銅礦X射線熒光光譜分析法與傳統滴定法的對比分析

張 琳

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

能量色散型X射線熒光光譜儀，主要用于礦石中Cu、Mo、Fe、S、Ag、Pb和Zn等金屬元素的定量分析，以礦石中銅品位測定為例，對比分析了碘量法(銅含量檢測滴定法)和X射線熒光光譜法，分析得出X射線熒光光譜法不僅能夠有效降低職工的勞動強度，減少化學藥劑對環境影響，而且能達到快速檢測，有效指導礦山實際生產的目的，提高了企業的經濟效益[1]。

1 原理

1.1 碘量法原理

將硝酸以及硫酸等對試樣進行溶解，確保溶液溶解后處于3-4的pH值，將NH4HF2加入其中，對Fe進行消除，降低干擾，難溶于硝酸的CuI通過大量KI和Cu2+產生，將游離I2析出，滴定過程中利用Na2S2O3標準溶液來實施，使之變成淺黃色，將淀粉指示劑加入其中，在進行滴定，使之呈現淺藍色改變，將硫氰酸鉀溶液加入其中，進行劇烈的搖晃，使顏色逐漸變成深藍色，之后在進行滴定，使顏色逐漸消失為止，依照Na2S2O3的消耗量，對銅在礦石中的含量進行計算。

1.2 能量色散型X射線熒光光譜分析法原理

該方法即是EDXRF法，這種分析方法不會對試樣造成破壞。在分析過程中，對元素在二次激發作用影響下形成的X射線譜線進行定性與定量分析其波長與強度[2]。通過X射線管初級照射樣品，將其內含有的多個化學元素都充分激發出來，遭受激發之后的元素原子，將二次譜線激發出來，分析各個元素波長，即該元素的特征，各種元素波長位置的譜峰強度。

2 實驗步驟及檢測結果對比

2.1 碘量法滴定銅含量

2.1.1 主要試劑及儀器準備

①將各五份的銅精礦以及尾礦作為試樣，試劑選擇為KI、KClO3、NH4HF2飽和溶液以及1.19比重的鹽酸和1.4比重的HNO3和1.84比重的H2SO4和(A.R)尿素與緩沖溶液(A.R)。同時選擇40%的KSCN溶液和0.5%的淀粉溶液以及0.05mol/L Na2S2O3標準溶液。②所用儀器包括燒杯以及錐形瓶和移液管和藥匙、滴定管、電熱板以及電子天平和玻璃棒等與漏斗等。

2.1.2 實驗步驟

①將銅精礦進行0.2g準確稱取，同時稱取0.5g的尾礦，利用燒杯（300mL）對試樣進行盛取，將適當的蒸餾水加入其中進行濕潤，將陸續將0.5gKClO3以及10mL HNO3加入其中，并將表面皿蓋在其上，通過電熱板對其進行加熱，時間為3min～5min，加熱完成之后進行冷卻。②將鹽酸8mL加入其中，對樣品進行不斷加熱，使之完全溶解，并發生糖漿狀改變，冷卻之后，杯壁以及表面皿利用蒸餾水進行清洗，在進行加熱使其沸騰并全部溶解，確保在20mL的體積范圍，將尿素0.5g加入其中，靜置冷卻，并再次加熱，將其中的尿素全部驅散，最后逐漸冷卻到室溫水平。③將緩沖溶液HAc-NH4Ac加入其中，使其變成紅色并不在改變，超過1mL，將飽和溶液NH4HF2滴入其中，逐漸讓紅色逐漸消失，同時并過量1mL，杯壁利用蒸餾水信息沖洗，充分的均勻搖晃。④將KI2-3g加入其中，均勻的搖晃，利用標準溶液Na2S2O3進行淡黃色滴定，將0.5%淀粉溶液5mL加入其中，在進行滴定使其變成淺藍色改變，將20%KSCN溶液2mL加入其中，均勻的搖晃使其藍色不斷變深，之后繼續滴定使其藍色逐漸消失停止。

2.2 X-射線熒光光譜分析法檢測銅含量

2.2.1 實驗準備

試樣選擇和滴定方法相同，標準樣品以及能量色散型X射線熒光光譜儀和電源以及壓片機等。

2.2.2 實驗步驟

①繪制標準曲線。首先制作標準樣品壓片，利用X射線熒光光譜儀，將不同階梯的10個標準樣品置于其中進行檢測，元素濃度以及Cu測定的譜線特征強度關系通過計算機開展擬合，進行標準曲線的繪制。②樣品壓片。實驗樣品利用藥匙均勻攪拌，將何時的樣品取出在制樣模具內放入，將壓力設置在20MPa，將壓片機啟動，制作壓片，并取出來。③檢測。利用X射線熒光分析儀對制樣進行分析，檢測過程于Cu標準曲線下進行，將相應的記錄做好。

2.3 檢測對比分析

表1 兩種方法實驗結果對比

依照Cu含量測定結果進行分析（表1），兩種方法測定結果差異性不大，對于銅礦生產均比較符合，尤其是利用X射線熒光光譜儀進行測定，能夠將測定的時間大幅縮短，極大地增進了工作效率，在實際生產中應用價值較高。

通過以上分析情況不難看出，在進行樣品測定過程中，能量色散X射線熒光光譜儀測定具有非常好的優勢：

①該方法屬于無損檢測技術，測定過程中不會對樣品性質造成改變。②能夠快速的開展測定，5秒時間便能將每個樣品Cu元素測定完成。③檢測精確度高，測量精度誤差較少，完全達到銅生產的實際要求。④具有非常好的自動化程度，排除壓片程序之外，其他均可自動完成。

3 結論

通過X射線熒光光譜儀的引進，在實踐應用過程中，檢測尾礦以及精礦和原礦過程中，對比分析滴定法檢測，誤差均在相關范圍之下，對實際生產具有重要的指導作用，能夠有效促進銅生產工藝流程，增強其選冶效率。同時該檢測技術的引進，大大降低了工作人員的勞動強度，增進了經濟效益，而且使得樣品測定過程中藥劑用量以及儲備使用大幅減少，使安全隱患也得到有效控制。