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时间门控拉曼在线监测锂辉石热处理过程

锂与生活日用息息相关，从智能手机笔记本电脑等消费电子产品，到电动

车和风能太阳能等大型储能装置等应用的锂离子电池中就含有丰富的锂元素。

锂离子电池技术的普及导致了锂需求的强劲增长。

锂是从卤水和硬岩矿物中提取的。作为制取理的矿物原料主要是锂辉石含（

Li205.8%〜8.1%）锂云母含（Li203.2%〜6.45$）磷锂铝石含（Li207.1%〜

10.1%）透锂长石含（以202・9%~4.8%）及铁锂云母含（4201.1%~5%）,其中前

3个矿物最为重要。

锂辉石一般为天然单斜晶型a-锂辉石，在工业浸出技术中几乎是难熔的。

因此，锂辉石精矿必须在浸出阶段之前进行热处理，在加热过程中，天然单斜Q

-锂辉石转化为四方B-锂辉石。

如果使用的加热温度过低，则无法进行Q-日转换；如果加，时间太短，无

法在整个物料中充分传热，较粗颗粒的锂辉石不能完全反应；如果过热，不仅会

消耗大量能源，而且精矿可能部分熔融并凝聚，锂辉石会被硅酸盐熔体（玻璃）

完全或部分包裹或使锂在熔体中溶解形成不溶玻璃相。以上这些都会导致浸出阶

段锂回收率降低。

在线监测转化产物的矿物学和晶体结构，有助于控制煨烧过程，以确保高锂

辉石转化品位。

拉曼光谱用于越来越多的过程分析技术P（AT）应用。它能够对固体材料

粉末泥浆和液体进行无损和非接触测量，提供分子和成分信息包（括多态性信

息），可用于定性和定量测量。

但许多样品类型在可见波长范围内被激光照射时会产生光致发光例（如荧光

和磷光）。光致发光干扰是传统拉曼光谱的一个主要缺点，因为这种干扰发射会

干扰拉曼信号，使拉曼信息的解释更具挑战性，通常会降低定量测量的准确性。

拉曼散射几乎是瞬时的3（$）,而对于荧光而言，辐射衰减寿命通常为10-5000ps,

而对于磷光而言，辐射衰减寿命通常要长很多数量级。时间门控拉曼光谱仪采用

皮秒脉冲激光激发样品，时间门控技术控制检测器，使检测器仅在每个激发脉冲

后很短的时间内检测，确保在短的重复时间内收集相对较高的拉曼散射光，减少

光致发光干扰，也使环境光或热辐射等连续背景干扰显著降低。

Timegated®RamanConventionalRaman

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时间门控拉曼数据采集绿（线之间的区域）与拉曼散射和光致发光（例如荧光和磷光）发

射的寿命之间的时序关系示意图

为了验证锂辉石精矿在转化前后的矿物学和晶体结构，对拉曼监测进行了测

试。使用的试验材料为Syviij打vi精矿，测量设备为TimgatInstrumnts时间

门控拉曼光谱仪。校准曲线