研究X射線熒光光譜無標樣分析技術(shù)在出入境礦產(chǎn)品檢驗中的應(yīng)用

滕亞君(云南出入境檢驗檢疫局,云南昆明 650228)

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研究X射線熒光光譜無標樣分析技術(shù)在出入境礦產(chǎn)品檢驗中的應(yīng)用

滕亞君
(云南出入境檢驗檢疫局,云南昆明 650228)

【摘 要】近年來,國內(nèi)礦產(chǎn)品的檢驗工作出現(xiàn)嚴重問題,一些不良企業(yè)將廢棄礦產(chǎn)品以及有害礦產(chǎn)品申報進口,而傳統(tǒng)的檢測技術(shù)無法準確測定礦產(chǎn)品內(nèi)元素的含量,導(dǎo)致大量不合格的礦產(chǎn)品流入到我國境內(nèi)。無標樣技術(shù)是一項先進的檢測技術(shù),能夠大范圍檢測元素的濃度,且不會對檢測樣品造成破壞。本文對無標樣技術(shù)進行分析,并闡述無標樣技術(shù)的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】X射線 無標樣分析 熒光光譜 礦產(chǎn)品檢驗

無標樣技術(shù)是基于X射線光譜對礦產(chǎn)品進行檢測，并將康普頓線以及瑞麗線的測定強度及理論強度進行比較，判定檢測數(shù)據(jù)的準確性。本文對無標樣技術(shù)進行分析，包括無標樣技術(shù)的測定步驟、測定原理、校正方法、測定數(shù)據(jù)的判定依據(jù)以及測定影響因素等，并依照礦產(chǎn)品的實際檢驗過程進行模擬實驗，從而驗證無標樣技術(shù)的測定效果。

1 無標樣技術(shù)的測定步驟、測定原理以及校正方法

1.1 測定步驟以及測定原理

在無標樣技術(shù)的運用中，通常需進行以下步驟:第一，對樣品的特征譜線進行掃描，從而獲得凈強度值。通常有兩種測定方法能夠準確得出強度值，分別是掃描測定法以及定點測定法。在掃描測定法的運用中，對特征譜線進行特定范圍的掃描，能自動獲取譜線的背景以及峰位，從而得出凈強度值。通過掃描測定法能夠獲取背景的準確位置以及峰位的準確位置，但由于測定峰位以及背景位的時間較短，且信號在測定中會產(chǎn)生較大的波動，對檢出限要求較高；在定點測定法的運用中，能直接在譜線的背景位置以及峰位進行測定，并能在峰位以及背景位置進行長時間測定，從而使信號在測定中能夠保持穩(wěn)定。但由于譜線的實際位置和理論位置存在較大差異，需要將譜線的峰位以及背景位置重新進行定義。因此，在測定元素較多的樣品時，通常選用定點測定法。第二，對譜線進行校正。當譜線出現(xiàn)重疊現(xiàn)象時，需選定相應(yīng)的特征譜線對元素進行測定，再選定沒有發(fā)生重疊現(xiàn)象的譜線進行測定。在校正過程中，當兩條出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象時，往往無法直接獲得譜線的凈強度值，這就需要依靠其它譜線對重疊譜線進行校正。

1.2 光譜儀靈敏度的校正方法

在無標樣技術(shù)的運用中，需要對光譜儀的靈敏度進行校正。就靈敏度而言，硼、軸等元素的靈敏度參數(shù)是由光譜儀自身的特性所決定，而每臺光譜儀的靈敏度參數(shù)都是由制造商所設(shè)定。制造商在光譜儀出廠前，通常會在光譜儀中附帶多個參考樣品。當光譜儀處在不同測定條件下，就能利用參考樣品對光譜儀的靈敏度進行校正。例如，當光路以及樣品尺寸出現(xiàn)變化時，就可以參考樣品對光譜儀的靈敏度重新進行校正。

1.3 測定數(shù)據(jù)的判定依據(jù)

在無標樣技術(shù)的運用中，通常依照樣品元素的含量獲取康普頓線以及瑞麗線的強度，將實際測出的強度與理論強度相比較。如果兩者數(shù)據(jù)較為接近，就表明依靠無標樣技術(shù)所測定的結(jié)果較為準確；如果兩者數(shù)據(jù)相差較大，則表明基體重量出現(xiàn)偏差。對輕基體樣品而言，主要根據(jù)康普頓線的數(shù)值進行判定；對重基體樣品而言，主要根據(jù)瑞麗線的數(shù)值進行判定。

2 影響無標樣測定結(jié)果的主要因素

2.1 樣品的厚度

如果樣品中重元素的含量較少，在光譜儀的測定中，特征譜線極易穿透樣品。對此，在測定前需輸入樣品的相關(guān)參數(shù)，包括直徑以及質(zhì)量，并利用分析軟件粗略得出樣品的密度，再依照樣品密度、樣品質(zhì)量以及樣品直徑，獲取樣品的厚度，從而避免測定結(jié)果受到樣品厚度的影響。

2.2 支撐膜

在測定液體以及粉末等樣品時，需將測定樣品裝入至液體杯中。但由于杯中的支撐膜會將X射線信號進行吸收，給測定結(jié)果造成偏差。對此，在測定前需輸入支撐膜的相關(guān)參數(shù)，包括膜的密度、膜的質(zhì)量以及膜的化學(xué)成分等數(shù)據(jù)，從而避免測定結(jié)果受到支撐膜的影響。

2.3 樣品的形狀

如果樣品的表面較為粗糙以及尺寸較大，會造成X射線強度值出現(xiàn)偏低的現(xiàn)象。對此，通過分析軟件將測定數(shù)據(jù)進行歸化處理，并設(shè)定強度系數(shù)，根據(jù)歸化后的數(shù)據(jù)結(jié)果計算含量，從而避免測定結(jié)果受到樣品形狀的影響。

3 無標樣技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 高嶺土燒鎂量的測定

高嶺土是一種出口量較多的礦產(chǎn)品，由于高嶺土的外觀與燒鎂的外觀較為相似，需向海關(guān)提供一份通關(guān)單，并注明高嶺土中不含有燒鎂。通過無標樣技術(shù)，能夠準確的將高嶺土與燒鎂進行判定(見圖1)。

3.2 進口鐵礦有害元素的測定

通過無標樣技術(shù)，能夠準確測量出進口鐵礦中有害元素的含量

(見圖2)。

3.3 礦產(chǎn)品的預(yù)驗

通常來講，不同成分的礦產(chǎn)品所適用的測定方式也不同。例如，如果鋅的含量超過1%，就選用碘量法；如果鋅的含量處在0.02%至4%的范圍內(nèi)，就選用吸收光譜法；當鋅的含量處在0.02%至12%的范圍內(nèi)，就選用極譜法。通過無標樣技術(shù)，能預(yù)先粗略測出鋅的含量，在檢測過程中利用相應(yīng)手段將客觀因素進行排除，獲取準確的測定結(jié)果。

3.4 判斷礦產(chǎn)品是否具有使用價值

部分礦產(chǎn)企業(yè)為了解決原料的供應(yīng)問題，將一些廢物原料進行改造，并將這些廢物原料作為礦產(chǎn)品申報進口。通過無標樣技術(shù)，能夠快速鑒別出廢物原料。例如，對礦產(chǎn)品中元素的含量進行半定量檢測；對石化產(chǎn)品的元素含量進行測定。

4 結(jié)語

綜上所述，無標樣技術(shù)在礦產(chǎn)品檢驗工作中具有重要作用。通過無標樣技術(shù)，能夠準確測定出礦產(chǎn)品元素的濃度，并且不會對礦產(chǎn)品的組成成分進行破壞。在無標樣技術(shù)的運用中，通過掃描測定法以及定點測定法，能準確獲取譜線的背景位置以及峰位，運用相應(yīng)的矯正方法將重疊譜線進行校正，從而獲得礦產(chǎn)品的元素含量。總而言之，隨著無標樣技術(shù)不斷更新，在未來礦產(chǎn)品檢驗市場中必將發(fā)揮重要作用。

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作者簡介:滕亞君(1980—),女,云南宣威人,碩士研究生,云南出入境檢驗檢疫局,工程師。研究方向:金屬、化工、礦產(chǎn)品、輕工紡織品分析檢測。