X射線熒光光譜分析法測(cè)定鎂砂成分的研究

韓春梅，龔宜勇，韓麗華，楊 志

（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，天津300301）

X射線熒光光譜分析法測(cè)定鎂砂成分的研究

韓春梅，龔宜勇，韓麗華，楊 志

（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，天津300301）

論述了X熒光光譜測(cè)定鎂砂組成的分析方法。通過(guò)對(duì)標(biāo)樣進(jìn)行繪制工作曲線，對(duì)曲線進(jìn)行校正，用理論α系數(shù)校正基體效應(yīng)和譜線干擾系數(shù)L校正譜線重疊影響。修正后曲線的離散度（RMS）和品質(zhì)系數(shù)（K）有明顯改善，線形較好，分析結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度高，操作十分簡(jiǎn)便、快速。

X熒光光譜法；鎂砂；分析方法

1 引言

鎂砂是一種冶煉耐火材料，主要以鎂的氧化物、鋁的氧化物、鈣的氧化物、硅的氧化物以及鈦和鐵的氧化物為主的礦物[1]。鎂砂制品中的化學(xué)成分的檢測(cè)主要采用濕法分析，雖然經(jīng)典濕法分析的準(zhǔn)確性高，但由于分析周期冗長(zhǎng)，成本高，無(wú)法滿足生產(chǎn)需求[2]。本文采用X熒光光譜法分析鎂砂中的主要氧化物，取樣量少，絕對(duì)靈敏度高，分析速度快，且節(jié)約成本。研究表明，X熒光光譜法準(zhǔn)確度與精密度滿足要求，且滿足生產(chǎn)需要，因此得以廣泛應(yīng)用。

本文主要采用基本參數(shù)法和理論α系數(shù)法進(jìn)行定量分析，測(cè)定鎂砂中MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、TiO2，準(zhǔn)確度和精密度較高。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2．1 儀器測(cè)量條件

實(shí)驗(yàn)使用荷蘭帕納克科公司的AXios X射線熒光光譜儀，X光管中陽(yáng)極是金屬Rh材料，最大功率 4 kW，有 LiF200、PX1、Ge（111）、PE002、InSb111晶體。為了分析準(zhǔn)確，對(duì)各個(gè)元素的分析條件包括元素的激發(fā)、分析線、背景位置、干擾譜線、分析晶體、準(zhǔn)直器、探測(cè)器和PHD等做好仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)。本文主要對(duì)鎂砂中MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、TiO2進(jìn)行研究分析，其分析元素測(cè)量條件見(jiàn)表1。2．2 樣品的制備

樣品粒度為200目左右的鎂砂標(biāo)準(zhǔn)樣品經(jīng)105℃條件下烘干1 h，于加滿硼酸的鋁杯中，于400 kN壓力下壓制10 s。待分析樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品相同條件下制備。粒度及制樣時(shí)間一致。

2．3 校準(zhǔn)樣品的選擇

為了分析準(zhǔn)確，應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品與待分析樣品具有相似類型，即在結(jié)構(gòu)、礦物組成、粒度和化學(xué)組成上相似，且標(biāo)準(zhǔn)樣品中各元素應(yīng)具有足夠?qū)挼暮糠秶瓦m當(dāng)?shù)暮刻荻?。本分析方法選擇6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制工作曲線，元素含量有一定梯度，見(jiàn)表2。

3 結(jié)果與討論

3．1 工作曲線的繪制及校正

由標(biāo)準(zhǔn)樣品中各個(gè)元素MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、TiO2，依據(jù)表1的分析條件，以分析強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)含量為縱坐標(biāo)繪制分析曲線。繪制的分析曲線受譜線重疊效應(yīng)的干擾及基體干擾，各個(gè)元素的離散度（RMS）和品質(zhì)系數(shù)（K）較大。本文利用儀器提供的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和理論α系數(shù)的數(shù)學(xué)校正模式校正各元素分析線間的互相干擾和共存元素間的吸收-增強(qiáng)效應(yīng)的影響,工作曲線方程為：

式中：D為截距；E為斜率；R為計(jì)數(shù)率；M為基體影響系數(shù)。經(jīng)過(guò)校正后，曲線的離散度（RMS）和品質(zhì)系數(shù)（K）得到明顯改善。

式中：n為標(biāo)樣數(shù)；k為線性回歸相關(guān)系數(shù)；Cchem為標(biāo)樣給定標(biāo)準(zhǔn)值；Ccak為擬合曲線計(jì)算值；Co為加權(quán)因子（Co=0．1%）；K為品質(zhì)系數(shù)，RMS為離散度。

表3列出了回歸計(jì)算后的校正參數(shù)。各個(gè)元素未校正前其離散度較大，線性差，經(jīng)譜線校正和經(jīng)驗(yàn)α系數(shù)校正后線性明顯改善。

3．2 方法的精密度、準(zhǔn)確度

選擇標(biāo)鋼進(jìn)行10測(cè)量，計(jì)算平均值，求的該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，并與其標(biāo)準(zhǔn)值比較，結(jié)果令人滿意，準(zhǔn)確度高，見(jiàn)表4。用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BH0116-3a，應(yīng)用本分析方法進(jìn)行測(cè)量10次。驗(yàn)證此方法精密度，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表5，表明儀器的精密度好。

表1 待分析元素測(cè)量條件

表2 標(biāo)鋼分析元素線性范圍

表3 分析元素校準(zhǔn)參數(shù)

表4 方法的準(zhǔn)確度

表5 方法的精密度

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)標(biāo)樣進(jìn)行繪制工作曲線，并對(duì)曲線進(jìn)行校正，用理論α系數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法進(jìn)行修正，修正后曲線的離散度（RMS）和品質(zhì)系數(shù)（K）有明顯改善，線形較好，分析結(jié)果精密度好，準(zhǔn)確度高。

[1] 馬秀艷，尹琴．鎂砂中元素分析方法的改進(jìn) [J]．冶金分析, 2004，10（24）：282-284．

[2]苗國(guó)玉，杜建民，董中華．鎂砂的粉末直接壓片法X射線熒光光譜分析法[J]．冶金分析，2001，2（21）：53-54．

Study on Magnesite Composition Measurement with X-ray Fluorescence Spectrometry

HAN Chun-mei,GONG Yi-yong,HAN Li-hua and YANG Zhi
(Technology Center of Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

The analyzing method of X-ray fluorescence spectrometry for magnesite composition measurement is explained．Working curve is plotted for the reference material and corrected．Theoretical coefficient α is used to correct matrix effect and spectral line interference coefficient L,to correct the influence of line overlapping．After correction,the discrete (RMS)and quality coefficient(K)of the curve are improved obviously and good line profile is obtained．This method shows high accuracy and precision and fast speed,and is easy for operation．

X-ray fluorescence spectrometry;magnesite;analyzing method

10．3969/j．issn．1006-110X．2014．02．027

2013-09-15

2013-10-12

韓春梅（1979—），女，碩士，工程師，主要從事化學(xué)分析方面的研究工作。