銅礦X射線熒光光譜分析法與傳統(tǒng)滴定法的對(duì)比分析

張 琳

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

能量色散型X射線熒光光譜儀，主要用于礦石中Cu、Mo、Fe、S、Ag、Pb和Zn等金屬元素的定量分析，以礦石中銅品位測(cè)定為例，對(duì)比分析了碘量法(銅含量檢測(cè)滴定法)和X射線熒光光譜法，分析得出X射線熒光光譜法不僅能夠有效降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少化學(xué)藥劑對(duì)環(huán)境影響，而且能達(dá)到快速檢測(cè)，有效指導(dǎo)礦山實(shí)際生產(chǎn)的目的，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1 原理

1.1 碘量法原理

將硝酸以及硫酸等對(duì)試樣進(jìn)行溶解，確保溶液溶解后處于3-4的pH值，將NH4HF2加入其中，對(duì)Fe進(jìn)行消除，降低干擾，難溶于硝酸的CuI通過大量KI和Cu2+產(chǎn)生，將游離I2析出，滴定過程中利用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液來實(shí)施，使之變成淺黃色，將淀粉指示劑加入其中，在進(jìn)行滴定，使之呈現(xiàn)淺藍(lán)色改變，將硫氰酸鉀溶液加入其中，進(jìn)行劇烈的搖晃，使顏色逐漸變成深藍(lán)色，之后在進(jìn)行滴定，使顏色逐漸消失為止，依照Na2S2O3的消耗量，對(duì)銅在礦石中的含量進(jìn)行計(jì)算。

1.2 能量色散型X射線熒光光譜分析法原理

該方法即是EDXRF法，這種分析方法不會(huì)對(duì)試樣造成破壞。在分析過程中，對(duì)元素在二次激發(fā)作用影響下形成的X射線譜線進(jìn)行定性與定量分析其波長(zhǎng)與強(qiáng)度[2]。通過X射線管初級(jí)照射樣品，將其內(nèi)含有的多個(gè)化學(xué)元素都充分激發(fā)出來，遭受激發(fā)之后的元素原子，將二次譜線激發(fā)出來，分析各個(gè)元素波長(zhǎng)，即該元素的特征，各種元素波長(zhǎng)位置的譜峰強(qiáng)度。

2 實(shí)驗(yàn)步驟及檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

2.1 碘量法滴定銅含量

2.1.1 主要試劑及儀器準(zhǔn)備

①將各五份的銅精礦以及尾礦作為試樣，試劑選擇為KI、KClO3、NH4HF2飽和溶液以及1.19比重的鹽酸和1.4比重的HNO3和1.84比重的H2SO4和(A.R)尿素與緩沖溶液(A.R)。同時(shí)選擇40%的KSCN溶液和0.5%的淀粉溶液以及0.05mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液。②所用儀器包括燒杯以及錐形瓶和移液管和藥匙、滴定管、電熱板以及電子天平和玻璃棒等與漏斗等。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

①將銅精礦進(jìn)行0.2g準(zhǔn)確稱取，同時(shí)稱取0.5g的尾礦，利用燒杯（300mL）對(duì)試樣進(jìn)行盛取，將適當(dāng)?shù)恼麴s水加入其中進(jìn)行濕潤(rùn)，將陸續(xù)將0.5gKClO3以及10mL HNO3加入其中，并將表面皿蓋在其上，通過電熱板對(duì)其進(jìn)行加熱，時(shí)間為3min～5min，加熱完成之后進(jìn)行冷卻。②將鹽酸8mL加入其中，對(duì)樣品進(jìn)行不斷加熱，使之完全溶解，并發(fā)生糖漿狀改變，冷卻之后，杯壁以及表面皿利用蒸餾水進(jìn)行清洗，在進(jìn)行加熱使其沸騰并全部溶解，確保在20mL的體積范圍，將尿素0.5g加入其中，靜置冷卻，并再次加熱，將其中的尿素全部驅(qū)散，最后逐漸冷卻到室溫水平。③將緩沖溶液HAc-NH4Ac加入其中，使其變成紅色并不在改變，超過1mL，將飽和溶液NH4HF2滴入其中，逐漸讓紅色逐漸消失，同時(shí)并過量1mL，杯壁利用蒸餾水信息沖洗，充分的均勻搖晃。④將KI2-3g加入其中，均勻的搖晃，利用標(biāo)準(zhǔn)溶液Na2S2O3進(jìn)行淡黃色滴定，將0.5%淀粉溶液5mL加入其中，在進(jìn)行滴定使其變成淺藍(lán)色改變，將20%KSCN溶液2mL加入其中，均勻的搖晃使其藍(lán)色不斷變深，之后繼續(xù)滴定使其藍(lán)色逐漸消失停止。

2.2 X-射線熒光光譜分析法檢測(cè)銅含量

2.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

試樣選擇和滴定方法相同，標(biāo)準(zhǔn)樣品以及能量色散型X射線熒光光譜儀和電源以及壓片機(jī)等。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

①繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。首先制作標(biāo)準(zhǔn)樣品壓片，利用X射線熒光光譜儀，將不同階梯的10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品置于其中進(jìn)行檢測(cè)，元素濃度以及Cu測(cè)定的譜線特征強(qiáng)度關(guān)系通過計(jì)算機(jī)開展擬合，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。②樣品壓片。實(shí)驗(yàn)樣品利用藥匙均勻攪拌，將何時(shí)的樣品取出在制樣模具內(nèi)放入，將壓力設(shè)置在20MPa，將壓片機(jī)啟動(dòng)，制作壓片，并取出來。③檢測(cè)。利用X射線熒光分析儀對(duì)制樣進(jìn)行分析，檢測(cè)過程于Cu標(biāo)準(zhǔn)曲線下進(jìn)行，將相應(yīng)的記錄做好。

2.3 檢測(cè)對(duì)比分析

表1 兩種方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

依照Cu含量測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析（表1），兩種方法測(cè)定結(jié)果差異性不大，對(duì)于銅礦生產(chǎn)均比較符合，尤其是利用X射線熒光光譜儀進(jìn)行測(cè)定，能夠?qū)y(cè)定的時(shí)間大幅縮短，極大地增進(jìn)了工作效率，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用價(jià)值較高。

通過以上分析情況不難看出，在進(jìn)行樣品測(cè)定過程中，能量色散X射線熒光光譜儀測(cè)定具有非常好的優(yōu)勢(shì)：

①該方法屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，測(cè)定過程中不會(huì)對(duì)樣品性質(zhì)造成改變。②能夠快速的開展測(cè)定，5秒時(shí)間便能將每個(gè)樣品Cu元素測(cè)定完成。③檢測(cè)精確度高，測(cè)量精度誤差較少，完全達(dá)到銅生產(chǎn)的實(shí)際要求。④具有非常好的自動(dòng)化程度，排除壓片程序之外，其他均可自動(dòng)完成。

3 結(jié)論

通過X射線熒光光譜儀的引進(jìn)，在實(shí)踐應(yīng)用過程中，檢測(cè)尾礦以及精礦和原礦過程中，對(duì)比分析滴定法檢測(cè)，誤差均在相關(guān)范圍之下，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)作用，能夠有效促進(jìn)銅生產(chǎn)工藝流程，增強(qiáng)其選冶效率。同時(shí)該檢測(cè)技術(shù)的引進(jìn)，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益，而且使得樣品測(cè)定過程中藥劑用量以及儲(chǔ)備使用大幅減少，使安全隱患也得到有效控制。