X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量

劉永星，周成洪，付 瓏

（廣東省云浮市質量計量監督檢測所， 廣東 云浮 527300）

分析測試

X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量

劉永星，周成洪，付 瓏

（廣東省云浮市質量計量監督檢測所， 廣東 云浮 527300）

確定了用X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的含量的最佳測定條件，該方法簡單、分析速度快，SiO2、Al2O3、CaO、MgO的相對標準偏差分別為0.22%、1.9%、5.3%、6.1%，結果穩定可靠。經大量試驗證明，采用此法測定，操作方便，準確度高，結果令人滿意。

X射線熒光光譜法；砂巖；二氧化硅；三氧化二鋁；氧化鈣；氧化鎂

砂巖由石英顆粒形成，結構穩定，通常呈淡褐色或紅色，主要含SiO2、Al2O3、CaO、MgO等組分。砂巖是源區巖石經風化、剝蝕、搬運在盆地中堆積形成，巖石由碎屑和填隙物兩部分構成，碎屑除石英、長石外還有白云母、重礦物、巖屑等，填隙物包括膠結物和碎屑雜基兩種組分。砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的測定目前國家尚無相應的檢測標準，采用X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量具有分析速度快、精密度高、重現性好、一次可給出多種組分信息等優點。作為一種實時、在線分析，X-射線熒光光譜法能夠準確及時給出檢測結果[1-4]；隨著計算機技術的發展，X-射線熒光光譜儀將會在工業生產、分析研究等領域的應用越來越廣泛[5]。

1 實驗部分

1.1 原理

試樣用無水四硼酸鋰和偏硼酸鋰的混合熔劑熔融，以硝酸銨為氧化劑，加入少量溴化鋰和碘化銨作脫模劑，放入高頻熔樣機中1 050 ℃溫度下熔樣10 min，冷卻后制成玻璃樣片，用X射線熒光光譜儀進行測定，根據熒光強度計算成分含量。

1.2 儀器與試劑

X射線熒光光譜儀：帕納科PW4400/40;

高頻熔樣機：GHB-K1高頻熔樣機;

鉑金坩堝：95%Pt+5%Au;

混合熔劑：2份Li2B4O（7AR）+1份LiBO（2AR）,在700 ℃灼燒2 h;

氧化劑：不含待測元素的硝酸銨（AR）;

脫模劑：溴化鋰溶液（15 g/L）。

1.3 實驗方法

1.3.1 試樣的制備

將砂巖樣品磨細，全部過孔徑為125 μ m的試驗篩，于(105±5)℃鼓風烘箱中烘干2～4 h，取出置于干燥器中冷卻至室溫。

1.3.2 分析方法

稱取0.6 g試樣（精確至0.000 2 g）和6 g混合熔劑（精確至0.001 g）置于鉑金坩堝內，混合均勻，滴加10滴脫模劑，放入高頻熔樣機中，預設700 ℃氧化5 min，1 050 ℃下熔樣10 min，啟動熔樣機熔樣，形成32 mm大小的玻璃樣片，放置冷卻，則可成片。放入X-射線熒光光譜儀中測量分析元素的X射線強度。

1.3.3 儀器參數的選擇

X射線熒光光譜儀的工作條件選擇見表1。

1.3.4 儀器漂移校正

可通過監控樣測量校正儀器漂移。

1.3.5 標準曲線的制備

選擇砂巖國家一級標準物質作為校準樣品繪制標準曲線，每個元素都應有一個具有足夠的含量范圍又有一定梯度的標準系列。標準樣片的制備，按1.3.1及1.3.2步驟進行。

2 結果與分析

2.1 測量時間的影響

采用X射線熒光光譜法測試，儀器參數的選擇對樣品的準確測量有著重要的影響。要考慮砂巖中低含量元素（CaO、MgO）的穩定性，適當延長測量時間，可以改善測量的準確性。

2.2 測定結果的準確度試驗

按照上述實驗方法，對本方法的準確度進行試驗，測定結果見表2。從表2可以看出，3個樣品中SiO2、Al2O3、CaO、MgO最大測定誤差分別為：0.51%，0.27%，0.05%，0.04%。誤差均在國家標準允許范圍以內，具有較高的準確度。

表1 X射線熒光光譜儀的工作條件Table 1 Working conditions of X-ray fluorescence spectrometer

表2 準確度試驗結果Table 2 The accuracy of the determination result %

表3 精密度試驗結果Table 3 The precision of the determination result %

2.3 測定結果的精密度試驗

按照上述實驗方法，對本方法的精密度進行試驗，在重復性測定條件下一個樣品測定8次，測定結果見表3。由表3可知，SiO2、Al2O3、CaO、MgO的相對標準偏差分別為0.22%、1.9%、5.3%、6.1%，相對標準偏差較好。

3 結 論

實驗結果表明，X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量，結果準確、方法快捷、重復性好。可以用于實驗室日常檢測，值得大力推廣應用。

［1］YS/T 703-2009,X射線熒光光譜法測定石灰石中CaO、MgO、SiO2含量[S]．

［2］GB/T 6730.62-2005,鐵礦石鈣、硅、鎂、鈦、磷、錳、鋁和鋇含量的測定 波長色散X射線熒光光譜法[S]．

［3］ 高文紅，陳學琴，張桂華,等．X熒光玻璃熔片法分析鐵礦石[J]．理化檢驗—化學分冊，2002，387（2）：72-75．

［4］魏海玉，勤玲玲，陶蕊．X-射線熒光光譜法測定顆粒灰中二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂[J]．冶金分析，2006，26（6）：82-83．

［5］羅立強，詹秀春，李國會,等．X射線熒光光譜儀[M]．北京：化學工業出版社，2008：107．

Determination of Silicon Oxide,Alumina Oxide,Calcium Oxide,Magnesium Oxide Content in Sandstone by X-ray Fluorescence Spectrometer Method

LIU Yong-xing，ZHOU Cheng-hong，FU Long
（Yunfu Institute of Quality and Metrology Supervise Test, Guandong Yunfu 527300，China）

The optimum conditions for determining contents of silicon oxide，alumina oxide，calcium oxide and magnesium oxide in sandstone by X-ray fluorescence spectrometry were determined. The RSD was 0.22%, 1.9%, 5.3% and 6.1% for silicon oxide，alumina oxide，calcium oxide and magnesium oxide, respectively. This method is simple, rapid and precise, reliable and stable results can be gained.

X-ray fluorescence spectrometry methods; Sandstone; Silicon oxide; Alumina oxide; Calcium Oxide; Magnesium oxide

O 657.34

A

1671-0460（2012）06-0653-02

2012-02-14

劉永星（1973-），男，廣東云浮人，工程師，1996年畢業于廣東工業大學工業分析專業，研究方向：從事實驗室管理及化工產品質量檢驗檢測理論、方法的開發、設計、實踐、應用、推廣。E-m ail：gdyfzjs@163.com。