鎢礦檢測中應用X射線熒光光譜分析法的研究

王玉潔

（黑龍江省有色金屬地質勘查七〇一隊，黑龍江 哈爾濱 150028）

鎢是巖石中常見的金屬元素，但是整體含量不高。隨著開采的不斷深入，鎢儲量也隨之降低，導致資源浪費。為了解決浪費問題，提升鎢礦利用率，要對金礦展開檢測、分析?，F如今，比較常用的鎢礦分析方法主要包括重量法、比色法、容量法幾種，然而這些方法在實際應用中的操作比較繁瑣，效率不高，并不適合用在鎢礦含量快速檢測中。通過研究發現X射線熒光光譜法，適合檢測復雜礦物樣品，支持多種元素的同時檢測，檢測結果準確性高。下面重點圍繞鎢礦檢測中X射線熒光光譜分析法的運用展開分析。

1 X射線熒光光譜分析法

高能電子轟擊原子，短時間內減速形成X射線，X射線的波長范圍在0.005nm～lOnm之間，光子能量、波長與光電效應公式相符，與可見光相同，屬于電磁輻射[1]。X射線對試樣進行照射，試樣當中的金屬元素在激發作用下，會放射出不同特點二次X射線，將疊加在一起的譜線，按照布拉格定律要求，以波長、能量特性色散分離識別，隨后對其所體現的強度進行測量，按照莫塞萊定律轉變成為試樣內部的相應金屬元素。金屬元素使用X射線突光光譜儀這一設備展開分析，X射線突光光譜和化學結合狀態之間的關系并不密切，固體、粉末、溶珠、液體等樣品均可以分析。現如今，X射線突光光譜儀支持分析元素的范圍是從4號元素(Be)開始到92號元素(U)，一般是在濃度范圍分析中應用，重元素檢測限高達ppm級，相比較之下輕元素檢測效果比較差。X射線熒光光譜分析在金屬元素檢測中應用，有非常高的精密度和重現性，檢測速度較快，且具有自動化特點。

2 X射線光譜分析技術應用范圍

通過研究與分析，X射線突光光譜分析技術在多個行業領域內得到了應用，例如有色、冶金、建筑等。X射線突光光譜分析儀內部涉及到4個系統：激發系統、色散系統、探測系統、儀器控制與數據處理系統。因為X射線同時也屬于電磁輻射，其本身帶有波粒二象性的特點，因此X射線熒光光譜儀被分為2種類型，即波長色散型X射線突光光譜儀、能量色散X射線突光光譜儀。

3 鎢礦檢測中X射線熒光光譜分析法的應用

3.1 選擇與處理樣品

在鎢礦檢測過程中，實驗選擇的原始樣品為礦業工程中的黑鎢精礦、白鎢精礦。對于鎢礦樣品的選擇，需要以GB4414-84標準為準，選擇試驗所需要的原始試樣。

第一，當確定樣品之后，需要對其進行預處理。因為樣品粒徑并不同意，所以必須要重復多次粉碎、縮分處理，直到樣品的粒長、留用量滿足分析要求即可結束。樣品運輸、儲存期間，濕存水含量受樣品儲存時間以及粉碎程度影響呈現出一定的區別，這樣一來也會影響樣品組分含量分析結果，所以原始樣品必須要做好濕存水處理。第二，預處理結束之后便可以進行制樣操作。此次試驗主要是檢測鎢精礦的伴生元素，其中包括WO、Mn、Fe、Ca、Si、Pb、Mg等，通過溶液，使用濾紙薄樣法進行樣品的制作。

3.2 試驗設備

鎢礦檢測中應用X射線熒光光譜分析法，需要用到的儀器設備與金屬元素包括以下幾種：①X射線熒光光譜分析儀；②三氧化鎢；③硫酸鉸；④磷酸；⑤五氧化二擔；⑥硫酸；⑦氯化鈉；⑧氫氧化鈉；⑨過氧化鈉；⑩乙醇；?焦硫酸鉀；?酒石酸；?濾紙；?微量移液器。

3.3 樣品制備流程

試驗人員選擇鎢樣品將其放在燒杯內，鎢樣品重量為0.5g，燒杯容量則為250mL，隨后在燒杯內放入lg（NH4）2S04，搖晃均勻之后加入水浸潤。

隨后試驗人員在混合均勻的樣品中加入比例為1:4的磷酸、硫酸混合液，將其放置于低溫電爐之上，樣品加熱到完全分解即可。這一流程結束之后，在樣品中加入28mL的氯化鈉與氫氧化鈉混合液，并且混合均勻，通過加熱、過濾的方式進行處理，隨后放入到容量瓶當中。通過中速定量濾紙，將溶液樣品進行定量移取，并且滴在濾紙之上，利用紅外燈烤干，最后展開測定工作。

3.4 鎢礦樣品測試

鎢礦樣品檢測試驗主要運用Rh靶材X射線管，將管電壓設置成60kv，管電流設置成125mA；X射線管端窗型出口窗材料選擇Be，Be窗膜的厚度調整為75μm，同時選擇A1濾光片以及Cu濾光片，將Rh靶所帶有的特征譜線作用消除，將散射背景降低，還能夠起到提升峰背比的作用。針對試驗分析試樣元素結構，主要選擇150μm細狹縫，這與元素分析譜線提出的分辨率、強度規定相符。將LiF200晶體當作K U分析所使用的分光晶體，PE002晶體當作Ah～C1分光晶體，PX-1晶體是O～Mg使用的分光晶體。為了保證鎢樣品內部元素譜線的靈活性與分辨率，試驗過程中選擇P10氣體測試器進行探測氣體流氣式正比計數操作，將其與閃爍晶體閃爍計數器結合使用，從而組合成為探測器。

3.5 試驗結果

（1）基體效應調整。根據試驗過程中鎢礦樣品制備獲得的標準濾紙片，可以總結鎢元素熒光計數率和鎢含量之間的關系。通過分析了解到，如果鎢含量增加，那么熒光計數率也會隨之增大，然而鎢含量、熒光計數率兩者并非是線性關系，而是基體效應。試驗人員需要校對基體效應。建議使用內標實驗校正法，完成校對的鎢含量、計數率便體現出極好的線性相關。

（2）試驗測試結果。本次試驗檢測過程中，所獲得的樣品測試結果使用校準曲線中截距、斜率、標準偏差、品質系數對其進行檢驗，以此保證試驗結果的準確性與精密性。檢測結果顯示，制備的濾紙片樣品所體現的絕對誤差最大值為0.15%，相對誤差只有0.21%。

使用X射線熒光光譜分析法檢測所得鎢精礦含量結果，和稀土國家質量技術監督檢驗中心檢測所得結果展開對比，發現相對標準偏差集中在0.11%～0.70%，計算平均值是0.35%。最終獲得試驗鎢含量檢出限，即83.34μg/g。最終試驗結果顯示，X射線熒光光譜分析法進行鎢精礦含量的檢測，可以保證最終檢測結果的精密性與準確性，是鎢礦檢測中最為有效的檢測方法之一。此次試驗中選擇的鎢精礦是粉末樣品，會形成測量誤差，這主要是通過試樣帶有的不均勻性導致物理-化學效應，X射線在樣品內部元素吸收、激發影響下形成一種吸收-增強效應，這樣一來制樣處理便可以將物理-化學效應帶來的影響消除。

4 結語

為了對鎢礦內鎢含量進行準確檢測，需要用到X射線熒光光譜分析法，通過試驗分析可知，X射線熒光光譜分析法的相對誤差比較小，準確性高，在鎢礦檢測中應用相對比較便利，在鎢礦檢測領域有非常廣闊多的應用空間。