浦仕樂 湯雪瑩

(云南濮耐昆鋼高溫材料有限公司技術(shù)中心)

1 前言

鎂砂是冶煉行業(yè)常用的耐火材料，常規(guī)分析包括Ca0，Mg0，Si02，Al203，F(xiàn)e203的分析，主要成分是Mg0，如何準確分析鎂砂中氧化鎂的含量是化驗室一項重要檢測指標，過去使用GB/T5069-2015 鎂鋁系耐火材料化學分析方法進行分析檢測[1]，試樣處理繁瑣，分析時間長，操作復雜，要求操作人員技術(shù)熟練。本文采用熔融法制樣X射線熒光光譜法對鎂砂進行檢測分析[2]，探討融樣過程影響鎂砂檢測分析結(jié)果的因素，提高鎂砂分析效率及結(jié)果準確率。

2 實驗部分

2.1 主要儀器及測量條件

布魯克S8Tiger熒光分析儀;自動熔樣機，CNBDRL-04;電子分析天平，d =0.1 mg;馬弗爐，KSY-6D-16，PKL-086;鉑金坩堝(Pt=95 %，Au=5 %);電熱恒溫鼓風干燥箱，DHG-9101-1SA，PKL-042。測量條件[3]見表1。

表1 儀器測量條件

2.2 試劑

(1) X射線熒光光譜專用熔劑(優(yōu)級純):四硼酸鋰與偏硼酸鋰(67:33) 的混合熔劑(洛陽超耐試驗設備有限公司)。(2) 脫模劑:LiBr(100 g/L)、NH4I(400 g/L)，NH4Br(200 g/L)。

2.3 標準樣品

鎂砂中氧化鎂含量多數(shù)大于90 %，工作曲線中應該多選用氧化鎂含量≧90 %的標準樣品，本方法選擇6 個標準物質(zhì)繪制工作曲線，選擇繪制工作曲線的標準物質(zhì)使用前，需放入馬弗爐中1 050 ℃灼燒2 h，使用的標準物質(zhì)在建立標準曲線時的質(zhì)量分數(shù)應該是經(jīng)過燒損校正過后的質(zhì)量分數(shù)[4]，所選標準物質(zhì)詳見表2。

表2 標準樣品含量

2.4 熔融玻璃片樣品制備[5]

稱取0.7000 g已在1 050 ℃馬弗爐中灼燒2h的試樣，置于預先盛有7.0000 g熔劑的鉑金坩堝中，加入5～8 滴脫模劑，放入自動熔樣機內(nèi)熔融，預熔時間120 s，熔樣時間600 s，倒模時間30 s，8 min 的升溫時間，約21 min 的熔樣時間，熔樣溫度為1 100 ℃，樣品取出后查看是否澄清透亮，符合要求則自然冷卻，貼好標簽，封存?zhèn)錂z。

3 結(jié)果討論

3.1 樣品與熔劑比的選擇對鎂砂氧化鎂分析結(jié)果的影響

混合熔劑的稱樣量與試樣稱樣量比例不同，分析結(jié)果不同，本實驗分別按5:1(6.000 g熔劑+1.2000 g試樣)，10:1(7.0000 g熔劑+0.7000 g試樣)，20:1(7.0000 g熔劑+0.3500 g試樣)，40:1(7.0000 g熔劑+0.1750 g試樣) 進行實驗，測量值-標準值=E，分析結(jié)果見表3。

表3 樣品與熔劑比的選擇對鎂砂氧化鎂分析結(jié)果的影響

同一試樣，其它條件不變，熔劑稱樣量與試樣稱樣量比不同，分析結(jié)果不同，當試樣較多，無法完全熔融，造成分析結(jié)果偏低;試樣稱樣量較少，代表性不好，且在脫模倒樣時候存在有部分試樣未脫模完全，導致試樣分析結(jié)果偏低，經(jīng)試驗，熔劑與試樣熔融的最佳比例為10:1，分析結(jié)果與標準值偏差最小。

3.2 脫模劑選擇對鎂砂氧化鎂分析結(jié)果的影響

試樣與混合溶劑按比例稱好后，選擇滴加不同的脫模劑(溴化銨、溴化鋰、碘化銨)，分析結(jié)果表4。

表4 脫模劑選擇對鎂砂氧化鎂分析結(jié)果的影響

同一試樣，其它條件不變，使用標準物質(zhì)進行試驗，6 個使用溴化銨脫模劑，6 個使用碘化銨脫模劑，6 個使用溴化鋰脫模劑，從以上分析結(jié)果可以看出氧化鎂分析結(jié)果偏差較大，使用溴化銨脫模劑和溴化鋰脫模劑的試樣測量分析結(jié)果偏低，影響氧化鎂分析結(jié)果，使用碘化銨脫模劑對氧化鎂分析結(jié)果影響較小。

3.3 碘化銨脫模劑加入量對氧化鎂分析結(jié)果的影響

試樣與混合溶劑按比例稱好后，選擇滴加碘化銨脫模劑，滴加的量對分析結(jié)果的影響，分析結(jié)果見表5。

表5 碘化銨脫模劑滴加用量對鎂砂氧化鎂分析結(jié)果的影響

碘化銨脫劑加入量，影響熔融玻璃片的制備及分析結(jié)果，脫模劑加少影響試樣脫模，造成試樣流動性不好，熔融不充分，倒模的時候殘留比較多，影響分析結(jié)果，導致分析結(jié)果偏低，過多的浪費試劑，增加成本，從分析可以看出，0.60 mL～1.00 mL比較合適。

3.4 稱樣前進行1 050 ℃灼燒與不灼燒對氧化鎂分析結(jié)果的影響

稱樣熔融玻璃片時，同一試樣，采用105 ℃烘干試樣原樣與1 050 ℃灼燒兩小時過后的試樣進行融樣，分析結(jié)果見表6。

表6 稱樣前進行1 050 ℃灼燒與不灼燒對氧化鎂分析結(jié)果的影響

從以上分析結(jié)果可以看出，試樣原樣與灼燒過后的試樣分析結(jié)果有差異，直接影響氧化鎂分析結(jié)果。

3.5 熔融溫度、搖擺時間對鎂砂分析結(jié)果的影響

鎂砂試樣在熔融過程中，熔融搖擺時間及溫度對鎂砂分析結(jié)果的影響，分析結(jié)果見表7。

表7 熔融溫度、搖擺時間對鎂砂分析結(jié)果的影響

以上分析結(jié)果可以看出，熔融時間6 min，8 min，10 min 及溫度1 050 ℃，1 100 ℃對鎂砂分析結(jié)果影響不大，均在允許誤差范圍內(nèi)，考慮節(jié)約時間及延長設備使用壽命，故采用熔融溫度1 050℃，熔融搖擺時間6 min 較為合適。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

(1) 熔劑與試樣的稱樣比例對分析結(jié)果有影響。

(2) 脫模劑的選擇對鎂砂氧化鎂分析結(jié)果有影響，使用溴化銨，溴化鋰脫模劑會導致氧化鎂分析結(jié)果偏低。

(3) 碘化銨加入量對分析結(jié)果有影響，碘化銨加入量少影響分析結(jié)果更突出。

(4) 稱樣前進行1 050 ℃灼燒與不灼燒對氧化鎂分析結(jié)果有影響，不灼燒直接分析可能會導致分析結(jié)果偏低。

(5) 選定的熔樣搖擺時間、溫度對氧化鎂分析結(jié)果影響不大，生產(chǎn)中選擇熔融溫度為1 050 ℃，熔融搖擺時間6 min 進行熔融鎂砂樣品。

4.2 建議

稱量試樣為灼燒過后的試樣進行熔融玻璃片，試樣與熔劑比例建議為1:10(鎂砂試樣0.7000 g，混合熔劑7.0000 g)，融樣前滴加0.6-1.0 mL碘化銨(400 g/L) 脫模劑，融樣搖擺時間為6 min，溫度為1 050 ℃.