X射線熒光光譜法測定銅精礦中砷鉛和鎘研究

王燕 劉海英

摘要：本文采用粉末直接壓片制樣，用X射線熒光光譜法測定銅精礦中砷、鉛和鎘的含量。本文通過對分析線的選擇，工作曲線的校正、精密度及準確度等討論，指出本文所用方法具有較強的價值和意義。

關鍵詞：X射線熒光光譜法；測定；銅精礦；砷；鉛；鎘

中圖分類號：P618.41 文獻標識碼：A 文章編號：

銅精礦是國家重要資源性商品，砷、鉛和鎘屬于銅精礦產(chǎn)品中的有害元素，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局、商務部、國家環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布的第49號公告，以及國家強制性標準GB20424-2006規(guī)定了銅精礦產(chǎn)品中所含有害元素的限量。目前，砷、鉛和鎘等元素的分析通常采用火焰原子吸收光譜法、滴定法、氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)等，上述方法存在分析程序繁瑣、操作復雜、無法滿足對銅精礦中有害元素實時監(jiān)控等缺點。本工作采用粉末直接壓片制樣，用X射線熒光光譜法測定銅精礦中砷、鉛和鎘的含量。并采用理論影響系數(shù)法進行基體校正，樣品的分析過程僅需10分鐘左右即可完成。

1試驗部分

1.1儀器與試劑

54型X射線熒光光譜儀;HP40壓片機;行星研磨儀。

所用硼酸為化學純，微晶纖維素為分析純。

1.2儀器工作條件

端窗型鍺靶X射線管，功率4kw，電壓為60kV，探測器為閃爍計數(shù)器(SC)，分光晶體為LIF20。，其他測量條件見表1。

表l儀器工作條件

1.3試驗方法

將樣品研磨至粒徑為0.074mm(200目)，于(105士5)℃下烘干40min，冷卻至室溫。稱取烘干后試樣(5.000士0.005)g，加人0.59微晶纖維素，在研磨儀上以轉速350r·min-1研磨2min，于壓片機上以硼酸鑲邊墊底15t壓力下保持40s。用洗耳球吹去試料片表面存在的浮塵，制得的樣片光滑平整，無裂紋，在儀器工作條件下進行測定。

1.4標準樣片的選擇和制備

采用國家一級標準物質(GBW07166、GBW07169、GBW07170、GBW070075、GI3W070076)，行業(yè)級標準物質(YSS021-2004、YSS022-2004、YSS029-2006)繪制工作曲線，標準物質中未標示的成分以化學法定值，為了使工作曲線測量范圍更合理適用，增加了3個經(jīng)化學法定值的銅精礦樣品(S-1、S-2、S-3)作為標準物質參與工作曲線的制作。另外對基體和輕元素等以掃描模式進行了測量，使得目標元素可以獲得軟件更為合理的計算評估。標準物質中待測元素含量見表2。

表2標準物質中待測元素的質量分數(shù)

2結果與討論

2.1分析線的選擇

考慮到銅精礦中砷和鎘的含量水平都較低，選擇強度較高的線作為分析線，砷的和鉛的線互有干擾，以鉛作重疊峰校正，鉛的分析線選擇與線，避開砷的干擾線。

2.3樣品量的選擇

分別取 YSS029-2006和 YSS021-2004兩個樣品各1.000，2.000，3.000，4.000，5.0009，按試驗方法進行樣品壓片測定。結果表明:樣品量達到3.0000以上時，砷、鎘和鉛的分析結果受樣品量的影響很小。試驗選擇樣品制備時樣品量為5.0000。

2.4壓力和保壓時間的選擇

取研磨好的銅精礦樣品，在不同的壓力下，選擇不同的保壓時間，測定各元素的熒光強度。結果表明:當壓力為15t、保壓時間為40s時，壓片效果最好。

2.5工作曲線的校正及檢出限

在儀器工作條件下測量GBW07166、GBW07169、GBW07170等8個標準物質和3個化學法定值的銅精礦樣品的熒光強度。用隨機分析軟件SPectraplus中的理論影響系數(shù)法進行回歸及基體效應的校正，見式(1)。

(1)

式中: 、為測量元素和干擾元素的濃度; 和b為工作曲線的斜率和截距; 為測量元素的熒光強度; 為理論影響系數(shù)。

按測定值的3倍標準偏差比斜率計算各元素的檢出限，校正后砷、鉛和福的檢出限依次為9，35，13mg·g-1。

2.6方法的精密度

選擇一個銅精礦樣品制備11個樣片，按試驗方法進行測定，對其中一個樣片連續(xù)3d重復測定共計11次，測定結果見表3。

表3精密度試驗結果(n=11)

2.7方法的準確度

按試驗方法對3個銅精礦樣品進行分析，并與化學法的結果進行比對，結果(質量分數(shù))見表4。分析結果在允許誤差內，能滿足分析要求。

表4準確度試驗結果 %

采用X射線熒光光譜法結合直接粉末壓片技術建立的測定銅精礦中砷、鉛和鎘含量的方法，有效地節(jié)省了分析時間，提高了分析效率，能滿足銅精礦中砷、鉛和鎘含量的快速測定要求。

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