X射線熒光光譜法測定鐵礦石中鉀、鈉、鈦、鉛、鋅、砷

何振忠

（廣東省韶關市質量計量監督檢測所，廣東 韶關 512000）

鐵礦石中的鉀、鈉、鋅、鈦和砷等有害元素，不僅對高爐具有腐蝕作用也縮短其使用壽命，而且對冶煉過程影響較大[1]。這些鐵礦石中有害的元素也極易影響冶煉產品的品質，例如鐵礦石中的砷含量過高導致冶煉出來的鋼材極易產生冷脆，也影響鋼材的力學性能，因此，鐵礦石在進行冶煉前需要測試其有害元素的含量。目前的測定方法主要有電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）、化學濕法分析和X射線熒光光譜法，而電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）和化學濕法分析兩種方法由于其操作過程繁瑣、分析時間長，尤其是化學濕法分析測試各元素需要單獨分析導致分析周期長，X射線熒光光譜法（XRF）與上面兩種方法相比操作過程簡單、分析快、準確度高、測量范圍廣以及可以無損分析等優點，已被廣泛應用于礦石、生物質和材料等原材料的分析[2，3]。X射線熒光光譜法制樣主要有粉末壓片法和玻璃熔片法，玻璃熔片法可消除了粉末壓片法普遍存在的粒度效應和礦物效應的影響，能獲得很高的分析準確度，本文采用璃熔片法測定鐵礦石中的鉀、鈉、鈦、鉛、鋅和砷，并采用國家標準鐵礦石標樣對其測定結果準確度進行驗證。

1 實驗

1.1 主要原料及儀器設備

熔融制樣的熔劑一般有無水硼砂、四硼酸鈉、硼酸鋰和偏硼酸鋰等，由于混合熔劑可以獲得較好的熔片效果，所以本實驗采取混合熔劑。溴化鋰作為脫模劑效果要優于碘化鉀和溴化鉀，因此選擇溴化鋰為脫模劑[4]。

鐵礦石原料來自于韶鋼，實驗過程中使用的溴化鋰溶液（200 g/L）、偏硼酸鋰、四硼酸鋰和硝酸鋰等藥品均為分析純。

實驗過程中所用的儀器主要有荷蘭帕納科Axiosm AX波長色散X射線熒光光譜儀；上海宇索DY501型自動電熱熔樣爐；鉑金坩堝；北京眾合創業科技發展有限公司的ZHM-1A-P振動磨粉碎機。

1.2 儀器工作條件

各元素的測量條件見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 實驗方法

用萬分之一分析天平準確稱取7.0000g±0.0005 g四硼酸鋰，1.0000g±0.0005g偏硼酸鋰熔劑于1號稱量瓶中混合均勻備用，然后稱取1g經過粉碎且過160目的鐵礦石樣品，0.5g的硝酸鋰置于2號稱量瓶，并將1號稱量瓶的四分之三加入2號稱量瓶中并混合均勻，然后轉移將2號中混合均勻的樣品轉移至珀金坩堝中，并用1號瓶中的剩下的四分之一四硼酸鋰清洗2號稱量瓶并轉移至鉑金坩堝，以確保2號瓶中實驗樣品完全轉移到鉑金坩堝中，接著用移液管在鉑金坩堝中加入5mL滴溴化鋰溶液。將鉑金坩堝置于1150℃熔樣爐中，預熔6min后，取出坩堝進行搖動趕出樣品中的氣泡，然后接著熔融10min。熔融結束后，取出坩堝放置于耐火磚上自然冷卻至室溫，檢查測量面上無裂紋或者是氣泡即為合格，否則需要重新制樣。熔片在表1儀器條件下進行測量。

2 結果與討論

2.1 工作曲線校準

采用鐵礦石鐵礦石GSB03-1805-2005、GSB03-2855-2012和GSB03-2858-2012三種礦石為標準樣品，按照1.3實驗方法進行制備標準樣品并測定，然后測定結束后通過繪制校正曲線，并進行線性回歸。各元素的線性參數表見表2。

表2 工作曲線線性參數

2.2 精密度

將礦石樣品按照1.3實驗方法平行制備10組樣品進行測定，用來考察實驗測定方法的精密度，其結果見表3。由表3可知，各組分的相對偏差均低于1.5%，精密度較高。

表3 精密度實驗

2.3 準確度

準確度的測定是采用國家標準鐵礦石GSB03-1805-2005、GSB03-2855-2012和GSB03-2858-2012用本實驗所建立的方法進行比對并觀察標準值與測定值的偏差大小，由表4可得兩者的偏差在0.001%～0.003%之間，測量值與標準值基本一致，說明該實驗所建立測試方法準確度較高。

表4 準確度測試

3 結論

本文建立了熔融制樣-X射線熒光光譜法（XRF）測定鐵礦石中的鉀、鈉、鈦、鉛、鋅和砷等組分含量，并通過用國家標準鐵礦石進行對比了驗證，該方法的準確度較高，與傳統濕法測定相比較，XRF測試較為簡便，快速，準確度高，可以滿足煉鐵生產工藝的要求。