硫氰酸鹽吸光光度法與XRF光譜分析法鉬礦石品位檢測的對比分析

摘 要:本文根據河南省三道莊鉬礦實際情況，通過對硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位進行介紹和美國熱電公司(Thermo Fisher)生產的Quant’X型XRF熒光能譜儀為例對XRF光譜法檢測鉬元素品位進行介紹，根據生產實例加以比較分析，為礦山生產化驗提供快速、可靠的技術依據。

關鍵詞:硫氰酸鹽吸光光度法 XRF光譜分析法 鉬礦石品位檢測 對比分析

中圖分類號:TD85文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0017-01三道莊鉬礦即洛鉬集團礦山公司，30000t/日生產規模，是我國目前生產規模最大的鉬礦露天開采企業之一。每年樣品數量達36000余個，礦石種類繁多，造成礦山化驗工作量大，加之準確度要求高，工作方法優劣直接決定了礦石品位檢測結果的準確性和快捷性。

1 硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位工作原理與工作方法

1.1 硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位工作原理

試樣經過氧化鈉Na2O2灼燒分解，沉淀雜質，過濾，在10%的硫酸溶液環境中，鉬(Ⅵ)被硫脲還原為鉬(Ⅴ)，與硫氰酸根絡合生成琥珀色的鉬酞硫氰酸，以此有色絡合物在460nm處于分光光度計進行比色，定量分析鉬元素品位值。

1.2 硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位工作方法

1.2.1 試劑

過氧化鈉Na2O2;1:1硫酸H2SO4;CuSO4溶液:0.5g CuSO4溶于1000ml1:1硫酸溶液;

80%硫脲溶液;30%硫氰酸鉀KCNS;酚酞;2%乙醇溶液;

鉬標準液:0.1500gMoO3三氧化鉬(光譜純)與250ml燒杯中，加5ml150g/L氫氧化鈉溶液溶解，移入1000ml容量瓶中，以水定容，轉入塑料瓶中保存。移取此液10ml于100ml容量瓶中，以水定容。此標液含鉬10μg/ml。(1g=106μg)

1.2.2 分析步驟

(1)稱0.2g原礦樣(尾礦0.5g)，與預先放好2～4gNa2O2(試樣量的6～8倍)的鐵坩堝中，覆蓋一層Na2O2后放入700～750℃馬弗爐中約3～5min溶解完全，取出稍冷，放在水中浸濕，去外層鐵皮，放入預先盛有100ml2%乙醇溶液的300ml燒杯中浸取。

(2)取出坩堝稍冷置，干過濾與100ml燒杯中，取10ml濾液于50ml容量瓶中，加1～2滴酚酞，用1:1硫酸中和至紅色剛消失，加入10ml CuSO4溶液，搖勻冷卻至室溫，約15min。

(3)加入9ml硫脲溶液，搖勻，還原10min，加硫氰酸鉀KCNS溶液3ml，以水定容，搖勻，靜置20～30min，于分光光度計460nm處比色。

1.2.3 工作曲線繪制

移取0ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml鉬標準溶液于一組容量瓶中，同分析步驟進行分析。以0ml標夜為參比，460nm處測各吸光度。以鉬的質量為橫坐標，以吸光度為縱坐標，繪制工作曲線。

1.2.4 計算公式

Mo%=×100%==×K固定

式中m:由工作曲線計算得出的鉬的質量，μg;

A:測定所得吸光度值;

G:稱樣質量，g;

V1:抽取的試液體積，ml;

V:總體積，ml。

3 XRF光譜法檢測鉬元素品位工作原理與工作方法

3.1 Quant’X型XRF熒光能譜儀工作原理

X射線熒光法的基本原理是當被測樣品中元素的原子受到外界X射線照射時，元素的原子將發射特征X射線。特征X射線的強度與被測樣品中元素的含量成比例。以探測器記錄特征X射線的強度，并把它轉化成電信號，根據信號強弱大小即可對被測元素做出定量分析。

分析元素范圍Na-Ｕ，分析元素的濃度范圍ppm—100%，整機穩定性連續8小時測量。全自動校準，自動監測，自動報警系統，完全計算機控制，具有無標樣分析測厚技術，方便快捷的運輸和移動，高性能，操作簡便WinTrace軟件。

3.2 Quant’X型XRF熒光能譜儀工作方法

3.2.1 工作條件

Quant’X型熒光能譜儀一臺;控制計算機及Wintrace軟件一套;工作電壓220V;礦石樣品為干燥均勻粉末且大于等于180目;樣杯為直徑32mm熟膠環;防靜電塑料薄膜。

3.2.2 工作曲線的制作

預熱儀器，以已知標準樣品為測試樣品，取10g左右裝入樣杯中以防靜電膜上下密封，放入熒光儀置樣室中，測量X 射線的強度，與標樣濃度建立線性工作曲線。

3.2.3 標準樣品標定

以檢測所得的樣品濃度與標樣進行誤差對比，對儀器進行X射線強度校正，最大限度的減小基體效應和實驗室儀器誤差、方法誤差。

3.2.4 工作曲線建立方法

以所得校正后標準工作曲線，在Wintrace軟件中建立分析方法程序，作為檢測未知樣品的計算依據。

3.2.5 檢測與記錄

將未知樣制樣后放入儀器置樣室，運行Wintrace軟件中的方法程序，輸入樣品的編號，運行，即開始檢測。記錄結果。

4 硫氰酸鹽吸光光度法與XRF光譜分析法的比較

本文通過生產過程中一組已知含量的標準鉬礦石樣品為例，利用兩種方法進行測量。

4.1 準確性對比

通過數據分析XRF檢測結果平均誤差為0.874%，吸光光度法檢測結果平均誤差為1.24%。

XRF檢測誤差來源主要為基體效應、XRF儀器誤差、方法誤差;吸光光度法主要為天平取樣誤差、人員操作誤差、分光光度計誤差、方法誤差幾個方面。

4.2 工作效率方面

每個樣品XRF檢測時間平均為10分鐘，而吸光光度法檢測需要50分鐘;XRF檢測時工作人員1人，吸光光度法檢測時一般需要2人以上。

4.3 安全與環保方面

XRF檢測方法對樣品不破壞，安全，環保，對人體傷害小;吸光光度法檢測容易破壞樣品狀態，人員需接觸高溫熱源和大量酸堿溶劑藥劑，潛藏著諸如爆炸、著火、中毒、灼傷、割傷、觸電等事故的危險性，影響員工職業健康安全并存在生產安全隱患。

4.4 成本對比

XRF檢測設備一次性購入，前期投入較大，但使用壽命長，維護簡單，占地小，一般為15年左右;吸光光度法檢測設備需根據生產分批采購、儲存消耗藥劑，占地多，維護費用較大，平均成本高。

5 結語

通過對兩種檢測方法討論，可以看出XRF光譜檢測方法較之硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位方法，XRF具有無需對樣品進行特別的化學處理、快速、方便、測量成本低等明顯優勢，適合用于鉬礦石生產化驗作為過程控制和檢測使用，以準確快捷的指導礦山的生產。