隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，金屬回收行業(yè)在資源再利用和環(huán)境保護(hù)中的地位日益重要。在傳統(tǒng)回收流程中，金屬分類與成分分析往往依賴人工經(jīng)驗(yàn)或較為繁瑣的化學(xué)方法，不僅效率低下，還存在一定誤差。而近年來(lái)，一種被稱為L(zhǎng)IBS的高效分析技術(shù)正在逐步改變這一局面。LIBS，即激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)，因其快速、無(wú)損、原位檢測(cè)等特點(diǎn)，在金屬回收領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。

什么是LIBS技術(shù)？

LIBS是一種利用高能激光脈沖照射材料表面，在極短時(shí)間內(nèi)激發(fā)出等離子體，并通過(guò)對(duì)等離子體中發(fā)射的光譜進(jìn)行分析來(lái)獲取材料元素組成的技術(shù)。每種元素在被激發(fā)時(shí)都會(huì)釋放出特定波長(zhǎng)的光，通過(guò)光譜儀對(duì)這些光進(jìn)行捕捉和解讀，就可以判斷出材料中所含元素的種類及含量。

這一過(guò)程幾乎不需要任何前處理，檢測(cè)速度快，一次激發(fā)只需幾納秒到幾微秒即可完成，因此特別適用于對(duì)快速、動(dòng)態(tài)環(huán)境中樣品的實(shí)時(shí)分析。

LIBS在金屬回收行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1. 實(shí)現(xiàn)快速、高精度金屬識(shí)別

在金屬回收過(guò)程中，尤其是處理混合金屬材料時(shí)，快速準(zhǔn)確地識(shí)別不同種類的金屬是提升效率和降低成本的關(guān)鍵。傳統(tǒng)方法如X射線熒光分析(XRF)雖精度較高，但速度較慢，對(duì)輕元素識(shí)別能力也有限。而LIBS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁、鎂、鋰等輕元素的有效檢測(cè)，速度快、精度高，非常適合對(duì)多種金屬混合材料進(jìn)行在線快速分析與分揀。

2. 支持現(xiàn)場(chǎng)、無(wú)損檢測(cè)

LIBS系統(tǒng)一般體積小巧，支持便攜式或在線式設(shè)計(jì)，可以直接在回收現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，無(wú)需將樣品送入實(shí)驗(yàn)室，大幅縮短檢測(cè)周期。同時(shí)，LIBS為非接觸、微損檢測(cè)方式，不破壞樣品結(jié)構(gòu)，非常適合金屬原材料的初步分類與價(jià)值評(píng)估。

3. 兼容復(fù)雜、粗糙表面樣品

在實(shí)際金屬回收中，很多金屬表面可能存在氧化、涂層、污染物等，給分析工作帶來(lái)困難。LIBS具有自清洗效應(yīng)，即在激光脈沖打擊過(guò)程中會(huì)燒蝕掉表面雜質(zhì)，露出真實(shí)材料，從而保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。這一特性使得LIBS比其他光譜技術(shù)更適應(yīng)復(fù)雜、真實(shí)環(huán)境下的金屬檢測(cè)任務(wù)。

4. 提高自動(dòng)化分揀效率

隨著金屬回收行業(yè)向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，LIBS技術(shù)可以集成到機(jī)器人或自動(dòng)化流水線中，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料的自動(dòng)檢測(cè)與分揀。通過(guò)LIBS快速識(shí)別金屬類型后，控制機(jī)械臂對(duì)不同金屬進(jìn)行精準(zhǔn)分類，大幅提高回收效率并降低人工成本。這在處理廢舊汽車、電纜、家電等復(fù)雜金屬制品時(shí)尤為有效。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

廢舊金屬回收站：用于對(duì)混合金屬?gòu)U料進(jìn)行初步篩選，如區(qū)分不銹鋼、銅、鋁等類別，提高回收價(jià)值。

報(bào)廢汽車拆解行業(yè)：對(duì)車輛零部件中的金屬材料進(jìn)行快速識(shí)別，提升拆解效率和金屬回收純度。

電子垃圾處理：在回收廢舊電子產(chǎn)品中，對(duì)焊點(diǎn)、引腳、線路板等含金屬部分進(jìn)行成分分析，精準(zhǔn)提取貴金屬資源。

冶金與二次金屬加工企業(yè)：用于控制原料純度、驗(yàn)證成分合格性，從源頭保證產(chǎn)品質(zhì)量。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與工業(yè)制造的深度融合，LIBS技術(shù)也在不斷優(yōu)化。例如通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的金屬識(shí)別;結(jié)合高速運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，LIBS可實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的在線分析性能。此外，LIBS儀器的小型化、集成化趨勢(shì)也使其在中小型回收企業(yè)中更加易于部署和普及。

總體來(lái)看，LIBS激光光譜儀憑借其快速、高效、精準(zhǔn)、環(huán)保的技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)成為金屬回收行業(yè)中不可或缺的重要工具。未來(lái)，隨著檢測(cè)速度、數(shù)據(jù)處理能力以及識(shí)別算法的持續(xù)提升，LIBS在金屬回收乃至整個(gè)資源循環(huán)利用領(lǐng)域的作用將愈發(fā)突出。

審核編輯 黃宇