发布时间：2023-12-02 15:56:32
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的微波冶金技术样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：样品预处理；微波溶样；化学样品
前言
微波消解溶氧技术（microwave mample-dispelling technology）为当前一种全新的样品预处理技术，在无机元素分析中取得了较为理想的效果。然而，尽管微波溶样具有明显的优势，但是却并未在样品分析工作中得到广泛应用，传统的灰化法、湿法消化依然为主流手段。原因在于目前涉及到此方面的研究成果较少，对微波溶样所具有的应用价值尚存在着较大的异议。所以文章围绕微波溶样在分析化学样品前处理中的应用展开的研究与分析无疑具有重要的研究价值。
1 微波溶样工作原理
1.1 微波特性分析
微波（microwave）是一种频率在300MHz～300GHz的电磁波，涵盖了分米波（decimeter wave）、厘米波（centimeter wave）、毫米波（millimeter wave）三种[1]。根据国际电信联盟组织法、国际电信联盟公约、中国国家标准《无线电管理术语》和国际电信联盟《无线电规则》规定，医学使用微波频率为（2450±50）Mhz，所以当前全球范围内使用的微波溶样仪器的频率均为2450Mhz[2]。在化学样品预处理中微波的工作原理包括穿透、反射、吸收三种。在金属制品性质鉴定中所使用的金属材料并不能够吸收微波，金属离子在受到微波照射后只能做出反射。绝缘体材料相对于微波而言属于透明的，微波照射时能够轻而易举的穿透绝缘体材料而向前传播且在穿透过程中不会吸收微波光束亦或是对其吸收量极低，可以将其忽略。极性分子由于具有永久性的偶极矩，在微波照射时极性分子随着微波频率变化而发生转向以及相互碰撞摩擦，在此过程中产生的能量被其所吸收。
1.2 微波溶样工作原理
通过对微波特性展开分析可知，微波在不同的材料之中产生不同的变化，所以在化学样品预处理工作中利用其独特的特性能够将既往使用的灰化法、湿法消化无法清除的物质剥离出来，大幅提高了化学样品的纯度。其具体的工作原理包括以下三种：其一，体加热。化学样品置于微波仪器后通过利用微波穿透时微波不断向四周释放出能量，继而产生热效应。相较于传统的加热方法，微波溶样能够促使加热更加迅速，且热量传递能够覆盖在所有的角落，热量分布更加均匀。其二，过热。微波溶样在通过含有金属离子的样品时并不会被其所吸收，而是会产生反射情形。并且在反射过程中化学样品缺乏形成气泡的核心，产生的热量并不会被其所吸收，温度随之增加，诱发过热情形。对于沸点相对较低的化学样品，在置入密闭的微波容器后很快就能够将含有的金属杂质分离出来，便于化学样品鉴定工作。其三，搅拌。对于含有极性分子的化学样品，在微波通过时产生吸收现象，分子之间在吸收了微波的能量之后将会不断发生相互摩擦以及碰撞，使得试剂与试样产生化学反应[3]。微波溶样形成的交变电磁场在不断的“搅拌”之下使得试样与试剂化学反应率得到了有效的提高，进一步增强微波溶样的效果。
2 微波溶样的特点
相较于传统预处理方法，微波溶样具有以下特点和优势：首先，微波溶样下化学样品分解更加完全。原因在于微波溶样是在密闭的容器中进行，按照需求配置出样品预处理需要的酸和溶剂，并在参数上设定最佳压力值以及微波溶样加热时间等参数后待检测样品即可以在无损失的前提下实现彻底的解析。其次，溶样速度迅速。由于微波溶样反应照射待检测样品以及酸、溶剂之后能量释放迅速，无需经过热传导即可以满足化学反应所需温度，热量在此过程中发生的损失得到了有效回避，目前所开展的一般溶样需要的时间基本上均控制在了0.5h以内。第三，受到的污染少。由于微波溶样过程中不与外界空间相接触，空气中的杂质无法进入到化学样品之中，减少了试剂添加过程中杂质元素的干扰。第四，安全性高。所有微波溶样操作均于密闭容器中进行，实验人员可以依据样品预处理需求自主设定加热温度、压力值，使得整个操作可控性大幅提高，有效的保障了实验人员的人身安全。第五，经济性佳。微波溶样能够最大程度上消除了溶剂的挥发，使得整个操作规程中溶剂使用剂量大幅降低。加之微波溶样加热均匀，时间短，分析成本得到了有效控制。
3 微波溶样在分析化学样品前处理中的应用
3.1 冶金化学样品中的应用
冶金是指由矿物质中提取出金属或者是金属化合物，随后利用加工工艺将其制备成为具有一定性能及用途的金属材料的过程。然而，矿物质以及金属原材料之中大量分布着二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝、三氧化二铁的存在且难以溶解，使得形成的金属中杂质成分含量较高，影响其品质及金属性能[4]。特别是铬铁矿是目前冶金行业中公认的难溶试样，既往湿法溶解难以彻底将上述金属离子解析出来，化学样品鉴定所的结果与实际存在着较大的差异性。微波溶样则是在密闭的容器之中加入磷酸混酸以及助溶剂，利用微波对其进行解析，金属离子不吸收微波光束，在高温环境下发生沉积，继而由样品中解析出来，化学样品的纯度得到了有效保障和提高。
3.2 中药材杂质中的应用
随着中医的复兴，中成药逐渐在临床各种疾病中得到了广泛的应用。然而，目前现有加工工艺以及技术手段条件下无法完全做到真空，使得其试样中含有的锰、锌、铜、铅、铬等。传统预处理方法虽然能够清除一部分金属离子，但是尚有残留，使得中药成分及质控结果科学性及真实性较低。而在微波溶样处理中微波照射产生的高温环境下金属离子因其密度而发生沉淀，由样品中解析出来，在通过原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）即可以对其待检测样品进行y定，所得结果精密度高于传统预处理方法[5]。
4 结束语
综上所述，在化学样品预处理中微波溶样具有着传统预处理方法无可比拟的优势，即：分解更加完全、溶样速度迅速、受到的污染少、安全性高、经济性佳。在当前较为常见的冶金行业以及中药质控工作中均能够取得理想的应用效果，具有重要的应用价值。所以文章认定在今后化学样品前期处理中可将微波溶样作为首选预处理方法加以推广使用，以获得更加精确的结果。
参考文献
[1]沈宇，张尼，高小红，等.微波消解电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中钒铬镍锗砷[J].岩矿测试，2014，10（05）：649-654.
[2]夏辉，王小强，杜天军，等.五酸和硝酸微波消解法结合ICP-OES技术测定多金属矿中多种元素的对比研究[J].岩矿测试，2015，17
（03）：297-301.
[3]高会艳.ICP-MS和ICP-AES测定地球化学勘查样品及稀土矿石
中铌钽方法体系的建立[J].岩矿测试，2014，22（03）：312-320.
关键词：微波消解 等离子发射光谱
中图分类号：P575 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0073-02
本文通过利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对矿石样品中的铌、钽进行检测，通过实验表明，该方法能够对矿石样品中的铌、钽含量做出准确的分析，得到的分析结果完全满足实验要求。
1 实验部分
1.1 仪器的工作条件
型号为Plasma1000型的电感耦合等离子体原子发射光谱仪（北京纳克）；Berghof微波消解仪（德国制造），利用微波消解仪对矿石样品的加热工作条件见表1。
1.2 试剂以及分析步骤
1.2.1 标准溶液的配制
浓度为100 μg/ml的Ta2O5和Nb2O5标准储备液的配制。
分别准确称取在110 ℃烘干过的高纯Ta2O5和Nb2O5各0.0200 g于两个铂金坩埚中，将两个铂金坩埚放入700 ℃的马弗炉加热，直到坩埚中的试剂恒重后，停止加热。然后分别向两个坩埚中加入7.0 g左右的焦硫酸钾，用小玻璃棒将试剂搅匀，然后将坩埚再次放入700 ℃的马弗炉中，溶融15～20 min，取出冷却，冷却后的坩埚分别放入250 ml的烧杯中，向装有Nb2O5的烧杯中加入近沸的50 g/L的酒石酸溶液100 ml，向装有Ta2O5的烧杯中加入近沸的40g/L的酒石酸溶液100 ml，用玻璃棒对烧杯内的溶液进行充分搅拌，直到烧杯里的溶液完全溶解。冷却溶液至室温，将溶液分别转移到两个200 ml的容量瓶中进行定容，摇匀[1]。
1.2.2 分析步骤
准确称取0.2000 g的矿石样品，将样品放入到108 ℃的烘箱内进行烘干，将烘干后的样品放入到微波消解罐中，先向样品中加入少量的水润湿，然后再加入10 ml的氢氟酸，一切准备妥当后，将消解罐放进微波消解仪内，按照表1的加热条件对样品进行消解[1]。消解结束后，将取出的消解罐放入到冷水中，冷却150 min左右，然后在通风处将消解罐打开，将溶解液移入到100 ml的聚四氟乙烯烧杯中，再用蒸馏水对消解罐进行清洗，清洗液也一并转移到烧杯中[2]。将烧杯放到电热板上进行蒸发，当溶液的体积约为0.5 ml时取下烧杯，停止蒸发。向烧杯中加入100 g/L的酒石酸溶液2 ml，然后蒸干溶液，再向烧杯中加入2 g/L的酒石酸溶液20 ml，加热到烧杯中不再有固体存在，停止加热，取下烧杯冷却至室温，然后将烧杯里的液体移到100 ml容量瓶中进行定容，摇匀[3]。
2 等离子体原子发射光谱法的测定
2.1 使用四酸分解法对样品进行溶解
铌、钽离子半径和原子半径较为接近，具有相近的化学性质，因此两种化学元素经常会在同一种天然矿石中出现。酸溶解和熔剂熔融是两种常用的分解矿石中铌、钽元素的方法[4]。因为，利用熔剂在对矿石样品进行熔融时会导致溶液中出现大量的盐类杂质，为了降低溶液中盐类杂质的含量就必须对溶液进行稀释，对溶液进行稀释可能会扩大分析的误差。在室温下用氢氟酸对矿石样品进行溶解，不能完全分解带有杂质的样品，这样会导致分析结果偏低。而用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸的混合酸可以使矿石样品中的铌、钽完全分解[6]。表2为用氢氟酸在室温下对矿石样品进行溶解和用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸的混合酸对矿石样品进行溶解的分析结果的对比数据。通过表中的数据我们可以看出用氢氟酸溶解样品中铌、钽元素的分析结果偏低，而用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸的混合酸溶解样品，可以提高分析结果的准确度。
2.2 优化仪器参数
由于受等离子体和信噪比负载的稳定影响，选用的仪器的功率应当为1151 W；为了确保杂质对实验结果形成的干扰较低，应当确保较小浓度的盐进入到检测样品中，因此应适当的降低进样速率，本实验选用的进样速率为0.0247 ml/s；为了使样品能够在等离子通道中停留足够长的时间，应适当加强分析线，降低载气压力，本实验将载气压力调到了25.0psi，为了确保等离子体的稳定以及对矩管进行有效的冷却，实验中选用的冷却气流量为0.25 L/s，辅助气流量为0.017 L/s，因为引入等离子的样品中还会有一定量的氟离子，因此在实验过程中应当合理的降低样品溶液在标准雾化系统中所停留的时间，一般情况下对实验样品的清洗时间应当为15 s。
2.3 消除干扰光谱
利用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸的混合酸对矿石样品进行处理，样品中最常见的硅元素将会形成易挥发物质四氟化硅会完全挥发掉，而样品中的镁、钙等元素也将会形成沉淀，通过过滤即可除去，不会对最终的光谱形成干扰。Ti2681480nm线对Ta2681517{125}nm线发射光谱右背景形成较为严重的干扰，样品溶液中比较常见的钠、镁、铁、铝等金属元素都不会对光谱产生明显的干扰，因此实验结果真实可靠。
2.4 选择雾化系统
本实验所用的样品中将会含有少量的氟离子存在，通常情况应该选用耐氢氟酸雾化系统；但由于耐氢氟酸雾化系统的效率较低，极容易降低检测铌、钽的精准度，因此综合分析选用标准雾化系统更为合理。氟离子同玻璃中的硅元素会发生反应，生成具有粘合性的弱酸硅酸，减少了清洗时间，因此在试验过程中应当将多余的塑料管剪掉，并且每测定完一个样品后用蒸馏水对器皿进行2分钟左右的清洗，尽可能的降低氟离子对整个系统的腐蚀。
2.5 校准曲线
以5 g/L的酒石酸溶液为介质配制浓度分别为2 μg/ml的Nb2O5溶液，4 μg/ml的 Ta2O5溶液。利用选定的仪器对溶液发生光谱，将以铌、钽原子发射光谱强度I作为坐标轴的纵坐标，以Nb2O5和Ta2O5溶液浓度作为坐标轴的横坐标绘制标准曲线。
3 结语
利用等离子体原子发射光谱仪测定矿石样品中的铌、钽元素含量，流程短，干扰元素少，造成的污染小，且检测的准确率较高，能满足现在地质行业的发展需求，同时随着科技的发展，检测技术也越来越成熟，具有较高的推广价值。
参考文献
[1] 张萍，姚明星，李贤珍.微波消解―电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿石样品中铌钽[J].冶金分析2010，8（15）：139-139.
[2] 赵喜成.电感耦合等离子体原子发射光谱法在测定胶黏剂等化工产品中硼、锡、铜和铁元素的应用[D].烟台大学2013，3（30）：129-129.
[3] 倪文山.氧化镁共沉淀-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿石样品中钍[J].冶金分析，2013，1（15）：30-30.
[4] 高丹.微波消解――电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿石样品中的铍[J].科技传播2010，9（23）：75-75.
关键字：转炉钢渣 可持续资源化 综合利用 前景
我国是世界上钢产量最大的国家，年产钢超过6亿t，其中钢渣占钢产量的8～10%左右，约有5500万t。随着冶金技术的不断进步，渣与钢的比例正逐步降低。这些钢渣会占用越来越多的土地、污染环境、造成资源的浪费，影响钢铁工业的可持续发展。因此，开发钢渣处理新技术和钢渣的综合利用就成为亟待解决的问题。
1、转炉钢渣处理技术
1.1转炉渣“稳定化”预处理技术
由于转炉钢渣的化学组成及物性的不稳定，使其无法直接被回收，为了更好的解决转炉钢渣的“废物”再利用问题，只有将转炉渣出炉后先进行预处理，处理好的渣一方面利于其中含铁氧化物的回收，另一方面要保证其组成与结构的基本稳定。
传统的转炉渣预处理技术有：
1） 水淬法：
利用高压水嘴喷出的高速水束把熔渣冲碎、冷却而形成的粒渣。此法排渣快，但需大型装载、挖掘和破碎机。宝钢转炉厂从新日铁引进该项技术，用渣罐车将钢渣运入炉渣间，起重机吊起渣罐，将熔渣快速泼于浅平渣盘，泼渣后，喷水冷却。该法可使钢渣淬裂成≤300 mm的块状，处理能力大，快速冷却，与露天渣坑法相比占地面积小，机械化程度高；但多次装卸、冷却钢渣，操作作业量、污水处理量都很大[1]。
2）钢渣余热自解热焖法：
利用400～800℃的高温渣淋水后产生的温度应力及SiO2-Ca0吸水消解后产生的体积膨胀应力使钢渣在冷却的过程中龟裂、粉化的冷却方式。
3） 弃渣法：
钢渣倒入渣罐冷却后直接运至渣场抛弃。此法工艺简单，但占地面积大、污染环境。
4） 浅盘热泼水淬法：
将转炉排出的流动性好的炉渣，用渣罐倒入特制的大盘中，熔渣自流成渣饼后，喷水使之急冷，渣饼龟裂成大块渣。连续进行三次冷却，使渣进一步龟裂粉化。水渣由渣池捞出沥水后，送去加工。优点是：处理能力大、冷却快速、机械化程度高；缺点是：多次装卸浪费人力、物力，污水处理量大。
5） 露天倒渣水淬法：
一般在偏辟地点设露天渣坑，以保证安全。钢渣由渣罐车运至坑旁，倒渣于坑内，用水淬渣，钢渣水淬裂成块后，进行磁选和筛分。这种方法较原始，设施少，操作简便，但需用宝贵的土地资源挖坑。此外，水淬后污水、蒸汽和粉尘直接排放，对周围环境污染严重，地坑极易积水，安全没有保障[2]。
6） 风碎法（钢渣风碎理化技术）：
渣罐装渣后，运到风淬装置处，倾翻渣罐，熔渣经过中间罐流出，被一种特殊喷嘴喷出的空气吹散，破碎成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并捕集渣粒[3]。
1.2钢渣转碟法干法处理技术
1.3转炉钢渣微粉技术
钢渣微粉研究是近几年来兴起的热门技术，其开发利用前景广阔。微粉技术不但彻底消除了作为水泥生料混合原料的易磨性，而且转化为新型建材将直接推动水泥的均化品质。钢渣微粉制作水泥起到了降低 CO2 污染源排放作用和提高了资源的高附加值利用。因此，钢渣微粉技术是钢渣资源化利用技术转化为生产力的集中体现，表示了钢渣资源化利用技术的全面进步。
1.4铸余渣处理技术
铸余渣是钢包内的钢水经连铸或铸锭后所剩余的钢水和渣的混合物，其处理流程[5]为：先对空渣罐进行喷涂，然后再进行垫罐放置格栅，放好以后将渣倒入渣罐，运输至渣处理点进行热泼；热泼后把欲加工渣归堆集中、再通过皮带式装载机转至破碎点加工成合格料，最终转化成合格渣。优点是：延长了渣灌使用寿命，节约了资源，降低了环境污染。
2、钢渣资源化综合利用
炼钢生产主要包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸等几个生产环节。在炼钢过程中会产生铁水预处理渣、炼钢炉渣、炉外精炼渣、连铸保护渣等。一般来说，钢渣综合利用的途径，主要包括水泥、农业、医药用方面、陶瓷行业、工程应用、冶金工业等几个领域。
2.1生产为水泥的应用
钢渣生产的水泥主要有钢渣矿渣水泥、钢渣矿渣硅酸盐水泥、钢渣沸石水泥、白钢渣水泥（钢渣白水泥）等。孙家英等[6]以无熟料转炉渣水泥（ 熟料用量≤5%） 代替普通硅酸盐水泥，发现无熟料转炉渣水泥可以提高水泥稳定再生集料的延时强度。杨杨等[7]采用高温煅烧石膏激发转炉渣的活性，制得了强度达到42.5 MPa的转炉渣无熟料水泥，其安定性和膨胀性均符合国家标准。王玉吉等[8～10]研究转炉渣及其在水泥应用中的胶凝性问题，也取得一定的效果。国内一般认为转炉渣在生料中的掺量以10～15%为宜，但也有专家认为掺量可达20～30%。
2.2钢渣在农业方面的应用
钢渣是一种以钙、硅氧化物为主的复合矿质肥料，含多种养分、具有速效又有后劲。钢渣中含有微量的锌、锰、铁、铜等元素，对缺乏此元素的不同土壤和不同作物，也同时起不同程度的肥效作用。
1） 钢渣做磷肥
不仅钢渣磷肥（P205>10%）肥效显著，即使是普通钢渣（4～7% P205）也有肥效；不仅适用于酸性土壤，而且在缺磷碱性土壤使用也可增产；不仅水田施用效果好，即使是旱田钢渣肥效仍起作用。我国许多地区土壤缺磷或呈酸性，充分合理利用钢渣资源，将促进农业发展，一般可增产5～10%。
2）钢渣作硅肥
硅是水稻生长需要量大的元素，它有提高其抗病虫害的能力。将SiO2含量>15%钢渣细磨至60目以下，可用于水稻施肥，但需要量较大时才具有增产效果。水稻施用钢渣制作的硅肥，能抗病虫害，有稻谷生长饱满，空壳率低，干粒重等优点。
3）钢渣作钾肥
利用钢渣生产缓释性钾肥，是近年来资源化利用钢渣的一种新兴技术。其生产工艺为在炼钢铁水进行脱硅处理时，将碳酸钾（K2CO3）连续加入到铁水包内，在向包内吹入的氮气的搅动下融入炉渣中，铁水脱硅处理后的炉渣经冷却后磨成粉状肥料。
4）钢渣作复合微量元素肥料
施用微量元素肥料的重要性已逐渐被人们所重视，随着化肥施用技术的发展，制约农作物的生长的因素已经转为氮、磷、钾以外的锌、锰、铁、硼、铝等微量元素。将复合肥料作为农业基肥施用到所耕种的土壤里，可以解决长期耕作土壤的综合缺素问题，并增加作物内的微量元素含量水平，提高其品质。
5）作酸性土壤改良剂
含钙约50%的钢渣，磨细后，可用作土壤改良剂，调整土壤的酸碱度并供给土壤钙素营养，同时也达到利用钢渣中P、S等有益元素的目的。钢渣是无毒的，但相关的长期性对地下水的污染以及对生物毒理学的研究不多，目前还缺少钢渣对环境影响的基础性定量研究。因此钢渣产品作为农用肥应进行定期测定。
2.3钢渣在医药用价值方面的应用
在国外有一些国家，为了充分利用转炉炉渣中硫、钙、镁、铁等化合物含量较高的特性，将钢渣溶于水中形成矿化水，可以用来治疗风湿性关节炎、皮肤病以及神经痛等疾病，开辟了钢渣在医学中的使用。
2.4转炉渣作工程材料的应用
转炉渣作为道路建筑材料，美国和日本等认为转炉渣力学性能较轧制碎石好，不但稳定性好、不滑移、强度高及耐磨，而且具有一定的水化活性，适合作为沥青混合料和基层料，并制定了转炉渣道路集料的技术标准和施工规范[11]。由于钢渣具有一定的活性，能板结成大块，特别适于沼泽地筑路。还广泛应用于各种路基材料、修砌加固堤坝、填海工程和工程回填等方面代替天然碎石。
2.5钢渣作陶瓷产品的应用
钢渣的基本化学组成就是硅酸盐成分，其成分一般都在微晶玻璃形成范围内，能满足制备微晶玻璃化学组分的要求，可以提高钢渣的利用率和减轻环境污染。美国的Agarwal G等人[12]利用钢铁炉渣制造富CaO的微晶玻璃陶瓷，具有比普通玻璃高2倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。西欧的Goktas AA[13]用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷，拟用作墙面装饰块及地面瓷砖，拟用作墙面装饰块及地面瓷砖。
2.6在冶金领域的应用
2.6.1回收有益金属及其氧化物的应用
2.6.2微波加热还原钢渣回收磷的应用
传统转炉渣除磷方法包括浮选法、磁选法和还原法。而微波作为一个新兴学科应用于冶金过程，可以利用其所具有的对吸波材料体积加热、选择性加热特点的热效应，有选择地促进化学反应的进行。利用微波处理钢渣还原回收磷，则钢渣脱磷率和气化脱磷率相应地比传统方式脱磷更高。优点是：升温快速、节约能源、全程惰性气体保护、降低环境污染。
2.6.3生产钢渣砖的应用
钢渣砖通常是以粉状钢渣和水淬钢渣为主要原料，掺入部分高炉水渣或粉煤灰和激发剂（石灰、石膏粉），加水搅拌，经各种处理手段制成的建筑用砖。此工艺简单、成本低、性能好、能耗低、生产周期短及投产快等特点。
2.6.4熔渣作冶炼熔剂的应用
3、转炉渣综合利用前景
利用各种处理技术，将转炉渣物性特性改变为适宜各种用途的新特性，正成为国内外研究热点。其好处在于： 利于促成转炉渣低成本、大宗量、多途径的综合利用技术的根本性的突破；不足之处：因为针对性强，某些改性方式的普适性和移植性相对较差。
1）提高钢铁渣的潜在利用价值和回收有益元素是今后钢铁渣利用应遵循的方向之一。
2）以提升转炉渣的资源特性为主旨，从本质上解决其劣质资源问题，并向大宗量、多途径、高附加值利用方向发展。
3）以实现真正意义上转炉渣高效利用与全部利用为目的，开发钢渣处理新技术和综合利用新工艺，将是转炉渣未来发展的大趋势。
参考文献：
[1]吴启兵，杨家宽，肖波．钢渣热态资源化利用新技术[J]．工业安全与环保，2001，27（9）：11～13．
[2]宋坚民．几种钢渣处理技术[J]．上海金属，1999，21（5）：14～17．
[3]王雄，吴引淳．冶金炉渣资源化探讨[J]．河南冶金，2006（14）：21～24．
[4]Barry Feetherstone．Slag treatment improvement by dry granulation[J]．Iron and steel Engineer，1998，（7）．
[5]李希军，田月平．铸余渣的综合利用和利用技术[J]．中国科技纵横，2010，15．
[6]孙家瑛，耿健． 无熟料钢渣水泥稳定再生集料性能研究与应用[J]． 建筑材料学报，2010，13（ 1） ： 52～56．
[7]杨杨，许四法，方诚．电炉钢渣胶凝材料的研究[J]．浙江工业大学学报，1995，23（ 4） ： 348～353．
[8]王玉吉，叶贡欣．氧气转炉钢渣主要矿物相及其胶凝性能的研究[J]．硅酸盐学报，1981，9（ 3）：302～308．
[9]朱明，胡曙光，丁庆军．钢渣用作水泥基材料的问题研讨[J]．武汉理工大学学报，2005，27（ 6） ： 48～51．
[10]侯新凯，李文卿，范莲花．钢渣代替铁粉配料生产优质熟料[J]．水泥工程，1996（ 6） ： 30～34．
[11]舒型武．钢渣特性及其综合利用技术[J]．有色冶金设计与研究，2007，28（ 5） ： 31～34．
[12]Agarwal G，Speyer RF．Devitrifying Cupola slag for Use in Abrasive Products[J]．JOM，1992，44（3）：32～37．
【关键词】激光无损检测 超声无损检测 射线无损检测
【中图分类号】TN24【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0133-01
一、激光技术在无损检测领域的应用
激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的独特性能，使其在无损检测领域的应用不断扩大，并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术，这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。
1.激光全息无损检测技术
激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷，利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点，通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。
激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。
（1）将全息图记录在非线性记录材料上，以实现干涉图像的实时显现。
（2）利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。
（3）采用新的干涉技术，如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。
二、超声检测技术在无损检测中的应用
超声无损检测技术（UT）是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检测技术相比，它具有被测对象范围广。检测深度大；缺陷定位准确，检测灵敏度高；成本低，使用方便；速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。
1.超声检测技术的应用
（1）目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。
（2）各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等，超声检测技术已成为复合材料的支柱。
（3）非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验，包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。
（4）大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂，检测精度较高。因此，近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功，为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。
（5）核电工业的超声检测。
（6）其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术；目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业，如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。
三、射线技术在无损检测领域内的应用
1.射线检测技术的应用
射线检测技术是利用射线（X射线、射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图像。
（1）早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。
（2）在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制造过程。也用于一系列情况下样件的评价；这种检测与评价过程，大大简化了取样破坏分析过程。
（3）检测大型固体火箭发动机，这样的射线系统使用电子直线加速器X射线源，能量高迭25MeV，可检验直径达3m的大型同体火箭发动机。
（4）检验小型、复杂、精密的铸件和锻件，进行缺陷检验和尺寸测量。
（5）检查工程陶瓷和粉末冶金产品制造过程发生的材料或成分变化，特别是对高强度、形状复杂的产品。
（6）组件结构检查。
四、无损检测的发展趋势
1.超声相控阵技术
超声检测是应用最广泛的无损检测技术，具有许多优点，但需要耦合剂和换能器接近被检材料，因此，超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中，超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。
超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射（或接收）脉冲的时间延迟，改变声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方向的变化，然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比，由于声束角度可控和可动态聚焦，超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点，可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象，如管形焊缝、板材和管材等，超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中，采用合理的相控阵检测技术，只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。
2.微波无损检测
微波无损检测技术将在330～3300 MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上，通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化，了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷，确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸，检测复合材料内部密度的不均匀程度。
微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强，类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用，但是微波不需要耦合剂，避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料，因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据，使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外，无需做特别的分析处理，采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料，因而不能检测此类复合结构内部的缺陷，只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。
近年来，随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用，微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步，从而大大推动了微波无损检测技术的发展。
参考文献
[关键词]高纯石墨，X-射线荧光光谱，钙，粉末压片
中图分类号：TG126 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0002-02
石墨是我国优势非金属矿产之一，其储量和产销量均居世界首位。石墨具有比某些金属还要高的热、电传导性，同时具有远低于金属的热膨胀系数、很高的熔点和化学稳定性，从而使得石墨材料在工业应用中具有独特的价值[1-2]。
碳的质量分数大于99.9%的石墨称为高纯石墨，高纯石墨具有强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小、耐腐蚀、易于精密机加工等优点，是理想的无机非金属材料，它在核工业、宇航工业、电气工业、冶金工业中的应用极为广泛[3]。鸡西地区的石墨矿多为鳞片石墨，经过高温法提纯为高纯石墨或者球形石墨，这类高纯石墨经检测含碳量达到99.99%。由于其杂质元素含量极低，多采用ICP-MS法[4-5]或ICP-AES法[6-9]。而样品的前处理方法如下：有采用铂金坩埚熔样，成本高[10-11]；采用微波消解法，直接消解不易[7]；采用直接硝酸-高氯酸消解法，消解不易，时间长[8]；采用样品的灰分经氢氟酸-盐酸-硝酸分解法[9]，不适合由天然鳞片提纯得到高纯石墨类的检验，这类高纯石墨的灰分含量低，需要分解比较多的试样。
国家标准中关于高纯石墨中钙的测定是利用灰分计算[12]，实际并没有真正的钙测定的试验方法。本文在通过试验研究，拟定了粉末压片法制样，建立了快速准确测定高纯石墨中钙元素的X射线荧光光谱法（XRF）分析方法。
1 实验部分
1.1 仪器及测定条件
X-Supreme8000型X射线荧光光谱仪（英国牛津仪器公司），X射线管窗口和探测器窗口均由纯铍制成。SuperQ4.0软件。CARVER miniC型压片机（美国国际标准化实验室压片机）最大压力12吨。
元素测量条件列入表1。
1.2 标准样品和试验样品的制备
选用国家一级地质标样为基础标准。准确称取4.00g～10.00g标准样品混合加入一定量光谱纯氧化物，配制成标准系列样品，或者称取15.00g高纯石墨样品（经过105℃烘干），均匀压制成直径32mm、厚度4mm的样品片，编号后储存于干燥器中。
2 结果讨论
2.1 光学背景干扰和基体效应校正
XRF受光学背景的影响明显，背景点应予以扣除，本文采用一点法扣除背景，见表1。元素间的基体效应相互影响，英国牛津仪器公司提供的软件提供了基体元素见的校正方法，用Rh靶Kα线的康普顿散射作内标。
2.2 检出限
按照本方法所使用的试验条件，根据文献中公式[13]和表1中的测定时间，计算得出元素的检出限DL=2.1μg/g。
2.3 标准样品测量结果
用4个标样对着8个混合标准样品进行5次测量，结果平均值见表2。该8个混合标准样品测量值与标准值绝对偏差均在允许误差范围之内，表明该方法可靠准确。
2.4 精密度
我们在相同的分析条件下，采用一标准样品进行了精密度及准确度的试验。一般情况下精密度试验当测量次数n>5后，平均值的标准偏差与标准偏差的比值就变化缓慢。因此，在实际工作中测量次数无需过多，通常采用4 ～ 6次就可以，故我们测量了5 次的分析结果计算其精密度，测量结果见表3。
2.5 样品中Ca元素的测量对比
随机抽取6个日常检查中的样品，用XRF对钙元素进行分析，与原子吸收光谱法（AAS）测定的结果[14]进行对比，结果见表4。
3 结论
高纯石墨中钙元素分析，确保样品的制备条件一致，正确扣除背景影响和基体效应的影响是准确测量的关键。在选定实验条件下，样品的RSD小于4%；标准样品测量结果与吸收方法的测量结果吻合，说明XRF与AAS的分析结果一致，因此XRF能快速准确测定高纯石墨中钙含量。
参考文献
[1] 李英堂，田淑艳，汪美凤.应用矿物学[M].北京：科学出版社，1995.
[2] 许斌，王金铎.炭材料生产技术600问[M].北京：冶金工业出版社，2008.
[3] 蔡绍勤，李昌世.高纯金属和半导体材料分析[M].北京：冶金工业出版社，1995：328-329.
[4] 贾静，张英新，童坚，李文军.冷凝回流三酸体系消解-ICP-MS法测定高纯石墨中的痕量杂质元素[J].质谱学报，2009，30（4），229-233.
[5] 贾静，张英新，童坚，李文军.ICP-MS法测定高纯石墨中的痕量杂质元素[J].精细化工，2009，26（7），671-674.
[6] 张爱滨，魏进武，王燕，欧阳秀欢，李静，顺序扫描ICP-AES法测定高纯石墨灰分中14种杂质金属元素的方法研究[J].青岛海洋大学学报，2003，33（4），609-614.
[7] 卞涛，吕建华.微波消解-ICP-AES测定石油焦中的铁含量[J].石油炼制与化工，2006，37（6），63-65.
[8] 宋吉利，卫晓红，殷刚.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石油焦中钙、铁、镍和钒[J].理化检验：化学分册，2009，45（8），905-906.
[9] 王劲榕，杨S金，ICP-AES法测定高纯石墨焦和高纯煤沥青灰分中16个元素[J].云南冶金，2012，41（5），85-89.
[10] 中华人民共和国出入境检验检疫行业标准.SN/T 1829-2006，石油焦碳中的铝、钡、钙、铁、镁、锰、镍、硅、钠、钛、钒、锌含量测定电感耦合等离子体原子发射光谱（ICPAES）法[S].
[11] 中华人民共和国出入境检验检疫行业标准.SN/T 2493-2010，煤沥青中的钙、铁、钠、镍、硅、钛、钒的测定.电感耦合等离子体原子发射光谱法[S].
[12] 中华人民共和国机械行业标准.JB/T 2750-2006，高纯石墨[S].
关键词：废弃物 果胶 性质 提取
果胶是一种复杂的天然高分子多糖，其主要成分是D-半乳糖醛酸，还含有鼠李糖、木糖[1]、阿拉伯糖、半乳糖等。果胶在植物组织中主要以原果胶、果胶脂酸和果胶酸三种形式存在，呈白色、黄色至浅黄色，具有特殊的香味。果胶根据酯化程度的不同可分为高脂果胶、普通低脂果胶和酰胺化低脂果胶。
香蕉、柑橘、柚子、柿子、柠檬等水果的果皮中都含有丰富的果胶，其他如向日葵盘、马铃薯渣中也含有丰富的果胶。近年来，食品工业发展迅猛，生产过程中产生了大量的上述废弃物，如何充分利用这些废弃物并从中提取果胶成为生产加工过程日益关注的热点问题。
1 果胶的性质及其应用
果胶具有良好的凝胶、乳化、增稠及稳定作用[2]，其生物活性广泛，如抗癌、降血压、降血脂、抗过敏、保肝护胆等[3]。还可增强肠胃蠕动、促进营养物质的吸收。低脂果胶具有健胃、解除铅中毒的功效，果胶还是一种天然的多功能性食品添加剂[4]。
果胶在医药、食品及冶金等领域被广泛的应用。果胶用于化妆品，有一定的美容养颜、防止紫外线辐射和护肤作用，果胶还可以作为一种施胶剂应用于造纸和纺织业。
研究发现，从苹果皮中提取的苹果果胶，具有特殊的保健作用和药用价值，可预防过敏症，还可明显的抑制致癌氧自由基。血管硬化病人每天坚持吃300g苹果，可以使体内的胆固醇含量大大下降，血管硬化症状得到好转，还可以调节血糖，预防血糖骤升骤降的情况发生，糖尿病人可在两餐中间食用。
果胶还可以防止有毒离子中毒，特别是防止铅中毒，在研究果胶对小鼠体内铅的移除的影响时，结果表明果胶对降低体内的铅的含量有明显的疗效。果胶有很多重要的生理功能，在汪多仁的研究中表明[5]，果胶可以通过静脉注射的方法缩短流血的凝结时间，达到控制血液流出的效果，果胶还可以与其他胶结合来治疗婴幼儿腹泻疾病。
剑麻渣中提取出来的剑麻果胶属于低脂果胶[6]，研究表明它有降低胆固醇、抗菌等作用。果胶制成的药用胶囊具有良好的增效性，制成的果胶铋是胃病的良药。在肠道中，果胶通过限制肠道酶而影响对食物的吸收，同时果胶具有一定的吸水能力，使人具有饱腹感，降低食品的消耗率。果胶的药用价值是非常值得开发和利用的。
2 从废弃物中提取果胶的工艺研究
2.1 酸提取沉淀法
酸提取沉淀法是工业上传统的提取方法，可以用硫酸、盐酸、磷酸等，为了提高果胶的产率和色泽，也可用混合酸、亚硫酸。果胶可分为水溶性和非水溶性两种，而非水溶性果胶可在酸、碱、盐等化学试剂下转化为水溶性果胶。酸提取沉淀法是在用酸提取得到的果胶溶液中加入多价金属盐离子（盐析）或者乙醇（醇沉淀）从而得到果胶。
醇沉淀是最早的工业化方法，其原理是用果胶不溶于醇类溶剂的特点，在果胶水溶液中加入大量的醇溶液形成醇-水混和物，使果胶沉淀出来。储君等[7]采用乙醇沉淀法提取柚皮果胶，结果表明，果胶的沉淀得率为98.55%。乙醇沉淀法得出果胶灰分较少，质量高，胶凝度高。但乙醇用量大和耗费高，若再生产过程中回收乙醇，将会大大减少成本。
在盐析中，果胶的提取率与其质量和盐离子的用量有着很大的关系。刘月英等[8]研究表明：用3～6mL的饱和硫酸铝时，果胶的提取率迅速上升，当超过6mL时，果胶的提取率增长缓慢。用量过少会使果胶沉淀不完全，用量过多会造成资源浪费并且会对脱盐部分造成影响。盐析的生产成本低，但生产出的果胶中杂质较多，产品的质量不高。
目前，为了提高果胶产品的色泽和质量，用混合酸来提取果胶是酸提取沉淀法的一个技术上的突破。如费建明等[9]在提取桑枝皮中的果胶研究中得出：提取时间120min，提取液以pH2.0的盐酸为主，辅以少量磷酸时，提取率为7%。
酸提取沉淀法的生产成本低，用乙醇沉淀时，虽然得出的果胶质量高，但乙醇用量大、耗费高，因此在生产过程中如果能回收乙醇，将会节省大量资源；盐析时，盐离子的种类和用量对果胶的质量和提取率都有很重要的影响，在研究过程中应注意这两个问题。在传统的酸提取法过程中，果胶容易发生部分水解，降低了果胶的相对分子质量，并且果胶的质量和产率也受到了严重的影响。所以用混合酸提取果胶将会成为今后研究的重点。
2.2 微波提取法
微波提取法即微波辅助提取[10]。微波具有很强的热效应和化学效应，可加速有效化合物的快速溶出。用微波辅助法提取果胶可以缩短时间、提高产率、并且降低溶剂量的使用。如李勇慧等[11]采用微波法提取柚子皮中的果胶，最佳条件为：微波加热7min，料液比为1：15（g/mL），盐酸浓度为0.1mol/L。岳贤田[12]在用微波法提取苹果皮中的果胶时，最佳工艺条件：pH1.8，料液比1：20，微波辐射功率为600W，辐射时间4min，乙醇浓度为60%，提取率达到了12.9%。
与常规的水浴加热法相比，微波法不仅可以提高果胶产率和质量，还可以保护环境、降低生产成本。微波法的操作过程容易控制，劳动强度小，耗能低。与传统的酸提取法比较，提取时间由1～2小时缩短为几分钟；目标组果酸产率高，溶剂用量小。因此微波法是一种可行性很高的方法。在研究过程中，微波时间和功率[13]对果胶提取率的影响较大，如果时间太长或功率太高，会破坏所提取的物质，时间过短或功率过低导致有效成分不能完全溶出。所以在微波过程中要设置合理的时间和功率。另外，由于微波过程温度升温过快，如何掌控好温度是今后研究的一个重点。
2.3 超声波法
超声波法又称超声波辅助提取法。超声波是一种机械波，超声波频率一般在20kHz以上，在水中传播可以产生巨大能量的激发和突发。超声波法提取天然产物的成分是根据超声波产生的空化、粉碎、振动、搅拌等综合效应[14]而产生的。超声波通过破坏细胞壁，增加溶剂的穿透率，从而提高提取率和缩短时间，使细胞内的有效成分更高效、更快速的溶出进入溶剂中，然后再将提取液用适当的方法分离、精制、纯化，最后得到所需产物。
利用超声波法提取果胶能大大缩短提取时间、降低成本、节约资源。另外，超声波法不受成分极性、分子量大小的限制，适用于绝大部分有效成分的提取。如王芳等[15]研究表明，超声波法提取西柚皮中果胶的最佳工艺：料液比1：20、pH2.5、提取温度为65℃、超声功率150W、超声时间为30min、果胶得率为18.21%。而酸提取法的最佳工艺：料液比为1：20（g/mL）、提取温度60℃、提取时间1.5h、pH2.0、果胶得率15.84%。很明显可以看出，超声波法提取果胶可以缩短时间、提高产率。
超声波法与传统的提取方法相比较具有提取物杂质少、温度低、有效成分易于分离、纯化等优点，综合效益显著，是一种辅助传统浸取，实现高效、节能的新技术。超声波提取出的果胶色泽浅、灰度低、粘度高、安全无毒，而且过程无需加热。但由于超声波的种类和指标各不相同，所以不同超声波处理设备对提取果胶的功率也不尽相同。超声功率过强，其空化作用就越强，这会导致溶出的果胶分解，致使产率降低。比如用超声波在马铃薯渣中提取果胶时[16]，功率较低时提取率最高，而功率过高时，提取率会下降。所以在试验过程中应注意提取功率的控制。
2.4 酶提取法
由于果胶分子与钙镁及铁离子结合，纤维素和半纤维素等细胞壁多糖与果胶分子结合形成共价键，使果胶以原果胶的形式存在。原果胶酶可以催化原果胶水解的一类酶，具有释放高度聚合果胶的能力。酶提取法[5]利用的就是原果胶酶催化原果胶水解成果胶的性质。目前，已从细菌、霉菌、酵母中筛选出产酶菌株。
酶提取法生产出的果胶具有分子质量较大，果胶提取完全，质量稳定的优点。在提取过程中的需要的温度较低，而且产品容易分离。如张娜等[17]采用纤维素酶法提取柿皮果胶，可极大的提高果胶产率。
酶提取法提取果胶时，果皮不易破碎、过程简便，并且产量高，避免了传统工业中生产果胶量不足的问题。但由于酶具有专一性，所以不同的原料需用不同的酶类，给试验带来难度。另外，酶活性受温度的影响较大，在试验中应该控制好温度，以尽可能的提高果胶产率。由于酶制剂的成本高，并且试验过程中需要的时间长，这在一定程度上阻碍了它的发展。如何找到合适、成本低的酶制剂、将酶提取法和其他法相结合来来提取果胶，已成为现在的研究重点。
3 展望
天然果胶是一种安全无毒的新型产品，从废弃物中提取果胶成本低且能有效的利用废弃资源，提高社会效益和经济效益。随着可持续发展观念的深入普及，人们的环保和绿色观念逐渐提升，从废弃物中提取果胶将是今后生产果胶的一条新途径。酶提取法、微波提取法、超声波法是目前应用最广泛的方法。这三种方法都具有各自独特的优点，比如，酶法的产量高，微波法能缩短时间，超声波法的产物易分离，但也有各自的不足。因此，在对不同的原料时应用合适的方法，以使果胶产率最高，从而获得更高的经济效益。
参考文献
[1] 李敏，李拖平，赵中胜等.食品添加剂果胶的研究进展[J].农产品加工，2010，208（5）：61-63.
[2] 孙悦，任铁强.菠萝皮提取天然果胶的优化条件研究[J].北方园艺，2012，（21）：22-24.
[3] 赵中胜，郭科，苏艳玲.果胶研究新进展[J].中国食品学报.2010，10（1）：167-174.
[4] 潘虹. 从不同原料中提取果胶工艺的研究综述[J].安徽农学通报，2009，15（3）：73-75.
[5] 汪多仁.果胶的开发与应用进展[J].饮料工业，2011，14（11）：8-12.
[6] 陈芳艳，王林川，杨艳等.剑麻渣果胶提取工艺的研究[J].华南农业大学学报，2012，33（1）：77-81.
[7] 储君，王海鸥.乙醇沉淀法提取柚皮果胶研究进展[J].安徽农业科学，2008，36（18）：26-28.
[8] 刘月英，李桂琴，刘焕云等.山楂残次果果胶提取工艺的优化[J].食品与机械，2012，28（1）：238-242.
[9] 费建明，占鹏飞，施国方等.桑枝皮果胶提取的试验研究[J].蚕桑通报，2010，41（3）：29-33.
[10] 陈熠，熊远福，文祝友等.果胶提取技术研究进展[J].中国食品添加剂，2009，（03）：80-85.
[11] 李勇慧，于向利.微波法提取柚子皮中果胶的工艺研究[J].广东农业科学，2011（3）：84-86.
[12] 岳贤田.微波辅助提取苹果皮中果胶的研究[J].食品工业，2010（6）：38-39.
[13] 杨明，刘晓辉，何培仪等.微波法提取番木瓜皮果胶工艺研究[J].农产品加工，2012，289（8）：73-75.
[14] 廖维良，赵美顺，杨红.超声波辅助提取技术研究[J].广东药学院学报，2012，28（3）：47-50.
[15] 王芳，淡小艳，任丹亚等.西柚果皮中果胶的提取工艺优化[J].广东农业科学，2012（18）：108-110.
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【关键词】变频技术；技术应用；谐波治理
伴随科技的不断发展，变频技术逐渐得到广泛应用，尤其是在节能、高效等方面，借助变频技术可获取极大的综合效益，同时这也是与人们日常生活息息相关的。然而，变频技术的实际应用还会产生一些问题，比如谐波危害、功率因数降低等，对其发展造成重大障碍，不利于真实作用的发挥。因此在实际情况中，有必要进行深入的研究，掌握有效谐波治理方法。现针对变频技术的实际应用及谐波治理措施作如下分析。
1变频技术应用
1.1节能
合理运用变频调速，可有效提升电机转速控制准确度，确保电机处在最佳的运行状态。例如风机水泵，根据流体力学的基本原理，轴功率和转速立方成正比关系。如果所需风量持续降低，风机的转速会有所降低，其实际功率会按照转速立方进行下降。因此，变频技术的节能效果是十分突出的。与之相似，很多负载电机都是按照最大的需求量来进行生产的，所以会存在很大的设计裕量。但是在实际情况中，轻载运行消耗的时间占比较大。若在此时运用变频调速，能极大提升工作实际效率。因此，该技术具有巨大的节能前景。
1.2工艺控制
从变频调速角度讲，其具备调速广度大、精确度高、动态响应良好等优势，在很多需要进行准确控制的情况中，变频器发挥着十分重要的作用，尤其是确保工艺质量与提升生产效率等方面。例如纺织行业，我国具有世界顶级强度的纺织品生产水平，市场遍布全球，产业规模十分宏大。在纺织业中，变频器应用极为广泛。纺织业必要机械设备当中，利用变频器的包括：螺杆挤出机、后加工机以及纺丝机等。这些机械设备虽然用途不同，但都需要对速度进行准确的控制。在实际情况中运用变频器可大幅提升产品的加工质量，减低人员的工作强度，从而提升整个产业的生产效率。
1.3变频家电
变频技术的应用及谐波治理文/李继承针对变频技术，从节能、工艺控制以及变频家电三方面对技术应用进行分析介绍，并在此基础上，提出一种全新的谐波治理方法，进而为变频技术的快速发展奠定良好基础。摘要对于我国绝大多数普通家庭，节能、提升家电应用性能、环保逐渐成为人们关注的焦点，在这种局势之下，变频技术正不断向家电领域发展。变频技术在降低能源消耗、缩减电压冲击、减小噪音、提升控制水平等层面均有着极大的优势与作用。例如变频微波炉，它将变压器换成变频器，借助相应的变频电路，将常规电源频率转换成高频率，通过这样的方式获取多样的输出功率，有效解决无法均匀加热的难题，进而真正实现了火力均匀调控。另外，与普通微波炉相比，全新的变频微波炉还具备体积较小、噪音低、节能效果突出等优势。就目前而言，我国为主要家电供应大国，尽管如此，但运用变频器的频率很低，与日本等发达国家相比，还存在较大的差距。统计得知，我国变频家电数量逐年增长，但市场份额并无太大变化，因此，新型变频家电仍具有巨大的发展潜能。
2变频器谐波治理
2.1谐波的产生
变频器电路主要由交流—直流—交流构成，外部输入工频电源，通过三相桥路不可控整流，形成直流电压信号，再经过滤波电容逆变，形成交流信号。电路的整流回路当中设置大电容，输入电流对应的波形是矩形波，其按照傅立叶级数被分解成谐波与基波，其中谐波的产生会对供电系统造成影响与干扰，所以在轻载运行过程中网侧电流会变成双尖峰脉冲，电流存在很大的畸变，进而对电网造成不同程度的谐波污染。对于主电路当中的逆变回路，其电流信号会受到载波的影响变成脉冲波形，针对功率相对较大的元件，其载波频率大多保持在2-3kHz范围内，但逆变元件的频率会大幅上身，可以达到15kHz左右。除此之外，高次谐波电流的存在会形成空间辐射，对周边的电气设备造成干扰与影响。
2.2谐波危害
2.2.1对电网造成危害谐波的产生会对电网元件造附加损耗，降低供电品质，影响设备运行。如果大量谐波经过中性线，还会引起串联谐振等问题，进一步放大谐波，使线路温度大幅上升，存在发生火灾的危险。2.2.2对电动机造成危害低次谐波会放大铜损，高次谐波会放大铁损，导致电动机温度快速升高；增加电动机的噪声；形成附加脉动转矩；无功分量持续变大；高频漏电流不断增大；谐波电压会对电动机绝缘元件寿命造成影响。
2.3谐波治理
对于变频器的整流电路而言，其输入侧会产生不同成都的电流畸变与电压畸变，若对功率因数校正进行增加，则会为电网带来很大的实际效益。伴随电力电子器件的不断发展，用于功率因数校正操作的控制器快速流入市场，所以，APFC（ActivePowerFactorCorrection，有源功率因数校正）经济成本大幅降低，稳定性有效提高。APFC的基本思路为：对完成整流的电流进行控制，使其与通过整流的电压波形保持一致，进而防止电流脉冲的产生，实现功率因数有效改善的目标。如今，基于单相电路的APFC已十分成熟，而三相APFC还有待提升，相关研究人员正积极加大这一方面的研究。针对单相APFC电路，其主电路为全波整流装置，作用在于完成直流和交流的变换，电压波形不会因为变换而失真；滤波电容以前设有变换器，作用在于DC/DC的变换。APFC基本原理为：完成电压输出以后，产生的误差信号通过相应的放大器送至乘法器，和整流电压进行相乘，产生基准电流信号，在与反馈信号共同组成一个电流环，实现PWM信号输出。在实际情况中，基准电流信号会受到许多控制作用，所以，如果它和实际电流完全相同，则可保证输出电压稳定，还能使输入电流变成正弦波，同时和电网电压用相，进而获得最佳功率因数。
3结束语
总而言之，变频技术具有节能效果显著、速度控制精准等优势，是当前电力电子技术快速发展的重要产物，在纺织业、家电等领域有着广泛的应用。但其存在的谐波问题对其发展造成一定阻碍，在实际工作中可采用APFC等技术进行有效治理，从而实现应用效益最大化的目标。
参考文献
[1]曾繁玲.变频技术的应用及谐波治理[J].电气开关,2015,10(05):31-34.
[2]吴金钟,赵玉芹,苏震.具有谐波治理功能的TSC就地动态无功功率补偿在冶金企业应用技术的研究[J].电气传动,2012,5(02):54-56.
