LIBS光谱技术用于分析钾盐矿成分

• 作者: 刘浩森 杨再荣 麻仲恺
• 来源期刊: 化工技术与开发
• 学科: 化学
• 关键词: LIBS光谱 钾盐 小波变化 偏最小二乘
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 实验室与分析|Laboratory and Analysis
• 页码范围: 73-76,90
• 页数: 5页
• 分类号: O657.38
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-9905.2022.03.016

摘要

我国的钾盐供需紧张,长期依赖进口,因此,钾盐矿中钾元素的快速准确分析,对确定矿场的开采价值有着重要的意义.本文建立了基于激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术结合偏最小二乘(Partial least squares,PLS)的方法,用于钾盐矿成分的快速分析.采用LIBS光谱仪收集了30个钾盐样品的光谱,首先基于钾盐矿LIBS原始光谱构建了初始PLS模型,探究了3种光谱预处理方法(一阶导数、小波变换、归一化)对该模型预测性能的影响,重点研究了小波变换(Wavelet transform-Partial least squares,WT)中不同的小波基函数以及分解层数对模型性能的影响.为了降低其他元素的光谱数据对模型预测性能的干扰,构建了基于钾元素特征波段(404.41nm、766.48nm和769.89nm)的PLS校正模型.采用五折交叉验证法,对PLS模型、LIBS光谱的预处理方法及特征波段等进行优化.基于优化后的输入变量及模型参数,建立了钾盐矿的LIBS偏最小二乘模型.相比基于原始光谱的偏最小二乘模型,该模型的R2p从原始光谱的0.7856提升到0.9575,RMSEp从0.2176降低到0.1546,MRE从0.2530降低到0.1632.研究结果表明,基于LIBS技术结合偏最小二乘法,是一种可用于钾盐矿成分快速准确分析的方法,可为钾盐矿开采过程中钾元素的定量分析提供一种新思路和新方法.