王巨鵬（河北涉縣崇利制鋼有限公司,河北 涉縣 056400）

基于鈷內(nèi)標(biāo)X射線熒光光譜分析法在鐵礦石分析中的應(yīng)用研究

王巨鵬
（河北涉縣崇利制鋼有限公司,河北 涉縣 056400）

摘 要：本文主要就鈷內(nèi)標(biāo)X射線光譜分析方法、工作曲線、標(biāo)樣制作、精密度和準(zhǔn)確度、鈷玻璃的熔融條件及特殊樣品處理方式進(jìn)行闡述，講述用鈷內(nèi)標(biāo)X射線方法分析鐵礦石主、次元素的優(yōu)點(diǎn)與注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：鈷內(nèi)標(biāo)X射線；熒光光譜分析；鐵礦石

隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的化學(xué)分析鐵礦石主、次成分的方法已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要。本文通過具體實(shí)驗(yàn)，對(duì)鈷內(nèi)標(biāo)X射線光譜分析法進(jìn)行闡述分析，講解在使用鈷內(nèi)標(biāo)法時(shí)的方法步驟和應(yīng)注意的事項(xiàng)，探討鈷內(nèi)標(biāo)X射線熒光光譜分析法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，并對(duì)一些特殊樣品的處理方法給出意見。

1 綜述

X射線熒光光譜分析有玻璃熔融片和粉末壓片兩種方法。粉末壓片法由于受到粒度效應(yīng)和礦物效益的影響，準(zhǔn)確性較差，一般應(yīng)用在生產(chǎn)樣的檢測(cè)上。而玻璃熔融片法消除了粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)，降低了基體效應(yīng)，獲得了較高的精度，適合分析不同類型的鐵礦石。鐵礦石構(gòu)成比較復(fù)雜，鐵成分含量過高且分布不均勻，致使在進(jìn)行成分分析時(shí)，熒光光譜法沒有化學(xué)分析法準(zhǔn)確，為了克服這個(gè)問題，我們提出了內(nèi)標(biāo)法。內(nèi)標(biāo)法是利用內(nèi)標(biāo)強(qiáng)度和分析線比或分析線與靶線相干散射線的強(qiáng)度比等數(shù)據(jù)，計(jì)算得出元素濃度、函數(shù)的濃度，以此來得到補(bǔ)償吸收增強(qiáng)效應(yīng)和儀器漂移的效果。

內(nèi)標(biāo)法X射線最常用的是X射線管靶線的康普頓散射線作為內(nèi)標(biāo)。鐵礦石復(fù)雜多樣性決定了礦石中各元素的含量常常也讓人難以預(yù)料。如今在使用玻璃片熔融法進(jìn)行鐵礦石X射線熒光光譜分析中，往往會(huì)出現(xiàn)異常偏離的現(xiàn)象。即使通過對(duì)熔融制片和校正工作曲線也不能完全消除這種影響，導(dǎo)致對(duì)礦石中鐵元素的測(cè)定不準(zhǔn)確。但是如果使用鈷內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)，得到結(jié)果的準(zhǔn)確性和質(zhì)量就會(huì)大為提升。本文通過具體實(shí)驗(yàn)，對(duì)鈷內(nèi)標(biāo)法分析鐵礦石主、次元素含量進(jìn)行闡述。

2 鈷內(nèi)標(biāo)法的試驗(yàn)過程

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）儀器，試驗(yàn)過程中用到的儀器有：島津MXF-2400型熒光光譜儀；熔樣機(jī)：TNRY-01A X射線光光譜分析專用全自動(dòng)熔樣機(jī)，洛陽特耐;分析天平：梅特勒托利多XS204電子天平；

（2）試劑：實(shí)驗(yàn)過程中用到的試劑有：熔劑：四硼酸鋰AR、碳酸鋰AR、無水四硼酸鋰-偏硼酸鋰混合溶劑Li2B4O7:LiBO2＝12:22；氧化劑：硝酸銨AR；內(nèi)標(biāo)：三氧化二鈷AR；脫模機(jī)：碘化銨AR；50%濃度。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

將10g無水四硼酸鋰-偏硼酸鋰混合溶劑和1g三氧化二鈷混合均勻，倒入鉑黃坩堝后加入10滴碘化銨溶液。完成后放入玻璃片熔樣機(jī)中，控制溫度在1050℃，加熱6min制成鈷玻璃片取出。玻璃片制成后放入干燥器冷卻至室溫，用上述方法制成7片玻璃片。最后用粉磨機(jī)進(jìn)行打磨，打磨充分后放入專業(yè)容器，干燥備用。

2.3 標(biāo)樣玻璃片制作

選取待檢的鐵礦石樣品20g，在干燥器皿中進(jìn)行干燥，干燥完畢后，將0.6g鐵礦石樣品、1g碳酸鋰、0.8g鈷玻璃粉和6g四硼酸鋰在容器中混合均勻。完成后倒入坩堝，加8滴溴化鋰溶液，最后在玻璃片熔融機(jī)中制成玻璃片。分別制成17個(gè)鐵元素含量不同的玻璃片樣品進(jìn)行X射線熒光強(qiáng)度測(cè)量。

2.4 加鈷內(nèi)標(biāo)建立分析曲線

建立鈷內(nèi)標(biāo)法分析曲線首先應(yīng)設(shè)置好分析條件，測(cè)定出標(biāo)準(zhǔn)鐵礦石玻璃樣品的熒光強(qiáng)度和鐵礦石中各元素含量的之間的關(guān)系曲線，通過數(shù)據(jù)分析，我們可以看出鈷內(nèi)標(biāo)法工作曲線具有很好的線性相關(guān)性?？梢?，使用鈷內(nèi)標(biāo)法建立的參考曲線可以很好的區(qū)分各元素的含量。

2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析

（1）精密度分析。使用同一個(gè)鐵礦石制作10個(gè)玻璃片，通過上述方法建立元素含量和熒光強(qiáng)度的關(guān)系曲線。通過相關(guān)曲線分析各元素的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)偏差，通過分析可知上述實(shí)驗(yàn)的精密度滿足要求。

（2）準(zhǔn)確性分析。為進(jìn)行準(zhǔn)確度分析，用同一種鐵礦石樣品，一個(gè)用化學(xué)方法對(duì)其中各元素含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，另一種用X射線熒光分析儀進(jìn)行元素的測(cè)定，然后分析結(jié)果。通過實(shí)際的試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)最大偏差值為0.32%＜0.4%（0.4%為標(biāo)準(zhǔn)偏差值），證明上述方法準(zhǔn)確可靠。

2.6 特殊樣品的處理方法

在實(shí)際試驗(yàn)中，可能會(huì)遇到一些極端情況，比如鐵礦石樣品中硫分比較高或含有碳、鐵等單質(zhì)成分。這樣進(jìn)行分析時(shí)試驗(yàn)結(jié)果有可能和實(shí)際相差很大。遇到這種樣品時(shí)，可以對(duì)樣品進(jìn)行前期處理，例如可以用氧化劑將礦石中的單質(zhì)氧化、也可以用高溫灼燒的辦法消除其中一些物質(zhì)的影響。

3 鈷內(nèi)標(biāo)法的應(yīng)用特點(diǎn)

使用康普頓散射線作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行X射線熒光光譜分析的方法。這種方法操作簡(jiǎn)單快捷，無需添加內(nèi)標(biāo)元素，便可直接進(jìn)行X熒光儀軟件設(shè)置。但是這種方法受熒光儀的影響較大，容易受到探測(cè)管、X光管、電路板的老化等因素的影響，造成結(jié)果的不準(zhǔn)確。通過鈷內(nèi)標(biāo)法可以有效的克服上述缺點(diǎn)。因?yàn)殁捄丸F兩種元素原子序數(shù)相近，所有具備比較相似的物理和化學(xué)性質(zhì)，再加上一般鐵礦石中，鈷元素的含量很少，所以使用鈷元素和鐵元素進(jìn)行X射線熒光光譜分析，可以有效的消除鐵及其他元素的影響。內(nèi)標(biāo)法是一種相對(duì)的校準(zhǔn)方法，在試驗(yàn)的過程中應(yīng)保證內(nèi)標(biāo)物質(zhì)在分析樣品中的含量一致。

4 結(jié)語

通過上述鈷內(nèi)標(biāo)X射線熒光光譜法的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鈷內(nèi)標(biāo)法可以有效的提高檢驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性。但是在具體的實(shí)踐過程中，我們還應(yīng)注意優(yōu)化鈷玻璃片的制備方法，建立鈷內(nèi)標(biāo)X射線熒光光譜分析程序等。通過規(guī)范化的操作步驟，有效的提高鐵礦石標(biāo)準(zhǔn)樣品和生產(chǎn)樣品分析的準(zhǔn)確性。為了解決X射線靶線不穩(wěn)定對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，在試驗(yàn)過程中增加了制備鈷玻璃粉及稱量工序，使玻璃片熔融過程耗時(shí)加大，給日常大批量分析鐵礦石樣品帶來時(shí)間和成本上的不利影響，在具體工作中可以根據(jù)實(shí)際需要合理選擇流程步驟。

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