X熒光壓片法測(cè)定鐵精粉中主次含量

孫愨 李彥輝（河鋼承鋼，.檢驗(yàn)檢測(cè)中心，.釩鈦事業(yè)部河北承德 0670）

X熒光壓片法測(cè)定鐵精粉中主次含量

孫愨1李彥輝2（河鋼承鋼，1.檢驗(yàn)檢測(cè)中心，2.釩鈦事業(yè)部河北承德 067102）

本文研究了X射線熒光光譜壓片測(cè)定的影響因素，主要研究了粒度對(duì)鐵精粉測(cè)定結(jié)果的影響，確定鐵精粉最佳的測(cè)定粒度，從而有效解決了粒度帶來的結(jié)果差異，不僅使測(cè)定結(jié)果快速，穩(wěn)定，而且結(jié)果也令人非常滿意。

X射線熒光光譜;壓片;粒度

隨著承鋼不斷的發(fā)展，外進(jìn)原料以及自產(chǎn)品不斷增加，常規(guī)的手工化學(xué)分析已經(jīng)跟不上時(shí)代的腳步，分析方法逐漸由繁瑣的化學(xué)分析方法轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化為一體的儀器分析，而熔融法的儀器分析比較成熟，但使用的無水高純?cè)噭﹥r(jià)格昂貴，單個(gè)樣品的測(cè)定達(dá)到六元左右，每天測(cè)定三百多個(gè)樣品，日成本近二千元。而X熒光光譜儀測(cè)定壓片樣品時(shí)，容易產(chǎn)生基體干擾，基體干擾帶來的影響就是會(huì)使測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生很大的偏差，而帶來基體干擾的主要因素就是樣品粒度。所以需要解決粒度問題。

1 熒光光譜儀主要用途

X熒光光譜儀根據(jù)各元素的特征X射線的強(qiáng)度獲得各元素的含量信息。在承鋼的生產(chǎn)檢驗(yàn)過程中應(yīng)用于鐵精粉、機(jī)燒礦、球團(tuán)礦、優(yōu)質(zhì)石灰、螢石、白云石、爐渣、釩渣、混料、配料等成分的檢測(cè)。

2 熒光光譜儀壓片測(cè)定的影響因素

粉末顆粒的形狀、顆粒的大小及組成、顆粒表面的微觀形貌組織、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等粉末特征性是重要的物理性能，通常X射線只能激發(fā)試樣表面（約20um）的原子，即在X射線激發(fā)下的熒光輻射僅來自試樣表面以下一定深度范圍內(nèi)的原子。由于樣品的密度隨樣品顆粒大小變化，因此在相同照射面積內(nèi)不同顆粒度的試樣對(duì)熒光強(qiáng)度的貢獻(xiàn)也就不同。根據(jù)非均勻性函數(shù)的公式，熒光總強(qiáng)度與顆粒的等效直徑、試樣總的有效衰減、熒光化合物的有效衰減、試樣物質(zhì)總密度、熒光化合物的密度、元素化合物的體積分?jǐn)?shù)、元素的有效衰減、元素的密度有關(guān)。粒度的非均勻性對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響稱為顆粒效應(yīng)。當(dāng)顆粒的等效直徑越小時(shí)，熒光強(qiáng)度越接近均勻性樣品的熒光強(qiáng)度，熒光總強(qiáng)度也趨于穩(wěn)定。樣品研磨的粒度對(duì)樣品分析結(jié)果影響非常大，是分析結(jié)果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵步驟。

3 壓片測(cè)定影響的解決方法

當(dāng)研磨到某元素的X熒光強(qiáng)度趨于穩(wěn)定時(shí)，這時(shí)顆粒效應(yīng)基本消除了?？朔w粒度效應(yīng)的有效方法是通過研磨，使試樣的X射線熒光強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，即可基本消除顆粒度的影響。不同樣品的硬度及構(gòu)造不同所以研磨時(shí)間也就不能具體定義，但經(jīng)過多次試驗(yàn)，被測(cè)樣品經(jīng)破碎后在震動(dòng)研磨中研磨，再通過200目篩網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣品粒度小于400目時(shí)，熒光強(qiáng)度穩(wěn)定，樣品粒度均勻。

4 磨樣方法的選擇

改變研磨的單一方式，可以采用YXQM-2L型研磨機(jī)研磨，此研磨機(jī)改變?cè)瓉砟拥膯我恍问?，在研磨鍋中樣品與大小不一的鋼珠進(jìn)行破碎研磨，產(chǎn)生無規(guī)則振動(dòng)研磨，使樣品研磨更加充分均勻，樣品的粉末顆粒形狀，規(guī)格一致。此研磨機(jī)優(yōu)點(diǎn)：樣品研磨充分均勻，磨樣機(jī)體積小，輕便。缺點(diǎn)是在制備下一樣品時(shí)研磨鍋和鋼珠清洗不方便。

5 樣片的密度

被測(cè)樣片的密度不一致會(huì)導(dǎo)致X射線所激發(fā)試樣表面的原子的熒光強(qiáng)度不同，導(dǎo)致樣片的密度不一致的主要原因在于，壓片時(shí)樣品的用量不同。

要解決樣片的密度不一致的方法，首先在壓制樣片時(shí)用粉末壓樣機(jī)的壓力和在靜態(tài)保壓的時(shí)間保持不變。然后壓片的樣品用量也要保持一致，最好在天平稱重在進(jìn)行壓片，這樣便可以保證樣片的密度、厚度的一致性。

6 基體效應(yīng)

被測(cè)量的樣品中，往往其成份是由多種元素組成，除待測(cè)元素以外的元素統(tǒng)稱為基體。由于被測(cè)量的樣品中，其基體成份是變化的，這個(gè)變化一是指元素的變化，二是指含量的變化，它直接影響待測(cè)元素特征X射線強(qiáng)度的測(cè)量。換句話說，待測(cè)元素含量相同，由于其基體成份不同，測(cè)量到的待測(cè)元素特征X射線強(qiáng)度是不同的，這就是基體效應(yīng)。基體效應(yīng)是X射線熒光定量分析的主要誤差來源之一。

基體效應(yīng)的影響是無法根除的，可以通過掩蔽或者基體匹配的方法來消除基體干擾。掩蔽是用以掩蔽干擾離子。例如用硫氰化鉀與二價(jià)鈷離子反應(yīng)生成藍(lán)色的絡(luò)離子，可以鑒定二價(jià)鈷離子的存在，但溶液中若存在三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵與硫氰化鉀反應(yīng)將生成紅色絡(luò)離子而產(chǎn)生干擾。若加入NaF，使鐵離子與氟離子結(jié)合生成無色離子，就可消除三價(jià)鐵在分析中的干擾，NaF就是一種掩蔽。但掩蔽通常都是利用絡(luò)合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)或沉淀反應(yīng)，消除離子的干擾，所以不適用于熒光壓片的測(cè)定。而基體匹配法可以找到含量高低不一的與待測(cè)樣品為同一物質(zhì)的樣品進(jìn)行化學(xué)定值，然后分段建立工作曲線，在測(cè)定未知樣品的含量時(shí)，采用相同或相近的某段工作曲線進(jìn)行測(cè)定，這樣就可以減少或避免基體效應(yīng)的影響。而粒度的大小最終可以通過對(duì)X熒光的相應(yīng)元素校正，可以有效的解決基體帶來的干擾，從而有效的控制結(jié)果的準(zhǔn)確性。用X射線熒光光譜對(duì)亞鐵的粉末壓片進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確度高，精密度好。生產(chǎn)樣品分析都能夠達(dá)到滿意效果，提高了檢驗(yàn)質(zhì)量和檢驗(yàn)效率，大大節(jié)約人力物力以及化學(xué)藥品的消耗，完全可以應(yīng)用于生產(chǎn)檢驗(yàn)。

[1]李國(guó)會(huì)，卜維，樊守忠.X射線熒光光譜法測(cè)定硅酸鹽中硫等20個(gè)主、次、痕量元素[J].光譜學(xué)與光譜分析，1994：14（1）：105.

[2]張喬，田一光，童曉民.X射線熒光光譜法測(cè)定平爐渣中主成分[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè),2006,42(9):186.

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