波長色散型X熒光分析水解渣樣品中的銦

楊洪艷 劉茂利

摘要：水解渣樣品經過粉末壓片方法制備后，用荷蘭帕納科Axios—PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀分析水解渣中的銦含量，經過X射線熒光光譜儀分析的銦含量與原子吸收分光光度法分析的銦結果的絕對誤差在質檢中心考核的誤差范圍內，所以得出結論X射線熒光光譜儀分析水解渣含銦這種分析方法準確、快速，成本低，適合濕法煉鋅工藝系統中連續生產需要。

關鍵詞：X射線熒光光譜法；粉末壓片法；水解渣；銦

前言

水解渣含銦是浸出綜合回收的重要控制指標【1】，質檢中心能否提供準確快速的分析，對生產上提高生產指標有著重要的指導意義，所以建立X熒光儀分析水解渣含銦曲線至關重要，本文就建立水解渣含銦分析曲線的壓樣條件及熒光儀分析條件的選擇做具體的闡述。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及材料

1.1.1Axios PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀（荷蘭帕納科公司制造）Rh靶—X射線管激發源，SuperQ分析軟件）。

1.1.2BP-1型粉末壓片機（丹東北苑儀器設備有限公司）。

1.1.3硼酸（淄博永泰達化工有限公司）。

1.2壓樣條件的選擇

熒光分析的樣品很多，為了便于中控分析操作，壓樣的條件選擇與其他熒光分析曲線條件一致。

1.2.1試樣粒度：160目。

1.2.2壓片時間：14秒；壓片壓力：35MPa。

1.2.3樣品大小：用滿足Steel32分析樣杯的模具壓樣。

1.3收集準備建立標準曲線的樣品

要建立水解渣含銦標準曲線，首先要收集有代表性的標準樣品，然后確定水解渣標準樣品的銦含量。確定標準樣品銦含量的方法采用火焰原子吸收法【2】，原子吸收分析標準樣品的銦含量，用雙人單杯分析來保證標準樣品含銦量的準確性。用這個分析方法最終我們確定了20個水解渣標準樣品的銦結果.

1.4 用AxiosX射線熒光光譜儀分測定水解渣銦的條件選擇

1.4.1樣品激發參數選擇

樣品激發參數的選擇主要是，激發功率的選擇，分光晶體選擇，初級準直器選擇，濾光片選擇和探測器選擇。

1.4.1.1激發功率的選擇

輕元素低能光譜用低電位，大電流；重元素采用高電壓低電流激發，且必須遵循等功率變換原則（KV×mA=衡定功率）來保護和延長X熒光光管的壽命。因為銦的原子量是114.82，是重元素，所以選擇高電壓，低電流激發，激發條件是60KV，50mA。

1.4.1.2分光晶體選擇

我公司質檢中心的Axios PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀配有四塊分光晶體（LiF 220，LiF 200，Ge111，PE002，PX-1）， LiF （220）和LiF （200）都可以用來分析銦，再依據水解渣含銦量在50克/噸到3000克/噸之間，屬于低含量，所以選擇LiF （200）作為銦的分光晶體。

1.4.1.3 準直器選擇

我公司質檢中心的Axios PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀配有三種準直器（150μm， 300μm， 750μm），水解渣含銦量在50克/噸到3000克/噸之間，其質量又沒有鉛元素重，所以選擇300μm的準直器。

1.4.1.4 探測器選擇

實驗室使用的Axios X射線熒光光譜儀有流氣正比計數器、閃爍計數器。流氣正比計數器： 適用于輕元素和長波輻射的測量：0.08 - 12nm （0.1 - 15 kev ）；閃爍計數器： 適用于重元素和短波高能輻射的測量： 0.04- 0.15nm （8.0–30 kev）；

銦元素的KA線是24.136kev，所以選擇閃爍計數器。

1.4.2樣品激發參數選擇結果

根據銦元素的性質和水解渣含銦量，用Axios X射線熒光光譜儀測定水解渣含銦的條件見下表1：

2.水解渣銦標準曲線的建立及測定結果

2.1 水解渣銦標準曲線的建立

將準備的20個標準樣品的編號及結果加入到水解渣銦分析曲線的標準數據庫里，再將每個標準樣品用新建的水解渣銦熒光曲線掃描一遍，這樣一個初步的銦標準曲線就建好了。

2.2 水解渣銦標準曲線的校正和測定結果比對

2.2.1水解渣銦標準曲線的校正

水解渣標準曲線測定的準確度主要受到樣品基體效應的影響。基體效應可分為兩類：一類是吸收-增強效應：是基體的化學組成變化或基體對分析線的吸收或增強影響；第二類是物理狀態效應：樣品組分的顆粒度、均勻性，密度，結晶構造、表面狀態及價態變化對分析線強度的影響，物理狀態效應通過建立標準曲線來系統校正。

Axios X射線熒光光譜儀自帶的SuperQ軟件可以自動校正基體效益， 根據SuperQ軟件計算出，水解渣含銦不用選擇吸收增強效應校正項，其測定的結果更加準確。

2.2.2水解渣銦標準曲線測定結果與化學法分析結果比對

用建立的Axios X射線熒光光譜儀水解渣銦曲線分析銦結果和原子吸收法分析銦結果比對見表2：

從表2可以得出結論，分析水解渣銦含量采用熒光分析的結果與化學法分析的結果比對的絕對誤差符合質檢中心銦分析考核辦法（QED-8.2.4-化-08）的誤差要求，可以采用Axios X射線熒光光譜儀來分析水解渣的含銦量。用原子吸收分析水解渣銦含量報出結果（含制樣時間）需要48小時，而用熒光分析水解渣銦含量報出結果（含制樣時間）只需要4小時，采用熒光分析可以快速準確地指導生產。

3.0 實驗結論

在用Axios X射線熒光光譜儀分析水解渣銦的實驗過程中，積累了選擇激發條件和曲線校正的經驗；由于選擇的水解渣標準樣品具有生產代表性，所以建立的曲線分析范圍大，對生產控制水解渣含銦有指導意義。熒光分析水解含銦結果與化學法分析水解渣含銦結果的絕對誤差在質檢中心分析的誤差范圍內，得出結論可以用X熒光快速準確分析水解渣含銦。更加重要的是用X熒光儀分析銦，將分析時間由48小時報出結果縮短為4小時報出結果，快速而又準確地指導生產，發揮了公司購買X熒光儀的作用。

參考文獻：

[1]鉛鋅冶金學編委會：《鉛鋅冶金學》科學出版社，2004，8（5）349-350.

[2]北京礦冶研究總院測試研究所編委會：《有色冶金分析手冊》冶金工業出版社，2004，4.9.4 338-339.