X射線熒光光譜法輔助測(cè)定重晶石中的硫酸鋇

孫 楊，李冬梅，劉 茜，蘇 丹，劉 巖，沈啟慧*

(1.吉林化工學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局測(cè)試中心，吉林 長(zhǎng)春 131012)

重晶石為含鋇硫酸鹽礦物，它的特點(diǎn)是密度大、折射率高、化學(xué)性能穩(wěn)定.其主要成分是BaSO4，同時(shí)伴有SrSO4、BaCO3及其他重金屬雜質(zhì).準(zhǔn)確并快速測(cè)定BaSO4的含量，對(duì)于評(píng)價(jià)重晶石礦石的質(zhì)量品級(jí)有十分重要的意義.目前，對(duì)礦石中的高含量的BaSO4測(cè)定是采用重量法[1,2]為主，也有電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等[3,4]，但是存在光譜干擾、基體效應(yīng)的問題，并且不適合高含量硫酸鋇的測(cè)定.

為此，本文對(duì)重晶石中BaSO4和SrSO4的分析方法都進(jìn)行了改進(jìn)，即用王水溶解可溶性鹽類，用氫氟酸將SiO2以SiF4氣體的形式除去[5]，所剩殘?jiān)鼮锽aSO4和少量SrSO4.再將將樣品熔融制成透明的玻片[6-8]，應(yīng)用X射線熒光光譜無標(biāo)樣分析法為輔助方法快速準(zhǔn)確測(cè)定SrSO4[9-11]，最終通過差減計(jì)算得到BaSO4的含量.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀(美國賽默飛科技有限公司，型號(hào)：PERFORM’X)；電熱熔融自動(dòng)熔鑄制樣機(jī)(北京靜遠(yuǎn)世紀(jì)科技有限責(zé)任公司，型號(hào)：Analymate-V4D+)；的電子分析天平(瑞士梅特勒公司，型號(hào)：AL204)；鉑金坩堝，鉑金模具；高溫爐.工作參數(shù)見表1.

表1 無標(biāo)分析相關(guān)參數(shù)

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

稱取灼燒后的樣品0.700 0 g和熔劑7.000 0 g，在鉑金坩堝中混勻，細(xì)玻璃棒攪勻，滴加5滴脫模劑，按自動(dòng)熔鑄制樣機(jī)上1 150 ℃溶樣時(shí)間400 s，制成透亮的玻片，在X射線熒光光譜儀上測(cè)定(參照表1無標(biāo)分析相關(guān)參數(shù)).

(1)

m1：坩堝加沉淀質(zhì)量；m2：空坩堝質(zhì)量；

m：試樣質(zhì)量；1.270 6：硫酸鍶相當(dāng)于硫酸鋇的換算系數(shù).

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果偏低的原因

硫酸鋇沉淀顆粒小，過濾時(shí)易穿濾，因此要在致密的濾紙上加入適量紙漿.灰化時(shí)，先在電熱爐上保持氧氣充足的條件下低溫烘干，再完全灰化，待沒有黑色殘?jiān)笤僦糜隈R弗爐內(nèi)低溫灼燒，敞開爐門，待恒溫后關(guān)閉爐門.若灰化時(shí)氧氣不充足則易生成黃色或淺灰色的硫化鋇，使結(jié)果偏低.見公式(2)

(2)

2.2 方法的準(zhǔn)確度

采用本方法對(duì)二件重晶石試樣進(jìn)行分析，并與重晶石礦化學(xué)分析方法(JC/T 1021.7-2007)進(jìn)行比對(duì)，由表2結(jié)果可見，本法測(cè)定結(jié)果與化學(xué)法測(cè)定結(jié)果相符.

表2 分析結(jié)果對(duì)照 w(BaSO4)/%

2.3 方法的精密度

選取重晶石國家標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07814，分別平行稱取12份，按照本實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法，得硫酸鋇含量，計(jì)算其平均值和RSD，詳見表3.從結(jié)果可以看出，該方法測(cè)定精密度良好.

表3 方法精密度

3 結(jié) 論

本文建立了以重量法為主，以X射線熒光光譜無標(biāo)樣分析法為輔的測(cè)定方法，重量法部分克服了常規(guī)重量法中容易出現(xiàn)的蹦濺、穿濾和易生成硫化鋇沉淀使結(jié)果偏低的問題，應(yīng)用X射線熒光光譜無標(biāo)樣分析法代替了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法的原子吸收分光光度法，二種方法相結(jié)合，較以前的分析方法更簡(jiǎn)單、快速，一般2天即可完成.并且精密度和準(zhǔn)確度較好，適用于重晶石中硫酸鋇的批量檢測(cè).

[1] JC/T 1021.7-2007.重晶石礦化學(xué)分析方法[S].

[2] 李蓉,任軼,王勁榕,等.含鉛重晶石中硫酸鋇的測(cè)定[J].云南冶金,2014,43(4):62-65.

[3] 毛香菊,倪文山,肖芳,等.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定重晶石選礦流程樣品中硫酸鋇[J].冶金分析,2016,36(9):47-51.

[4] 崔德松,馮靜.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定重晶石礦石中BaSO4和Sr[J].地質(zhì)與資源,2009,18(2):157-160.

[5] 李賽峰.三酸溶礦快速重量法測(cè)定重晶石中硫酸鋇[J].四川建材,2011,12(2):104-105.

[6] 褚寧,李衛(wèi)剛,蔣曉光,等.熔融制樣波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法測(cè)定白云石中鈣鎂硅鐵鋁[J].巖礦測(cè)試,2014,33(6)：834-838.

[7] 朱澤民,杜治國,葛恒波.X射線熒光光譜法無標(biāo)樣分析工業(yè)碳酸鍶.理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè),2010,46(9)：1037-1042.

[8] 羅學(xué)輝,蘇建芝,鹿青.熔融制樣X射線熒光光譜法測(cè)定銅礦石中16種主次量元素[J].巖礦測(cè)試,2014,33(2):230-235.

[9] 仵利萍,劉衛(wèi).熔融制樣-X射線熒光光譜法測(cè)定重晶石中主次量元素[J].巖礦測(cè)試,2011,30(2):217-221.

[10] 陳紅,王永輝,王煒.X射線熒光光譜無標(biāo)樣分析在合金材料中的應(yīng)用[J].輕工科技,2013,28(9):131-132.

[11] 戴琳,田英良,萬紅.XRF無標(biāo)樣定量法在玻璃材料測(cè)定中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2016,6(18):2958-2960.