粉末壓片X熒光光譜法測定金屬化陽極板的硫

劉曉麗，李玉昆，呂銘錦

（甘肅省金昌市金川集團股份有限公司檢測中心，甘肅 臨夏 731700）

熔鑄車間主要處理原料為高锍磨浮車間產(chǎn)出的二次鎳精礦、鎳電解產(chǎn)生的鎳殘極，主要任務是將二次鎳精礦、鎳殘極熔化澆鑄成高硫陽極板，供電解車間做為可溶陽極生產(chǎn)電解鎳。該工藝只是將物料熔化鑄成高硫鎳陽極板，未參與除鐵脫硫的化學反應過程，鎳陽極板含硫高，導致鎳陽極板易碎、鎳殘極率偏高、陽極泥率高以及鎳電解電耗高、電鎳薄厚不均等問題，為了解決這些難題，開展了試驗研究。為配合該項目的檢測工作，需建立《粉末壓片X熒光光譜法測定金屬化陽極板硫》的分析方法，為項目提供及時準確的數(shù)據(jù)支持。

1 實驗部分

1.1 試劑及儀器

（1）硼酸。

（2）氬甲烷混合氣體：10%甲烷、90%氬氣。

（3）X熒光光譜儀：端窗銠靶X射線管。

（4）KF-3型圓盤粉碎機。

（5）BP-1壓 樣 機 ：壓 力30t， 制 樣 模 具 尺 寸 ：34mm×15mm。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準樣品的制備

選用若干個各元素含量有一定梯度的金屬化陽極板樣品構成標準樣品系列。取原始塊狀試樣100g，預破碎為1cm～2cm的小塊，放入圓盤粉碎機（4），研磨60s，取出，過150目篩，將篩上物放入圓盤粉碎機（4），研磨60s，取出，過150目篩，將兩次的篩下物混勻，裝袋，保存。取5g制備好的試料放入專用制樣模具中，用硼酸（1）鑲邊墊底，于半自動制樣機（5）上，在30t的壓力下制成直徑34mm的圓形樣片，要求樣品照射面積應平整均勻，無裂痕，于X射線熒光光譜儀上按照表2儀器工作條件，測定樣品熒光強度。

1.2.2 標準樣品定值

用化學法測定制備好的金屬化陽極板標準樣品各組分含量作為標準值。定值采用的方法燃燒容量法。

1.2.3 工作曲線的繪制

將壓制好的標準樣片置于X熒光光譜儀進樣盒中，選用工作參數(shù)進行測量，以標準樣品各組分含量為橫坐標，以各組測量的強度（Kcps）為縱坐標繪制工作曲線。

2 結果及討論

2.1 樣品取樣方式的選擇

樣品在取樣過程中，一般采取兩種方式，一種為在熔體內采用取樣勺取樣，放置片刻送檢的樣品稱為熱樣，另一種為熔體吹煉后，采用模具鑄成一定重量的板子，環(huán)冷48小時后送檢的樣品稱為冷樣，冷樣與熱樣，晶體會發(fā)生一定的變化。采樣方式不同，樣品的結果有差異。選用熱樣采樣方式進行采樣。

2.2 樣品用量的選擇

樣品在破碎前，須稱取一定的塊狀樣品進行破碎。稱取約30g、50g、80g、100g、150g和200g樣品進行破碎，樣品用量不同，測量強度有差異，選用樣品用量為100g。

2.3 磨樣時間的選擇

X射線熒光光譜法是冶煉中控化學成分測定的常用檢測儀器，為了保證樣品的代表性，須將爐前取到的塊狀金屬化陽極板破碎、研磨并通過一定孔徑的網(wǎng)篩，制備成一定粒徑的粉末，最后通過粉末壓片制成樣片進行X射線熒光光譜測定。由于該樣品的金屬化程度極高，樣品經(jīng)圓盤粉碎機研磨后，有大量的篩上物存在，為了保證樣品的代表性，進行了研磨時間的試驗。隨著磨樣時間的增加，樣品的強度變化較大，磨樣時間為60s時，樣品各元素的熒光強度明顯偏低，磨樣時間在120s～240s時，樣品各元素的熒光強度趨于平穩(wěn)，兼顧分析靈敏度和分析效率兩個方面的因素，選擇磨樣時間為120s。

2.4 樣品粒度的選擇

壓片制樣對樣品的粒度有一定的要求，粒度太大，礦物效應明顯；粒度太小，分析時間延長。為確定樣品合適的粒度，分別使樣品過不同孔徑的實驗篩，隨著樣品粒度變細，各元素的熒光計數(shù)率逐漸增加，各元素含量在粒度120目～200目粒度范圍內各組分檢測含量趨于穩(wěn)定。因此，確定金屬化陽極板樣品過150目篩后壓片制樣。

圖2 硫校正后工作曲線

2.5 基體干擾及消除方法

在曲線繪制過程中，硫的工作曲線線性差，如圖1曲線的計算結果與化學值相差較遠，須采用基體校正法進行校正。

圖1 硫校正前工作曲線

基體校正系數(shù)是根據(jù)共存元素的強度改變時，被測元素理論強度的變化進行計算。分別采用銅、鐵、鈷、鎳元素的強度變化對硫元素進行基體校正，只有采用鎳元素的強度變化對硫元素進行基體校正時，X熒光法的結果與化學法吻合，其它元素校正結果均不理想，因此，選擇采用鎳基體校正消除基體干擾。

3 試樣分析

3.1 精密度試驗

選取金屬化陽極板3個，對樣品中的硫進行11次測定，硫的RSD在0.68%～1.17%之間，精密度良好，滿足分析要求。

3.2 準確度試驗

為了驗證方法的準確性，對X熒光光譜法和化學法進行了方法對照，繪制了各元素折線比對圖。兩種方法結果相吻合，滿足分析要求。

圖3 硫結果比對折線圖

4 結論

本文采用粉末壓片法，建立了波長色散X熒光光譜法測定金屬化陽極板中的硫的分析方法。硫采用經(jīng)驗系數(shù)法和鎳基體校正法繪制工作曲線，消除基體干擾。進行了精密度和方法比對試驗，滿足分析要求。該技術具有投資低、操作簡單、運行成本低、環(huán)境友好等特點，實現(xiàn)了檢測智能化、自動化技術的進步。