波長色散型X熒光分析水解渣樣品中的銦

楊洪艷 劉茂利

摘要：水解渣樣品經(jīng)過粉末壓片方法制備后，用荷蘭帕納科Axios—PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀分析水解渣中的銦含量，經(jīng)過X射線熒光光譜儀分析的銦含量與原子吸收分光光度法分析的銦結(jié)果的絕對誤差在質(zhì)檢中心考核的誤差范圍內(nèi)，所以得出結(jié)論X射線熒光光譜儀分析水解渣含銦這種分析方法準(zhǔn)確、快速，成本低，適合濕法煉鋅工藝系統(tǒng)中連續(xù)生產(chǎn)需要。

關(guān)鍵詞：X射線熒光光譜法；粉末壓片法；水解渣；銦

前言

水解渣含銦是浸出綜合回收的重要控制指標(biāo)【1】，質(zhì)檢中心能否提供準(zhǔn)確快速的分析，對生產(chǎn)上提高生產(chǎn)指標(biāo)有著重要的指導(dǎo)意義，所以建立X熒光儀分析水解渣含銦曲線至關(guān)重要，本文就建立水解渣含銦分析曲線的壓樣條件及熒光儀分析條件的選擇做具體的闡述。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及材料

1.1.1Axios PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀（荷蘭帕納科公司制造）Rh靶—X射線管激發(fā)源，SuperQ分析軟件）。

1.1.2BP-1型粉末壓片機(jī)（丹東北苑儀器設(shè)備有限公司）。

1.1.3硼酸（淄博永泰達(dá)化工有限公司）。

1.2壓樣條件的選擇

熒光分析的樣品很多，為了便于中控分析操作，壓樣的條件選擇與其他熒光分析曲線條件一致。

1.2.1試樣粒度：160目。

1.2.2壓片時間：14秒；壓片壓力：35MPa。

1.2.3樣品大?。河脻M足Steel32分析樣杯的模具壓樣。

1.3收集準(zhǔn)備建立標(biāo)準(zhǔn)曲線的樣品

要建立水解渣含銦標(biāo)準(zhǔn)曲線，首先要收集有代表性的標(biāo)準(zhǔn)樣品，然后確定水解渣標(biāo)準(zhǔn)樣品的銦含量。確定標(biāo)準(zhǔn)樣品銦含量的方法采用火焰原子吸收法【2】，原子吸收分析標(biāo)準(zhǔn)樣品的銦含量，用雙人單杯分析來保證標(biāo)準(zhǔn)樣品含銦量的準(zhǔn)確性。用這個分析方法最終我們確定了20個水解渣標(biāo)準(zhǔn)樣品的銦結(jié)果.

1.4 用AxiosX射線熒光光譜儀分測定水解渣銦的條件選擇

1.4.1樣品激發(fā)參數(shù)選擇

樣品激發(fā)參數(shù)的選擇主要是，激發(fā)功率的選擇，分光晶體選擇，初級準(zhǔn)直器選擇，濾光片選擇和探測器選擇。

1.4.1.1激發(fā)功率的選擇

輕元素低能光譜用低電位，大電流；重元素采用高電壓低電流激發(fā)，且必須遵循等功率變換原則（KV×mA=衡定功率）來保護(hù)和延長X熒光光管的壽命。因為銦的原子量是114.82，是重元素，所以選擇高電壓，低電流激發(fā)，激發(fā)條件是60KV，50mA。

1.4.1.2分光晶體選擇

我公司質(zhì)檢中心的Axios PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀配有四塊分光晶體（LiF 220，LiF 200，Ge111，PE002，PX-1）， LiF （220）和LiF （200）都可以用來分析銦，再依據(jù)水解渣含銦量在50克/噸到3000克/噸之間，屬于低含量，所以選擇LiF （200）作為銦的分光晶體。

1.4.1.3 準(zhǔn)直器選擇

我公司質(zhì)檢中心的Axios PW4400型波長色散X射線熒光光譜儀配有三種準(zhǔn)直器（150μm， 300μm， 750μm），水解渣含銦量在50克/噸到3000克/噸之間，其質(zhì)量又沒有鉛元素重，所以選擇300μm的準(zhǔn)直器。

1.4.1.4 探測器選擇

實驗室使用的Axios X射線熒光光譜儀有流氣正比計數(shù)器、閃爍計數(shù)器。流氣正比計數(shù)器： 適用于輕元素和長波輻射的測量：0.08 - 12nm （0.1 - 15 kev ）；閃爍計數(shù)器： 適用于重元素和短波高能輻射的測量： 0.04- 0.15nm （8.0–30 kev）；

銦元素的KA線是24.136kev，所以選擇閃爍計數(shù)器。

1.4.2樣品激發(fā)參數(shù)選擇結(jié)果

根據(jù)銦元素的性質(zhì)和水解渣含銦量，用Axios X射線熒光光譜儀測定水解渣含銦的條件見下表1：

2.水解渣銦標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立及測定結(jié)果

2.1 水解渣銦標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

將準(zhǔn)備的20個標(biāo)準(zhǔn)樣品的編號及結(jié)果加入到水解渣銦分析曲線的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫里，再將每個標(biāo)準(zhǔn)樣品用新建的水解渣銦熒光曲線掃描一遍，這樣一個初步的銦標(biāo)準(zhǔn)曲線就建好了。

2.2 水解渣銦標(biāo)準(zhǔn)曲線的校正和測定結(jié)果比對

2.2.1水解渣銦標(biāo)準(zhǔn)曲線的校正

水解渣標(biāo)準(zhǔn)曲線測定的準(zhǔn)確度主要受到樣品基體效應(yīng)的影響。基體效應(yīng)可分為兩類：一類是吸收-增強(qiáng)效應(yīng)：是基體的化學(xué)組成變化或基體對分析線的吸收或增強(qiáng)影響；第二類是物理狀態(tài)效應(yīng)：樣品組分的顆粒度、均勻性，密度，結(jié)晶構(gòu)造、表面狀態(tài)及價態(tài)變化對分析線強(qiáng)度的影響，物理狀態(tài)效應(yīng)通過建立標(biāo)準(zhǔn)曲線來系統(tǒng)校正。

Axios X射線熒光光譜儀自帶的SuperQ軟件可以自動校正基體效益， 根據(jù)SuperQ軟件計算出，水解渣含銦不用選擇吸收增強(qiáng)效應(yīng)校正項，其測定的結(jié)果更加準(zhǔn)確。

2.2.2水解渣銦標(biāo)準(zhǔn)曲線測定結(jié)果與化學(xué)法分析結(jié)果比對

用建立的Axios X射線熒光光譜儀水解渣銦曲線分析銦結(jié)果和原子吸收法分析銦結(jié)果比對見表2：

從表2可以得出結(jié)論，分析水解渣銦含量采用熒光分析的結(jié)果與化學(xué)法分析的結(jié)果比對的絕對誤差符合質(zhì)檢中心銦分析考核辦法（QED-8.2.4-化-08）的誤差要求，可以采用Axios X射線熒光光譜儀來分析水解渣的含銦量。用原子吸收分析水解渣銦含量報出結(jié)果（含制樣時間）需要48小時，而用熒光分析水解渣銦含量報出結(jié)果（含制樣時間）只需要4小時，采用熒光分析可以快速準(zhǔn)確地指導(dǎo)生產(chǎn)。

3.0 實驗結(jié)論

在用Axios X射線熒光光譜儀分析水解渣銦的實驗過程中，積累了選擇激發(fā)條件和曲線校正的經(jīng)驗；由于選擇的水解渣標(biāo)準(zhǔn)樣品具有生產(chǎn)代表性，所以建立的曲線分析范圍大，對生產(chǎn)控制水解渣含銦有指導(dǎo)意義。熒光分析水解含銦結(jié)果與化學(xué)法分析水解渣含銦結(jié)果的絕對誤差在質(zhì)檢中心分析的誤差范圍內(nèi)，得出結(jié)論可以用X熒光快速準(zhǔn)確分析水解渣含銦。更加重要的是用X熒光儀分析銦，將分析時間由48小時報出結(jié)果縮短為4小時報出結(jié)果，快速而又準(zhǔn)確地指導(dǎo)生產(chǎn)，發(fā)揮了公司購買X熒光儀的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鉛鋅冶金學(xué)編委會：《鉛鋅冶金學(xué)》科學(xué)出版社，2004，8（5）349-350.

[2]北京礦冶研究總院測試研究所編委會：《有色冶金分析手冊》冶金工業(yè)出版社，2004，4.9.4 338-339.