基于鈷內標X射線熒光光譜分析法在鐵礦石分析中的應用研究

王巨鵬（河北涉縣崇利制鋼有限公司,河北 涉縣 056400）

基于鈷內標X射線熒光光譜分析法在鐵礦石分析中的應用研究

王巨鵬
（河北涉縣崇利制鋼有限公司,河北 涉縣 056400）

摘 要：本文主要就鈷內標X射線光譜分析方法、工作曲線、標樣制作、精密度和準確度、鈷玻璃的熔融條件及特殊樣品處理方式進行闡述，講述用鈷內標X射線方法分析鐵礦石主、次元素的優點與注意事項。

關鍵詞：鈷內標X射線；熒光光譜分析；鐵礦石

隨著科技的進步，傳統的化學分析鐵礦石主、次成分的方法已經不能滿足生產需要。本文通過具體實驗，對鈷內標X射線光譜分析法進行闡述分析，講解在使用鈷內標法時的方法步驟和應注意的事項，探討鈷內標X射線熒光光譜分析法對試驗結果的影響，并對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和礦物效益的影響，準確性較差，一般應用在生產樣的檢測上。而玻璃熔融片法消除了粒度效應和礦物效應，降低了基體效應，獲得了較高的精度，適合分析不同類型的鐵礦石。鐵礦石構成比較復雜，鐵成分含量過高且分布不均勻，致使在進行成分分析時，熒光光譜法沒有化學分析法準確，為了克服這個問題，我們提出了內標法。內標法是利用內標強度和分析線比或分析線與靶線相干散射線的強度比等數據，計算得出元素濃度、函數的濃度，以此來得到補償吸收增強效應和儀器漂移的效果。

內標法X射線最常用的是X射線管靶線的康普頓散射線作為內標。鐵礦石復雜多樣性決定了礦石中各元素的含量常常也讓人難以預料。如今在使用玻璃片熔融法進行鐵礦石X射線熒光光譜分析中，往往會出現異常偏離的現象。即使通過對熔融制片和校正工作曲線也不能完全消除這種影響，導致對礦石中鐵元素的測定不準確。但是如果使用鈷內標法進行試驗，得到結果的準確性和質量就會大為提升。本文通過具體實驗，對鈷內標法分析鐵礦石主、次元素含量進行闡述。

2 鈷內標法的試驗過程

2.1 試驗準備

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

（2）試劑：實驗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；內標：三氧化二鈷AR；脫模機：碘化銨AR；50%濃度。

2.2 實驗步驟

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。最后用粉磨機進行打磨，打磨充分后放入專業容器，干燥備用。

2.3 標樣玻璃片制作

選取待檢的鐵礦石樣品20g，在干燥器皿中進行干燥，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中制成玻璃片。分別制成17個鐵元素含量不同的玻璃片樣品進行X射線熒光強度測量。

2.4 加鈷內標建立分析曲線

建立鈷內標法分析曲線首先應設置好分析條件，測定出標準鐵礦石玻璃樣品的熒光強度和鐵礦石中各元素含量的之間的關系曲線，通過數據分析，我們可以看出鈷內標法工作曲線具有很好的線性相關性。可見，使用鈷內標法建立的參考曲線可以很好的區分各元素的含量。

2.5 試驗結果分析

（1）精密度分析。使用同一個鐵礦石制作10個玻璃片，通過上述方法建立元素含量和熒光強度的關系曲線。通過相關曲線分析各元素的平均值、標準偏差和相對偏差，通過分析可知上述實驗的精密度滿足要求。

（2）準確性分析。為進行準確度分析，用同一種鐵礦石樣品，一個用化學方法對其中各元素含量進行準確測定，另一種用X射線熒光分析儀進行元素的測定，然后分析結果。通過實際的試驗驗證，發現最大偏差值為0.32%＜0.4%（0.4%為標準偏差值），證明上述方法準確可靠。

2.6 特殊樣品的處理方法

在實際試驗中，可能會遇到一些極端情況，比如鐵礦石樣品中硫分比較高或含有碳、鐵等單質成分。這樣進行分析時試驗結果有可能和實際相差很大。遇到這種樣品時，可以對樣品進行前期處理，例如可以用氧化劑將礦石中的單質氧化、也可以用高溫灼燒的辦法消除其中一些物質的影響。

3 鈷內標法的應用特點

使用康普頓散射線作為內標進行X射線熒光光譜分析的方法。這種方法操作簡單快捷，無需添加內標元素，便可直接進行X熒光儀軟件設置。但是這種方法受熒光儀的影響較大，容易受到探測管、X光管、電路板的老化等因素的影響，造成結果的不準確。通過鈷內標法可以有效的克服上述缺點。因為鈷和鐵兩種元素原子序數相近，所有具備比較相似的物理和化學性質，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。內標法是一種相對的校準方法，在試驗的過程中應保證內標物質在分析樣品中的含量一致。

4 結語

通過上述鈷內標X射線熒光光譜法的試驗，發現鈷內標法可以有效的提高檢驗的效率和準確性。但是在具體的實踐過程中，我們還應注意優化鈷玻璃片的制備方法，建立鈷內標X射線熒光光譜分析程序等。通過規范化的操作步驟，有效的提高鐵礦石標準樣品和生產樣品分析的準確性。為了解決X射線靶線不穩定對試驗結果的影響，在試驗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加大，給日常大批量分析鐵礦石樣品帶來時間和成本上的不利影響，在具體工作中可以根據實際需要合理選擇流程步驟。

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