波磁场的磁场空间中，通过改变所述低频磁场的强度，得到不同低频磁场强度下经所述铁矿粉末样品吸收后的微波共振吸收曲线，然后将微波共振吸收曲线与各成分的标准曲线进行比对，从而得出所述铁矿粉末样品中的成分及各成分的比例。

附图说明

图1为本实用新型基于微波共振吸收的铁矿分析装置的结构示意图。

图中标号为：1-微波源，2-第一同轴转波导适配器，3-第一隔离器，4-入射波导，5-微波循环器，6-检测波导，7-第二隔离器，8-第二同轴转波导适配器，9-短路波导，10-待测样品，11-检波二极管，12-隔离放大器，13-高斯计，14-霍尔探针，15-电磁铁（其中，15.1-铁芯，15.2-调制线圈，15.3-直流电源，15.4-间隙），16-音频放大器，17-锁相放大器，18-计算机，19-GPIB卡。

图2为典型的m(H_dc)函数曲线图。

图3为典型的P^abs(H_dc)曲线图。

图4为待测样品的微波共振吸收功率的曲线和标准样品的吸收曲线比对图。

具体实施方式

下面结合符合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。