X射線熒光光譜法測定海砂中TiO2和ZrO2含量

黃燕華，張 娜，劉 麗

（海南省地質(zhì)測試研究中心，海南?？?570206)

X射線熒光光譜法測定海砂中TiO2和ZrO2含量

黃燕華，張 娜，劉 麗

（海南省地質(zhì)測試研究中心，海南海口 570206)

采用X射線熒光光譜法對海砂中的TiO2和ZrO2進行了測定，采用塑料環(huán)鑲邊的粉末壓樣法，對Ti和Zr測量條件進行了優(yōu)化。采用經(jīng)驗系數(shù)法和散射線內(nèi)標法校正基體效應(yīng)，分析標準物質(zhì) GSD08，TiO2和ZrO2的精密度（RSD）分別為0.30%和0.80%，分析樣品的測定值與化學法比較相符，該方法對TiO2和ZrO2的測定準確度好、速度快。

海砂；X熒光光譜法；基體效應(yīng)；粉末壓片

海南省是個島嶼型海洋大省，沿海鋯鈦砂礦資源極為豐富，不僅在海濱地帶，而且在島周邊潮間帶以及淺海水域，也蘊藏有大量的鋯鈦砂礦資源。海南島的鋯鈦砂品質(zhì)較為優(yōu)良而且埋藏淺，有利于量化采選。目前海南島已探明的鋯鈦砂礦儲量占全國的 65%以上[1]。近年來隨著中國基礎(chǔ)建設(shè)的不斷擴大，優(yōu)質(zhì)的鋯鈦砂礦在國內(nèi)市場上的需求量越來越大，已出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，因而加快海南省鋯鈦砂礦資源勘查和測量工作以及采選開發(fā)，顯得尤為重要和緊迫。

目前分析TiO2主要采用分光光度法和經(jīng)典化學分析法（容量法），ZrO2的分析主要是容量法，這些方法存在著操作流程長、速度慢，以及不能進行TiO2和ZrO2同時測定等缺點。

X射線熒光光譜分析適用于各類固體樣品（冶金，地質(zhì)以及環(huán)境樣品）中主次痕量元素同時測定[2]，該方法制樣方法簡單，分析流程短，因此得到廣泛應(yīng)用。本文采用塑料環(huán)鑲邊的粉末壓樣法制樣，運用X射線熒光光譜儀對海砂中的TiO2和ZrO2的含量進行了測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

X射線熒光光譜儀：ZSX PrimusⅡ，日本理學公司；

半自動壓樣機：ZHY-601B型，北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限責任公司；

冷卻循環(huán)水系統(tǒng)：BLKⅡ型，北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限責任公司；

P10氣（90 %氬氣+10 %甲烷）；塑料環(huán)；98%乙醇；棉花。

1.2 樣品制備

國家標準物質(zhì)置于烘箱中于105℃烘1.5h，于干燥器中冷卻至室溫稱取5g樣品直接壓片，塑料環(huán)鑲邊；壓制好的樣片放于干燥器中。待測樣品，根據(jù)海砂樣品類型的要求進行加工并與標準物質(zhì)相同方法進行烘樣，壓片。

1.3 分析譜線及測量條件

海砂樣品中Ti和Zr所采用的特征譜線及其測量條件見表1[3-6]。

表1 Ti和Zr所采用的特征譜線及其測量條件

1.4 工作曲線

選用以下國家標準物質(zhì)制作工作曲線：

土壤標樣：GSS1-GSS28；巖石標樣：GSR1-GSR15；水系沉積物：GSD2-GSD14；

海洋沉積物：GBW07314，GBW07316，GBW07334，GBW07335；鋯礦石：GBW07156，GBW07157。

各元素含量范圍見表2。

表2 各元素校準曲線范圍

1.5 樣品測定

把裝入樣片的樣杯按順序擺入樣品臺。在分析界面按放樣順序依次輸入樣品編號，并選擇對應(yīng)的定量分析方法。點擊分析樣品進行測定。測量結(jié)束后，可以從該軟件的結(jié)果顯示評價模式中選擇所得結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 各成分所選用的測量譜線及其測量條件

在樣品的分析中，必須對Ti和Zr的分析條件（包括元素分析的特征譜線、背景、測量時間、干擾譜線、準直器、探測器）作仔細的選擇[3-6]。對于Ti元素，只需要根據(jù)定量分析軟件中提供的條件作細小改變，檢測器計數(shù)率不超過1 000kcps。對于Zr元素條件的優(yōu)化，主要是如何避開重疊、干擾元素，選擇合適的背景位置。

2.2 基體效應(yīng)和譜線重疊干擾校正

基體效應(yīng)對X射線熒光分析結(jié)果影響較大，本文的方法采用經(jīng)驗系數(shù)法和散射線內(nèi)標法進行基體效應(yīng)校正，參與Ti和Zr基體效應(yīng)校正的元素、譜線重疊元素以及內(nèi)標元素見表3。

表3 基體效應(yīng)校正元素、譜線重疊干擾元素、內(nèi)標

2.3 方法檢出限

選擇標準曲線中幾個含量低的接近于檢出限的標準物質(zhì)，各制備一個樣片，按表1的測量條件分別測定12次，計算出TiO2和ZrO2含量最低的12次測定結(jié)果所對應(yīng)的σ，計算的3倍標準偏差即為本方法的檢出限，見表4。

表4 方法檢出限（μg/g）

2.4 方法準確度

本文分析了標準樣品以及日常檢測樣品，并將 XRF結(jié)果與化學分析值進行比較，結(jié)果見表5。由表5可以看出，本方法與化學法的結(jié)果較為符合，說明本方法分析數(shù)據(jù)可靠。

表5 樣品的化學分析法與 XRF結(jié)果比較

2.5 方法精密度

方法精密度采用將標準物質(zhì)GSD08分別制備11個樣片，按表6的測量條件進行測定，以檢驗制樣與測定的重復性，對結(jié)果進行統(tǒng)計，得到精密度結(jié)果見表6。

3 結(jié)語

本方法采用粉末壓樣，用于快速測定海砂中TiO2，ZrO2的含量，方法具有分析快速、準確度高、靈敏度高等特點。本文采用經(jīng)驗系數(shù)法和散射線內(nèi)標法對樣品的基體效應(yīng)進行校正，方法的準確度符合規(guī)范的要求，精密度較好，能滿足日常生產(chǎn)檢測的需要。

表6 方法精密度

[1] 符啟基，岑遼.淺論海南萬寧東海岸鋯鈦砂礦集區(qū)的資源潛力[J].資源環(huán)境與工程，2008，22（1）：6-8.

[2] 羅立強，詹秀春，李國會.X射線光譜儀[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.

[3] 楊仲平，靳曉珠，黃華鸞.X 射線熒光光譜法測定化探樣品中的主次痕量元素[J].廣西科學院學報，2006，22（2）：430-434.

[4] 趙合琴，鄭先君，魏麗芳，等.X射線熒光光譜分析中樣品制備方法評述[J].河南化工，2006，23（10）：3-4.

[5] 陳家君，梁國立，宋爾良.地質(zhì)樣品中多中痕量元素的X射線熒光光譜[J].分析實驗室，1987，6（2）：12-16.

[6] 李國會，卜維，樊守忠.X射線熒光光譜法測定硅酸鹽中主次痕量元素[J].中國理學XRF光譜用戶論文集，1995：68-72.

Determination of TiO2and ZrO2Elements in Sea Sand by X-ray Fluorescence Spectrometry

Huang Yan-hua，Zhang Na，Liu Li

A X-ray fluorescence spectrometer was applied to the determination of TiO2and ZrO2in sea sand.The method with pressed powder pellet sample preparation and the analytical condition was optimized.empirical coefficients and internal standard method was used for the correction of matrix effect.By analyzing standard reference materials，the precisions of the method are 0.30% and 0.80%，The measure resul are in good agreement with certified values.

sea sand；X-ray fluorescence spectrographic；matrix effect；powder sheeting

O657.34；TQ174.1

B

1003–6490（2017）11–0216–02

2017–09–05

黃燕華（1985—），女，福建漳浦人，工程師，主要研究方向為礦產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、海洋化學分析。