基于近红外光谱的条带状铁建造石英可释放水含量快速无损定量方法研究

《Minerals》：Near-Infrared Absorption Characteristics and Quantification of Water Hosted in Internal Defects of Quartz

　　

摘要

石英是一种重要的工业原料，但包裹体和裂隙中残存的水分会影响提纯和熔融质量。对颗粒样品中这种水分的快速、无损定量仍然具有挑战性。本研究调查了与条带状铁建造（BIF）相关铁矿床中石英的近红外（NIR）吸收与可释放水之间的关联关系。通过逐步机械破碎制备了十个粒度级分，并在标准化干燥后测量了760–2200 nm范围内的近红外反射光谱。随着粒径从2–3 mm减小至<0.04 mm，1400 nm和1900 nm附近的吸收逐渐减弱，而热重分析联用质谱（TGA-MS）显示可释放水含量从3.066%降至0.027%。经乘性散射校正（MSC）处理后，光谱被归一化至局部反射率连续区并转换为表观吸光度。对1900 nm附近吸收带的积分得到水吸收面积指数（WAAI₁₉₀₀），并据此建立了可释放水含量的经验平方根响应模型（R² = 0.991）。本研究提供了一种快速、非接触、无损的实验室光谱方法，用于检测含水缺陷及其在破碎粒度级分中的变化。该方法在工业批次筛选及矿区现场快速识别石英中水相关吸收异常方面也具有潜在应用前景。然而，在该方法应用于工业及现场条件之前，仍需进行进一步的实验验证。