基于X射線熒光光譜分析方法的鎢礦檢測研究

李希　趙昕　孫雯娟

摘 要：鎢在各種巖石中的分布相對均勻，但含量一般較低，本文通過運用X射線熒光光譜分析方法來檢測實驗樣品，結(jié)果表明鎢礦檢測運用X射線熒光光譜分析法能夠提高檢測準(zhǔn)確性、精密度高。

關(guān)鍵詞：X射線熒光光譜分析方法；鎢礦；檢測

一、X射線熒光光譜分析儀

X射線熒光光譜分析儀包括探測系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、激發(fā)系統(tǒng)和儀器控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。目前，已廣泛應(yīng)用于各種元素分析，X射線熒光光譜分析儀有波長色散型和能量色散型X射線熒光光譜分析儀，本文主要針對波長色散型X射線熒光光譜分析儀進行分析。

二、試驗方法

（一）樣品制備

本研究原始試樣來自于青海省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所及一些鎢產(chǎn)品生產(chǎn)廠家，各種原始試樣取樣均在標(biāo)準(zhǔn)的鎢精礦取樣方法約束下實現(xiàn)。但是，由于這些試樣粒徑大小差異明顯，十分不均勻，同時由于其在運輸及存儲過程中表面及內(nèi)部孔隙吸附空氣中水分。所以，在研究中，需要對試樣進行相應(yīng)處理，一是將大量試樣混合均勻并粉碎、縮分，使試樣大小均勻，并試樣平鋪放入110℃的烘箱中，烘烤0.5～2小時進行濕存水處理，以使其符合研究中對試樣的要求。

（二）制樣方法

根據(jù)測試樣中的組分以及生產(chǎn)與應(yīng)用中鎢精礦需提供含量的雜質(zhì)元素等，我們將對鎢精礦中的WO3及K、Fe、Pb、Mn、Si、Nb、Ca、Mg、Al、Mo、Cu、Zn、Sn等伴生元素含量進行檢測。研究中，將試樣制成溶液態(tài)，并使用薄樣技術(shù)制成基體效應(yīng)影響較小、工作曲線范圍廣泛的形態(tài)進行測試。

（三）主要試劑及儀器

研究中用到的試劑包括：L-酒石酸（C4H6O6）、硫酸銨（（NH4）2SO4）、過氧化鈉（Na2O2）、五氧化二鉭（Ta2O5）、三氧化鎢（WO3）、氯化鈉（NaCl）、乙醇（C2H6O）、磷酸（H3PO4）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸鉀（K2S2O7）、氫氧化鈉（NaOH）；實驗儀器包括：X射線熒光光譜分析儀、濾紙、微量移液器。

（四）制樣步驟

在一250mL燒杯中放入鎢試樣0.5g，并將lg的（NH4）2SO4加入進去混合均勻，再加水進行浸潤，按照1∶4的比例調(diào)和H3PO4和H2SO4的混合液，并將其加入到燒杯中，通過電爐進行低溫加熱，直至樣品成功分解。然后，將30mL的NaCl與NaOH混合液加入到燒杯中，再次加熱并過濾，之后將試樣放在容量瓶中。過濾完成后，對過濾殘渣進行灰化處理，并加入Na2O2混合均勻，在對其進行高溫熔融處理之后，再將其置于C2H6O溶液中浸取加熱，最后用100mL容量瓶對浸出液進行定容，經(jīng)定量移取后將溶液均勻滴在中速定量濾紙上，并用紅外燈進行烤干，以待測。

（五）測試方法與條件

研究中，運用的是Rh靶材X射線管，其電流與電壓分別為125mA和60KV，為有效消除Rh靶的特征譜線影響，選擇Al濾光片和Cu 濾光片減小散射背景，提高峰背比，具體的測量條件如表1所示：

表1 X射線熒光光譜儀測量條件

為能夠有效提升試樣元素的譜線分辨率與靈敏度，選擇P10氣體測試器作為探測氣體的流氣式正比計數(shù)器，與以NaI為閃爍晶體的閃爍計數(shù)器共同組成探測器。

三、結(jié)果分析

（一）基體效應(yīng)與校正

根據(jù)試樣制備制作標(biāo)準(zhǔn)濾紙片樣品，并對鎢元素的熒光計數(shù)率進行測量。結(jié)果顯示，在鎢含量不斷增加的條件下，熒光計數(shù)率也會相應(yīng)增加，盡管二者呈現(xiàn)出正比關(guān)系，但并非是線性比例，這就是基體效應(yīng)，還需進一步對基體效應(yīng)進行校正。

基體效應(yīng)校正分兩種，一種是數(shù)學(xué)校正法，一種是試驗校正法，本文在研究中選擇后者進行校正，即以試驗中獲取的標(biāo)準(zhǔn)曲線進行定量測定校正，該方法下應(yīng)用最多的就是內(nèi)標(biāo)法。因此，本研究中通過對試樣條件內(nèi)標(biāo)的方式，制作標(biāo)準(zhǔn)樣品校正偏差。

（二）精密度與準(zhǔn)確度

實驗的精密度與準(zhǔn)確度通常用標(biāo)準(zhǔn)偏差RMS、校準(zhǔn)曲線截距D、斜率E以及品質(zhì)系數(shù)K的值進行驗證。其公式為：RMS=K 。其中，C表示濃度，W表示權(quán)重因子，將鎢精礦用溶液-濾紙薄樣法加入內(nèi)標(biāo)制備6個濾紙片樣品分別對其中的鎢含量進行檢測，以獲得試樣的精密度。結(jié)果如表2所示：

表2 精密度實驗

接下來，應(yīng)用本方法對鎢精礦中鎢含量進行測試，并將測試結(jié)果與鎢精礦化學(xué)分析方法得到的結(jié)果作比較，以明確本方法的準(zhǔn)確度。結(jié)果如表3所示：

表3 準(zhǔn)確度實驗結(jié)果及比對（%）

實驗結(jié)果表明應(yīng)用X射線熒光光譜分析方法來檢測鎢礦，能夠得到精密度與準(zhǔn)確度都較佳的結(jié)果。

（三）檢出限

檢出限能夠?qū)υ匦盘査喈?dāng)?shù)淖畹蜐舛冗M行檢測，用S來表示靈敏度，用T表示測量時間，用Ib來表示背景測量強度，得到元素檢出限：LD= =3 。經(jīng)計算得到本研究中的鎢含量檢出限為78.25μg/g。

四、結(jié)論

本研究通過對X射線熒光光譜分析方法的分析，通過具體的實驗驗證了該方法在鎢礦檢測中能夠得到精密度、準(zhǔn)確度都較高的檢測結(jié)果。研究表明，X射線熒光光譜分析方法值得在各類型礦石的檢測中進行推廣。