X射線熒光光譜儀測(cè)定鹿鳴礦業(yè)地質(zhì)樣品中鉛的研究

樊 帆， 吳學(xué)偉

(伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司，黑龍江 鐵力 152500)

某鉬選廠地質(zhì)樣品中的金屬礦物主要為輝鉬礦、黃銅礦等，脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母等。其中鉛含量一般在0.005%～0.200%，鉬含量一般在0.010%～0.300%，銅含量一般在0.010%～0.060%，硫含量一般在0.40%～3.00%。由于地質(zhì)樣品中Pb元素在鉬選礦過(guò)程中影響鉬精礦的產(chǎn)品品質(zhì)，因此,準(zhǔn)確測(cè)定地質(zhì)樣品中Pb的含量是十分必要的。

目前測(cè)定地質(zhì)樣品中Pb含量普遍采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法(GB/T 14352.4—2010鎢礦石、鉬礦石化學(xué)分析方法 第4部分：鉛量的測(cè)定[1])，該方法在測(cè)定地質(zhì)樣品時(shí)，前處理時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿足快速分析要求。因此,本文提出采用粉末壓片法制樣[2]，利用X射線熒光光譜儀對(duì)某鉬選廠地質(zhì)樣品中的Pb含量進(jìn)行測(cè)定。精密度和準(zhǔn)確度以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本法能滿足某鉬選廠地質(zhì)樣品中Pb含量的測(cè)定要求，且大大縮短了分析時(shí)長(zhǎng)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 工作條件設(shè)置

波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀：型號(hào)為PW4400型，光管最大功率為4.0 kW，最大激發(fā)電壓60 kV，最大電流125 mA，配備SUPERQ 分析軟件；電動(dòng)壓片機(jī):型號(hào)為ZHY-401A型，最大壓力30 t。X射線熒光光譜儀測(cè)定條件見(jiàn)表1。

表1 Pb元素測(cè)定條件

1.2 試樣制備

將地質(zhì)樣品烘干、破碎、混均后，使用棒磨機(jī)研磨至粒度小于74 μm(200目)[3]，利用電動(dòng)壓片機(jī)壓制成片。本法選用研磨時(shí)間為3 h，壓片機(jī)運(yùn)行壓力為22 t，保壓時(shí)間30 s。

1.3 校準(zhǔn)樣品

本法選取多個(gè)經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法定值的地質(zhì)樣品作為校準(zhǔn)樣品，在X射線熒光光譜儀上建立校準(zhǔn)工作曲線。校準(zhǔn)樣品中Pb元素的含量見(jiàn)表2。

表2 校準(zhǔn)樣品中Pb元素的含量范圍

1.4 建立校準(zhǔn)工作曲線

在X射線熒光光譜儀上按照選定的條件與參數(shù)，以校準(zhǔn)樣品中Pb元素的含量為橫坐標(biāo)、以測(cè)得的Pb元素譜線的熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，利用X射線熒光光譜儀SUPERQ分析軟件建立校準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果及討論

2.1 粒度效應(yīng)影響

比對(duì)不同粒度下壓片樣品的熒光強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)，樣品粒度越大時(shí)產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度越低，測(cè)量結(jié)果越不準(zhǔn)確[4]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樣品粒度小于0.090 mm時(shí)，樣品中Pb元素測(cè)得的熒光強(qiáng)度逐漸趨于穩(wěn)定(詳見(jiàn)第41頁(yè)表3)。本法通過(guò)將樣品研磨至74 μm(200目)以下，以減少了樣品的粒度效應(yīng)影響。

表3 不同粒度Pb樣品的熒光強(qiáng)度

2.2 礦物效應(yīng)影響消除

地質(zhì)樣品用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法定值后的平均值作為校準(zhǔn)樣品的參考值，使校準(zhǔn)樣品與待測(cè)樣品具有相似的基體組成，以減少礦物效應(yīng)的影響[5]。校準(zhǔn)樣品采用儀器自帶的數(shù)學(xué)校正公式來(lái)校正元素間的影響并消除譜線重疊干擾。所用儀器軟件的數(shù)學(xué)校正公式見(jiàn)式(1)[6]。

(1)

式中，Ci未知樣品中分析元素i的含量；Di為分析元素i的校正曲線的截距；Lik為干擾元素k對(duì)分析元素i的譜線重疊干擾校正系數(shù)；Zk為干擾元素k的含量或計(jì)數(shù)率；Ei為分析元素i校準(zhǔn)曲線的斜率；Ri為分析元素i的計(jì)數(shù)率；N為共存元素的數(shù)目；a為基體校正因子；i、j、k分別為分析元素、共存元素和干擾元素；Zj為共存元素含量。

2.3 檢出限

按照設(shè)定的測(cè)量時(shí)間和檢出限計(jì)算公式[式(2)]，計(jì)算地質(zhì)樣品中Pb元素的檢出限(LLD)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 各元素的檢出限

(2)

式中：m為測(cè)量靈敏度(cps/μg·g-1)；Ib為背景X射線強(qiáng)度(cps)；t為背景的總測(cè)量時(shí)間(s)。

2.4 方法精密度與準(zhǔn)確度

將某鉬選廠的地質(zhì)礦樣品，烘干、破碎、研磨后制成細(xì)度小于48 μm(300目)的粉末，利用壓片機(jī)壓制成片后，采用本法測(cè)定樣品中的Pb元素，連續(xù)測(cè)定6次。將測(cè)定結(jié)果平均值與濕法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，詳見(jiàn)表5。結(jié)果表明，Pb元素測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)在0.76%～4.46%。

表5 原礦、尾礦、快浮尾礦的精密度與準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.5 方法穩(wěn)定性

方法的穩(wěn)定性是該方法能否用于應(yīng)用的關(guān)鍵，選取地質(zhì)樣品在不同時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)在1.04%～5.96%，見(jiàn)表6。

表6 長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

3 結(jié)語(yǔ)

利用X射線熒光光譜儀測(cè)定鹿鳴公司地質(zhì)樣品中的Pb元素，不但縮短了分析時(shí)間，降低了分析成本。精密度、準(zhǔn)確度、檢出限等均能滿足某鉬選廠選礦生產(chǎn)過(guò)程中地質(zhì)樣的快速分析要求，且該方法穩(wěn)定性較好，可以用于某鉬選廠地質(zhì)樣品中Pb元素的檢測(cè)。