激 光 誘 導 擊 穿 光 譜（Laser-induced breakdown spectroscopy，簡稱LIBS）技術是一種新型光譜檢測技術，具有對樣品要求低、檢測速度快、操作簡單、智能程度高、安全環保和易于維護等特點，廣泛應用于航空軍事探測、深海勘探、油氣資源開采等領域。LIBS技術均為實驗室內研究分析，需要對樣品進行研磨、復雜壓片等預處理。此過程操作復雜，存在樣品被污染的風險，無法滿足冶煉現場銅物料的快速檢測需求。

本文基于LIBS激光誘導擊穿光譜儀對冰銅、尾料和銅精礦中關鍵元素成分進行了現場快速檢測。并與定點檢測中心 XRF檢測分析結果進行對比，探究LIBS技術對銅物料成分檢測的高效性、準確性和經濟性，為實現銅物料中元素成分的快速檢測提供技術支撐。

01實驗部分

圖1原理示意圖

樣品測試過程中LIBS激光誘導擊穿光譜儀中光譜儀光譜探測延遲時間為1.5μs，積分時間為2ms，激光能量為100 mJ，重復頻率為10Hz。為了提升檢測結果的代表性，通過設備中的導軌控制器實現每種樣品的多點檢測，每個檢測點采集100組光譜數據。

02結果與討論

建立設備模型分別選用了定點檢測中心XRF成分檢測的冰銅、尾料、干精礦中各元素濃度。3種物料各42個樣品，其中冰銅與尾料為固體樣，干精礦為粉末樣，樣品中各元素的含量范圍如表1所示。

建立設備模型時，為了減小樣品均勻性和光譜波動的影響，每種樣品采集7個點位的光譜數據。每個檢測點位采集100組光譜數據，共計700次測量檢測，如圖2所示。

表1樣品中各元素的濃度范圍

圖2測試樣品檢測點位圖

通過對上述樣品的LIBS光譜分析，得到了各類型樣品中各元素的濃度曲線。分別是冰銅、尾料和干精礦各樣品中LIBS檢測結果和XRF檢測結果的模型比較。三種模型與定點檢測中心XRF檢測結果的平均相對誤差如表2所示。

表2分析模型平均相對誤差

將剩余的冰銅、尾料、干精礦各20份樣品預處理后的進行壓片制樣，然后利用XRF進行成分檢測。冰銅、尾料、干精礦各20份原樣品的LIBS成分檢測結果與冰銅、尾料、干精礦各20份壓片樣品的XRF成分檢測結果對比。各物料現場測試結果平均相對誤差對比如表3所示。

表3各物料現場測試結果平均相對誤差

03結論

利用LIBS激光誘導擊穿光譜儀，實現了爐前冰銅、尾料和干精礦三種物料成分的快速檢測。無須樣品的繁瑣制備，避免研磨、壓片等耗時操作，可有效提升現場樣品檢測的實時性和檢測頻次，解決了傳統檢測數據的滯后性問題。檢測結果滿足現場工藝調控需求，有助于解決冶煉行業智能化建設中感知層完善不可或缺的物料成分快速檢測問題，提升了冶煉過程精細化控制和生產信息化管理水平

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審核編輯 黃宇