X射线荧光光谱法在矿石中微量元素测定中的应用|

  摘 要: X射线荧光光谱法是一种应用较早,且至今仍被广泛应用的元素分析技术。从仪器选择、测量条件、试剂选用、试样制备、校准曲线绘制、标准样品特殊处理对X射线荧光光谱法在矿石中微量元素测定中的应用进行具体的说明,并以对比实验,验证其测定效果。
  关键词: X射线荧光光谱法;矿石;微量元素测定;应用;分析
  中图分类号:TF041 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0310117-01
  
  我国矿石资源丰富,运用一般的化学方式进行测定,成本高、操作繁琐且分析时间长。而X射线荧光光谱法应用于矿石中微量元素的测定,具有无需灰化直接进样、处理简单的优势,避免了因待测元素灰化所导致的损失,测定准确率大大提升。但是看到其优点的同时,其应用中也表现出一些问题,如支撑膜影响、基体效应校正等,但是随着科学技术的迅速发展,其必将日益完善。因此,可以说对X射线荧光光谱法在矿石中微量元素测定中的应用进行探讨具有积极意义。
  1 仪器选择与测量条件确定
  选用产自德国的SRS4520型波长色散X射线荧光光谱仪器,最大电流为120mA,最大功率为4KV,铑靶X光管,并进行相应液体分析系统的配备。其测定条件如图1所示,实施测定时将He充于样品室,测量的背景角度与峰位均通过优化仪器的途径获得。
   2 微量元素测定所用试剂
  Bi、Pb、Zr、Fe、Co、Mn、P、S标准溶液为美国AS公司所生产。[Bi(BIIS)0.785%、Zr(LOMSZR5.0)4.9%、Fe(ORGM-Fe)0.48%、S(SDF-50X-4)0.48%、Pb(ORGM-Pb)0.48%、Co(ORGM-Co)0.48%、Mn(ORGM-Mn)0.48%、P(ORGM-P)0.48%]。
  3 制备试样
  选用石蜡油为稀释液,对Bi、Zr标准液作稀释处理,配置成质量分数分别为0.04%和0.9%的Bi、Zr内标溶液a,将其储存在锥形瓶中待用;对Co标准液作稀释处理,并加入二甲基丙胺,从而配置成为质量分数分别为9%和0.06%的Co于二甲氨基丙胺内标溶液b,将其储存在锥形瓶中待用。称取20.01g矿石待测样品、2.01g的内标溶液a与b在容量为50毫升的锥形瓶当中,摇至均匀,将所得的混合样品,取6g立即放于样品杯中进行测量。选用一次性塑料杯为样品杯,地位支撑膜为6纳米,内径为35微米,并在其上赋予塑料盖(带气孔)。配置一系列的W的标准溶液,在最佳的工作条件下测定其电流强度。W的含量在0-0.036μg/mL,0.036-0.36μg/mL内,其峰电流与浓度呈良好的线性关系。为保持电流与浓度的线性关系,必须稀释高浓度的样品。对空白溶液连续测定11次,按LD=3σ/k计算,得出W、Mo的检出限分别为0.4μg/g,0.6μg/g。平行测定12次国家一级标准物质,表明精密度良好。
  4 绘制校准曲线
  用石蜡油对Pb、Fe、Mn、S、P标准液进行逐渐的稀释,配置成为混合校准样品,且在稀释过程中不猛加入任何稳定剂,以“即配即用”为原则。遵循“内标法校正基体效应”,确定S、P内标元素是Fe、Mn、Zr,Pb内标元素是Bi,Fe坐标元素为Co。依据如下公式进行计算H=S*Y1/Y2+C。其中H为待测元素质量分数,Y1、Y2分别为内标元素和被测元素的X射线荧光静强度,C、S分别为校正曲线的截距与斜率。其结果如下图2所示。
   5 标准样品的特殊处理
  为使得测定结果更为精确,需要保证标准样品的稳定性,但因在机相中有机金属盐要想形成长时间稳定的分散体系比较困难,这就需要对其进行特殊处理。质量分数为0.9%的Co标准液稀释至0.02左右,之后,则分别加入一定的二乙基乙酸、亚油酸、羟基喹啉、二甲基丙胺、二甲基苄胺。通过一定时间的观察,我们发现加入羟基喹啉和二甲基苄胺的试样在不长的实践内就会发生沉淀于分层,而其他几种添加实际则没有出现这种现象,故将其储存于棕色瓶当中,固定间隔对溶液中Co特征谱线强度进行测量,表面加入Co溶液中只有加入二甲氨基丙胺,其荧光强度的稳定性最好,故将其作为Co内标溶液稳定剂。
  6 对比实验
  对矿石中微量元素进行测定,测定值与矿石元素的标准值进行对比:Pb(0.27/0.29)、Fe(1.5/1.56)、Mn(0.35/0.36)、S(0.8/0.75)、P(0.24/0.22)。测定值与矿石元素的标准值对比可以看出,X射线荧光光谱法在矿石中微量元素测定中的应用可以很好地满足矿石中微量元素的分析要求。
  7 结论
  地质样品因其成分复杂,测定W试样的熔剂有氢氧化钠、氢氧化钾或过氧化钠,三者各有优点氢氧化钠同后两者相比,分解的样品因成分不同会有不完全的情况,但是对银坩埚的损坏程度最小;采用X射线荧光光谱法对矿石中Pb、Fe、Mn、S、P进行了连续的策略,其精密度和准确度均较好。将Co当做Fe、Mn内标元素,可校正不同类别矿石基体的影响,且为保障标准液的长期长期食用,需在其中加入浓度为9%的二甲胺丙胺,其稳定实效在六个月以上。
  8 结语
  本文从矿石中微量元素的角度对X射线荧光光谱法的实际应用进行了分析,为X射线荧光光谱法在矿石中的元素测定提供了一定的科学依据,对于其在矿产行业的进一步利用与开发具有重要的意义。为保障矿产资源的持续性发展,实现矿产现代化提供了科学化的依据。
  
  参考文献:
  [1]廖海平,X射线荧光光谱法测定铁矿石中的元素成分[J].冶金分析,2011(5).
  [2]李田义,X射线荧光谱法测定矿石中的多元素[J].岩矿测试,2010(1).
  [3]李国会,全反射X射线荧光光谱法同时测定框中中的多种元素[J].岩矿测试,2008(2).

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