X射線熒光分析方法在礦產品檢測中的應用

馮晶

摘 要：在檢測本鋼選礦和外購礦產品的質量的過程中，通過對比傳統的化學分析方法以及X射線熒光分析方法，我們發現后者的優勢更大，其不僅便于操作，而且有極高的分析精度、極快的檢測速度，在生產投入中所取得的效果極其顯著。基于此，本文探討了X射線熒光分析方法在礦產品檢測中的應用，希望能夠給相關的研究者提供一定借鑒。

關鍵詞：X射線熒光分析方法；礦產品；檢測應用

中圖分類號：TG115 文獻標志碼：A

為了能夠使鋼鐵的生產需求得以滿足，不僅需通過自產的方式對鐵精礦進行生產，每年還需從外對大量地礦產品進行購買，包括菱鎂石和螢石、錳礦和鐵精礦等等。為了解決化學分析時間較長、過程控制滯后，不能滿足在線檢測要求等問題，使自動化的在線檢測水平提升，達到指導生產及時的目的，使外購礦產品和自產礦產品的質量符合相關標準，可對X射線熒光分析儀進行采購，并應用到X射線熒光分析方法來檢測外購礦產品以及選礦廠。

1 X射線熒光分析方法的基本原理

以X射線發生器或者放射性同位素源所放的X射線當作能源，同樣品元素互相作用，將原子內層電子激發出來，實現基態到激發態的躍遷。一旦該電子從激發態往基態返回時，就會將能量釋放出來，放出該元素固有的能量的X射線，稱之為特征X射線。特征X元素含量以及強度在特定條件之下呈現出正比關系，根據正比關系可展開定量分析。

在分析樣品的過程中，因樣品存在一定差異性，因此需要對基體效應校正進行考慮，若礦物由多種物質所組成，需分別地對標準曲線進行標定。此外，由于只在特定范圍內，特征X射線元素含量同強度存在著線性相關關系。所以若元素有較大的變化范圍，測定過程中可對分段方法進行采用，使儀器分析準確度以及精度有效提升。

2 在選礦生產當中運用小型熒光分析儀

在對單一重金屬元素進行測定時，可選用小型分析儀，而全鐵品味的測定可運用到鐵選廠，除了需檢驗尾礦和精礦以及原礦，還需化驗10個過程的產品，品味從3%～70%，有較寬的范圍，為了使儀器分析的精確度得以提高，按照含量，可對半成品尾礦和半成品精礦、零次尾礦和零次精礦以及原礦等5條標準曲線進行標定，曲線有極好的擬合性，且做了許多對比性的試驗，見表1。相對于化學分析，采用儀器進行分析時，最大的是0.52%的誤差，最大尾礦誤差為0.59%，可完全使生產過程的控制要求得以滿足。

從表1中我們可以了解到以下幾點。第一，有較大的個別誤差。這是因為礦石性質存在著較大的差異。南芬露天礦有雜礦和赤鐵礦以及磁鐵礦存在，主要是磁鐵礦。而歪頭山鐵礦自身沒有足夠的自產礦石量，所以每年都會選擇外購的礦產品。歪頭山自產礦和南芬磁鐵礦是標定的曲線，這幾年，通過調整補充標準曲線，大幅度地提升了擬合性。第二，精礦誤差比尾礦誤差要小，這是因為尾礦當中有較高的雜質含量、較低的全鐵含量，會在一定程度上影響到儀器測量的精確度，而且采用化學分析方法來分析尾礦有較大的誤差，致使最終儀器分析同化驗分析相差較大。

3 外購礦產品檢測當中運用大型X射線熒光分析儀

相比于小型儀器，大型X射線熒光分析儀有較高的分辨率，激發能源主要對放射性的物質和X光管，可將Mn和Mg、Ca和Fe以及SiO2等元素測出來，在螢石和菱鎂石、錳礦石和本鋼外購選粉中的入廠檢驗當中應用。

其同小型儀器有著相同的原理，許多原料性質都會對其產生一定影響。要想使檢測的精確度有效地提升，就應對不同原料進貨廠家的標準曲線進行分別標定，而如錳礦石和螢石等原料，每一年沒有太大的進貨量，根據廠家分別對曲線進行標定，無法了解完全的含量范圍，而且因時間較長，到供貨方采樣，受到多因素影響不可實現。所以，只針對外購選粉這一原料，用到分礦點對標準曲線進行標定，而另外的礦石僅對較大進貨量的地區對標準曲線進行標定，以下即標準曲線存在的誤差，請看表2。

從表2中，我們可以了解到以下幾點。第一，外購的選粉不存在多大的誤差，但是螢石和菱鎂石以及錳礦就有較大的誤差，這是因客觀原因所導致。當增多來樣，補充完善曲線之后，就可最大限度地降低誤差。第二，因儀器精確度要比化驗分析的誤差低，為了保障入廠的均是合格品，針對每一原料，需放寬1%～2%。第三，自從對大型X 射線熒光分析儀進行采用，預檢入廠多種原料之后，解決了長時間因化學分析而導致的不合格產品入廠問題，與此同時，化學分析的時間也從原來的兩三天縮減到了幾分鐘。此外，能夠第一時間提供蓋被以及摻假等檢測數據，杜絕了本鋼進入了不合格品的問題。從實際情況來看，當儀器投入使用之后，就有很多車不合格的外購選粉而被遣回。在這種情況下，不管外購選粉合格率和螢石合格率，還是錳石合格率和菱鎂石合格率，都得到了大幅度的提升，為公司挽回了非常多的損失。

結語

小型的X射線熒光分析儀由于只能對單一的元素進行測定，而且只在檢測工廠過程產品中應用，因此其算是在線的過程檢測。大型X射線熒光分析儀可對Mn和Mg、Ca和Fe以及Si等元素進行檢測，在入廠的外購礦產品檢測和爐渣檢測、燒結礦檢測和燒結礦配料檢測中較為適用。以往化學分析需要較長的時間，會給工人增加勞動強度，而新檢測方法不僅便于操作，而且能夠縮短外購產品檢測時間和礦生產樣品的分析時間，分析效率非常高。更為重要的一點是，在投入使用X射線熒光分析方法之后，能夠杜絕進入不合格的外購產品，提高選粉合格率、螢石合格率、錳石合格率、菱鎂石合格率，因此在實際中需注重對這一方法進行采用。

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