粉末壓片制樣-X熒光光譜法測(cè)定鉻鐵礦的主要成分

蘇斯燕 張 平，3 黃健強(qiáng) 卜兆杰，3 陶澤秀

（1.蘭州蘭石檢測(cè)技術(shù)有限公司；2.傳感及檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究中心；3.甘肅省高端鑄鍛件工程技術(shù)研究中心）

鉻鐵礦主要應(yīng)用于冶金、耐火材料及鑄造等行業(yè)， 在煉鋼作業(yè)中常作為脫氧劑和合金劑使用。常見的鉻鐵礦中鉻含量高達(dá)60%以上，但是經(jīng)典的溶樣方法［1］無法使鉻完全溶解，導(dǎo)致其化學(xué)成分分析不準(zhǔn)確，直接影響鉻鐵礦的使用性能［2，3］。 因此，研究一種新方法對(duì)鉻鐵礦成分進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地分析，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，鉻鐵礦各組分含量的檢測(cè)主要采用的是GB/T 4699.2—2008 （Cr）、GB/T 4699.3—2007（P）、GB/T 5687.2—2007 （Si） 和GB/T 5687.10—2006（Mn）中涉及的相關(guān)元素的化學(xué)分析方法［4］，但這些方法檢測(cè)過程復(fù)雜繁瑣， 分析周期長(zhǎng)，無法滿足快速檢測(cè)的需要。 為此，筆者采用粉末壓片制樣-X熒光光譜法（XRF）測(cè)定鉻鐵礦中的主要成分，研究粒度效應(yīng)、精密度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，優(yōu)化分析譜線［5］，達(dá)到快速檢測(cè)的目的。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)儀器與試劑

試驗(yàn)試劑包括：微晶纖維素（分析純）、硬脂酸（分析純）和硼酸（分析純）。

1.2 工作條件

工作條件如下：

工作功率 3kW

壓力 75kPa

氣體流量 1.0L/h

工作溫度 20℃±2℃

檢測(cè)元素的分析條件見表1。

表1 檢測(cè)元素的分析條件

1.3 試驗(yàn)方法

稱取5.000 0g已烘干 （在干燥箱內(nèi)， 溫度為105℃±3℃，干燥2h）的鉻鐵礦試樣，放入碳化鎢振動(dòng)磨中，加入2.000 0g微晶纖維素和0.200 0g硬脂酸，研磨200s后倒出，放入壓樣機(jī)保壓30s，用適量的硼酸鑲邊墊底，制成有一定厚度且表面光滑均勻的圓片。 把壓好的樣品放在φ27mm的樣品杯中，用塑料壓環(huán)固定好。 選擇Super Q程序進(jìn)行組分含量測(cè)定。

黨的十八大以來，我們黨在推進(jìn)全面從嚴(yán)治黨的過程中，更加注重“思想建黨和制度治黨同時(shí)、同向發(fā)力”。一方面，采取思想教育的方式，著力凈化全體黨員的心靈；另一方面，采取制度約束的方式，嚴(yán)格規(guī)范他們的行為。二者一剛一柔，相輔相成，共同推動(dòng)黨的建設(shè)向縱深發(fā)展。

1.4 樣品組分含量

試驗(yàn)用3種標(biāo)準(zhǔn)樣品和質(zhì)控樣品的組分含量詳見表2。

表2 樣品組分含量 %

2 結(jié)果與討論

2.1 基體效應(yīng)的校正

基體效應(yīng)是分析誤差的主要來源，Super Q軟件的數(shù)學(xué)校正公式如下：

式中 Ci——校準(zhǔn)樣品中分析元素i的含量；

Di——分析元素i的校準(zhǔn)曲線截距；

Ei——校準(zhǔn)曲線斜率；

Li——干擾元素m對(duì)分析元素i的譜線重疊校正系數(shù)；

N——共存元素的數(shù)目；

Ri——分析元素i的計(jì)數(shù)率；

Zj、Zk——共存元素j、k的含量；

Zm——干擾元素m的計(jì)數(shù)率；

α、β、δ、γ——校正基體效應(yīng)因子。

2.2 粒度影響

熒光譜線強(qiáng)度與樣品粒度之間的線性關(guān)系表現(xiàn)為粒度影響。 細(xì)化程度越低， 粒度越大；相反，細(xì)化程度越高，粒度就越小。 樣品粒度越小，顆粒之間排列就越緊湊。 樣品在不同粒度條件下鉻、磷、硅、錳的檢測(cè)結(jié)果見表3。 由表3可知，在碳化鎢振動(dòng)磨中研磨200s、過270目（0.053mm）篩后倒出，再放入壓樣機(jī)保壓30s，此時(shí)粒度影響達(dá)到最小，可以忽略。

表3 不同粒度條件下鉻、磷、硅、錳的檢測(cè)結(jié)果比對(duì)

2.3 校準(zhǔn)曲線參數(shù)

選擇不同標(biāo)準(zhǔn)樣品和質(zhì)控樣品繪制曲線，發(fā)現(xiàn)各元素的線性相關(guān)系數(shù)均接近1（表4），線性良好，說明筆者提出的方法可靠度高，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)各成分的含量。

表4 各元素線性參數(shù)和檢出限

2.4 精密度試驗(yàn)

取同一鉻鐵礦試樣進(jìn)行精密度［6］試驗(yàn)，按試驗(yàn)方法制備11個(gè)樣片進(jìn)行測(cè)量。 對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表5），計(jì)算各元素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），均在0.48%～3.10%之間， 說明筆者所提方法的精密度良好，制樣及分析數(shù)據(jù)重現(xiàn)性良好。

表5 精密度試驗(yàn)結(jié)果 %

3 結(jié)束語(yǔ)

筆者采用粉末壓片制樣-X 熒光光譜法（XRF）， 通過繪制鉻鐵礦標(biāo)準(zhǔn)樣品和質(zhì)控樣品的工作曲線，并進(jìn)行曲線校正，建立了一種快速檢測(cè)鉻鐵礦中磷、硅、鉻、錳含量的方法。 相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明， 各元素含量與化學(xué)分析法結(jié)果一致，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.10%以內(nèi)， 精密度和準(zhǔn)確度均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。