58錳礦中氯的X射線熒光光譜法測(cè)定方法

趙 瑩，楊惠宇，龐 朔，潘發(fā)林

（長(zhǎng)春市水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心，吉林 長(zhǎng)春 130000）

錳礦以及相關(guān)化合物，是一種現(xiàn)代工業(yè)當(dāng)中十分重要的原料，同時(shí)也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種十分重要的戰(zhàn)略物資，目前，上述原料已經(jīng)被有效應(yīng)用到了化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)、建材工業(yè)以及環(huán)境保護(hù)等諸多的領(lǐng)域當(dāng)中，成為了十分重要的基礎(chǔ)能源物資，并發(fā)揮出重要的價(jià)值[1]。

1 研究背景

伴隨著我國(guó)錳業(yè)高速發(fā)展，使得生產(chǎn)技術(shù)不斷的提升中，并進(jìn)一步的加大了錳礦的整體產(chǎn)能。對(duì)于當(dāng)下生產(chǎn)企業(yè)而言，對(duì)于錳礦原材料的需求也在不斷的加大當(dāng)中，以此導(dǎo)致整個(gè)市場(chǎng)對(duì)于錳礦石的總體需求不斷的上升當(dāng)中。但是，我國(guó)中的錳礦資源過(guò)于貧乏，以此就導(dǎo)致能夠成為優(yōu)質(zhì)的錳礦資源十分稀少，總體人均占有量也相對(duì)較少，受到這些客觀因素的影響，使得我國(guó)需要在未來(lái)的發(fā)展中，能夠進(jìn)一步的提升錳礦的生產(chǎn)技術(shù)能力。

在我國(guó)近幾十年的發(fā)展中，基本上都是通過(guò)進(jìn)口一些優(yōu)質(zhì)的錳礦用于生產(chǎn)。或者對(duì)于我國(guó)現(xiàn)有的一些多雜質(zhì)、低品位的錳礦，進(jìn)行高效處理之后，才可以進(jìn)行使用。相比較進(jìn)口，這種錳礦資源的高效處理技術(shù)受到了人們的格外關(guān)注，眾多專家學(xué)者都進(jìn)行了深入的研究。

2 錳礦氯量的鑒定

伴隨著我國(guó)對(duì)于電解金屬錳生產(chǎn)技術(shù)的深入研究，尤其是對(duì)于一些鹽堿化區(qū)域當(dāng)中的高氯菱錳礦的利用方面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在礦石當(dāng)中存在著大量的氯，同時(shí)伴隨著電解陽(yáng)極的不斷發(fā)生，使得十分容易在陽(yáng)極板出現(xiàn)腐蝕，并且伴隨著腐蝕的積聚，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)斷裂的問(wèn)題，這樣就會(huì)讓整個(gè)生產(chǎn)工藝遭受到巨大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，從環(huán)境保護(hù)的理念出發(fā)，當(dāng)下在開(kāi)展電解金屬錳的實(shí)際生產(chǎn)中，電解過(guò)程中產(chǎn)生的氯元素會(huì)導(dǎo)致對(duì)環(huán)境造成直接的影響，以此造成土壤的大面積污染。另一方面，土壤由于出現(xiàn)了鹽堿化，就會(huì)嚴(yán)重危害到人類的健康，因此就需要進(jìn)一步的提升錳礦中氯的測(cè)定技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)氯的有效控制，不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的影響。

在當(dāng)下的錳礦石的氯測(cè)定過(guò)程中，始終還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家推出的相關(guān)權(quán)威規(guī)范，并且在行業(yè)當(dāng)中也缺乏相應(yīng)的規(guī)范。同時(shí)，在利用比濁法進(jìn)行氯的測(cè)定時(shí)，其技術(shù)測(cè)定周期長(zhǎng)，并使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿，影響測(cè)定值準(zhǔn)確性。但是，伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，其X射線熒光被有效的運(yùn)用到了相應(yīng)的領(lǐng)域當(dāng)中，其中波長(zhǎng)色散型X射線熒光光譜法，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在了礦石的鑒定當(dāng)中，同時(shí)也可以有效的對(duì)土壤、水系沉積物、生物樣品當(dāng)中的眾多元素進(jìn)行檢測(cè)。在本文的分析中，主要是采用低壓聚乙烯鑲邊粉末壓片法進(jìn)行測(cè)定，該技術(shù)是一種簡(jiǎn)單、快速、綠色以及準(zhǔn)確度較高的測(cè)試方式，可以有效的測(cè)定錳礦當(dāng)中的氯[2]。

3 試驗(yàn)過(guò)程

3.1 實(shí)驗(yàn)儀器

在本文的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，采用的是X射線熒光光譜儀、短窗銠靶X光管、真空光路等各種類型的設(shè)備。其次，在實(shí)驗(yàn)樣品的設(shè)置中，使用的是氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及水環(huán)境氯化物標(biāo)準(zhǔn)樣品等。

3.2 實(shí)驗(yàn)方法

在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先需要稱取小于0.097mm的樣品，放置到PVC塑料杯當(dāng)中，其環(huán)的外徑在40mm，同時(shí)內(nèi)徑控制在30mm的標(biāo)準(zhǔn)上。之后，需要在35T的壓力下，進(jìn)行壓片的制作，并延遲5s的時(shí)間，這樣就可以制作出厚度在3mm的圓片樣本。之后，對(duì)其樣品進(jìn)行編號(hào)，并防止在干燥容器當(dāng)中等到檢測(cè)，避免受到外界環(huán)境的污染以及出現(xiàn)受潮的現(xiàn)象，備好后進(jìn)行氯量的后續(xù)測(cè)定。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 量值溯源分析

在當(dāng)下進(jìn)行量值溯源工作，主要是利用一種具有著明確規(guī)定不確定度的不間斷臂鉸鏈，這樣就可以讓測(cè)量的結(jié)果，或者對(duì)于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)值，起到了一定的參考價(jià)值。一般情況下，需要基于國(guó)家或者國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的分析。為了保障在本文的分析中，得到具有著較高的可靠性以及準(zhǔn)確性的測(cè)量結(jié)果，就需要基于X射線熒光光譜法，對(duì)其中的氯量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)方面的分析，同時(shí)還需要對(duì)曲線實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的校準(zhǔn)，這樣就可以有效的實(shí)現(xiàn)量值溯源的效果。

本文所采用的技術(shù)方式，是基于粉末壓片-X射線熒光光譜法，對(duì)錳礦當(dāng)中的錳礦石進(jìn)行氯的測(cè)定。但是由于在錳礦石的成分分析中，其標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)并不存在氯含量。為此，就使得在實(shí)際的分析中，在進(jìn)行量值溯源的過(guò)程中，只能使用簡(jiǎn)介校準(zhǔn)的方式進(jìn)行分析。而基于當(dāng)下離子色譜法與比濁法而言，這樣試驗(yàn)分析下的氯標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)中建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線，需要與錳礦石成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，進(jìn)行氯量方面的測(cè)試以及分析。

在進(jìn)行相應(yīng)分析后發(fā)現(xiàn)，離子色譜法、比濁法在進(jìn)行測(cè)定的過(guò)程中，其測(cè)定的結(jié)果與XRF測(cè)定的結(jié)果相同，同時(shí)測(cè)定值也在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)中，以此表明該種測(cè)定方法結(jié)果準(zhǔn)確可靠，從而實(shí)現(xiàn)了量值溯源的分析目的。

4.2 測(cè)定關(guān)鍵與控制

在進(jìn)行測(cè)定的過(guò)程中，所采用的X射線熒光光譜法進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，其壓片樣品在連續(xù)測(cè)定之后，對(duì)于檢測(cè)的結(jié)果會(huì)造成較大的影響。為此，就需要在接下來(lái)測(cè)量的過(guò)程中，使用同一份壓片樣品，并對(duì)五個(gè)不同的樣品進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)定分析。

在測(cè)試的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在相同的壓片樣品當(dāng)中，伴隨著連續(xù)測(cè)定的次數(shù)不斷的提升，使得測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)逐漸增加的情況，這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與文獻(xiàn)當(dāng)中的結(jié)果相同。因此，所使用粉末壓片—X射線熒光光譜法，對(duì)其樣品當(dāng)中的氯進(jìn)行測(cè)定的過(guò)程中，就需要使用新壓制的樣片，并基于首次的測(cè)定結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)需要注意的是，在進(jìn)行制樣與測(cè)定的過(guò)程中，還需要嚴(yán)格的避免樣品受到外界環(huán)境的影響，以此導(dǎo)致對(duì)樣品造成嚴(yán)重的污染，這樣才會(huì)讓氯量的測(cè)定結(jié)果有著較高的精準(zhǔn)度[3]。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線以及特征

在當(dāng)下的分析過(guò)程中，使用粉末壓片-X射線熒光光譜法，在進(jìn)行量值溯源的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)待測(cè)物熒光強(qiáng)度與氯的含量成相應(yīng)的線性關(guān)系，因此可以通過(guò)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法測(cè)定樣品中氯元素的含量。

4.4 精密度與準(zhǔn)確度

在本文的測(cè)定分析中，通過(guò)對(duì)10個(gè)不同樣品進(jìn)行氯元素含量測(cè)定分析，通過(guò)計(jì)算得到相應(yīng)的精密度與準(zhǔn)確度。在測(cè)定結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，該方法測(cè)定結(jié)果有著較高的精準(zhǔn)度及準(zhǔn)確度。

4.5 方法與運(yùn)用

在具體的測(cè)定過(guò)程中，要對(duì)10個(gè)不同的樣品進(jìn)行氯量測(cè)定，并通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)定方法后發(fā)現(xiàn)，該方法能夠取得較高的測(cè)定精密度與準(zhǔn)確度。在測(cè)定的過(guò)程中，通過(guò)與所使用的離子色譜法與比濁法相比，可以對(duì)氯標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行量值的溯源分析。其次，對(duì)于這種方法的測(cè)定而言，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的校準(zhǔn)分析，并充分的保障測(cè)試的結(jié)果有著較高的準(zhǔn)確度，這樣就可以順利的實(shí)現(xiàn)量值溯源。

同時(shí)，由于本方法的使用上，其測(cè)定結(jié)果有著較為可靠的可溯源性，同時(shí)精度較高，以此就可以很好的滿足各種參數(shù)方面的需求，并充分的運(yùn)用到錳礦石成分的分析標(biāo)準(zhǔn)工作當(dāng)中，成為一種十分重要的測(cè)定方法。

而在樣品的測(cè)定過(guò)程中，本文所使用的方法，主要是針對(duì)兩個(gè)錳礦成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選物，以及選定的伊通河流域當(dāng)中的土壤進(jìn)行測(cè)定分析。并在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)定之后，將其結(jié)果與比濁法和離子色譜法進(jìn)行詳細(xì)的比較分析，這樣就可以很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)方面的分析。

在最后的實(shí)驗(yàn)分析后，可以很好的發(fā)現(xiàn)，本文的粉末壓片-X射線熒光光譜法，對(duì)于錳礦石當(dāng)中的氯測(cè)定，有著較高的可靠性。其后還要對(duì)其實(shí)際的試驗(yàn)以及相應(yīng)的樣品進(jìn)行測(cè)定，這樣才可以很好的對(duì)錳礦當(dāng)中的成分進(jìn)行相應(yīng)的比較分析，并成為我國(guó)當(dāng)下錳礦石產(chǎn)業(yè)中，十分重要的測(cè)定技術(shù)。

5 X射線光譜法

對(duì)于這種測(cè)定方法而言，本質(zhì)上是一種表面分析法，以此就需要在實(shí)際的分析過(guò)程中，需要保障測(cè)定的樣品，有著較高的代表性，同時(shí)樣品也需要有著足夠的均勻性。為此，在進(jìn)行制樣的過(guò)程中，其具體的過(guò)程以及步驟方面，也要保障一定的可重復(fù)性和可操作性。最后，不同的X射線熒光光譜儀對(duì)于樣品有著不同的要求，因此對(duì)于不同的樣品，就需要調(diào)整相應(yīng)的制樣方式。

對(duì)于一些固體樣品而言，一旦大小和形狀合理，就可以直接進(jìn)行分析和測(cè)定，但是對(duì)于一些形狀不規(guī)則的樣品而言，就需要進(jìn)行一定的切割，以此充分的符合X熒光光譜儀的具體要求，之后才可以進(jìn)行表面處理。在當(dāng)下的液體樣品的分析中，其大氣塵埃，基本上都是通過(guò)氯濾膜的方式進(jìn)行直接的分析，而對(duì)于粉末樣品而言，在進(jìn)行制樣的時(shí)候相對(duì)比較復(fù)雜，往往需要進(jìn)行壓片處理，這樣才可以實(shí)現(xiàn)測(cè)定。

其次，在工作曲線的制作過(guò)程中，要能夠充分的符合相關(guān)規(guī)定，并讓儀器始終保持著穩(wěn)定性。因此，就需要選擇與測(cè)試樣品的基本相匹配的標(biāo)準(zhǔn)樣品，之后再依據(jù)光譜儀上優(yōu)化測(cè)量條件，使用X射線熒光光譜儀，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品當(dāng)中的元素進(jìn)行分析，以此確定熒光強(qiáng)度。同時(shí)，在工作曲線的繪制中，則需要基于光譜儀的實(shí)際優(yōu)化測(cè)量條件，以此能夠得到準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)值。但是對(duì)于電子電氣產(chǎn)品而言，由于涉及到的材料種類較多，因此在進(jìn)行元素分析的過(guò)程中，其形成的特征譜線，經(jīng)常會(huì)受到測(cè)試樣品當(dāng)中的一些基體影響，同時(shí)元素當(dāng)中的譜線在重疊之后，也會(huì)產(chǎn)生一定的干擾。對(duì)于這些影響因素而言，都需要利用工作曲線進(jìn)行相應(yīng)的校正[4,5]。

對(duì)于被測(cè)樣品的采譜測(cè)定分析，主要是將待測(cè)樣品放置到室內(nèi)環(huán)境下，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試分析。但是對(duì)于樣品為液體、粉末或者顆粒而言，一旦在使用的過(guò)程中，存在著較小的樣品，就使得在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，需要使用一些不可重復(fù)的薄膜，并放置在樣品杯當(dāng)中，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量分析。而在操作窗口薄膜的過(guò)程中，一不小心接觸到了表面，也不會(huì)發(fā)生樣品受到嚴(yán)重污染的問(wèn)題。為此，對(duì)于樣品而言，就需要完全的覆蓋到光譜儀之上，進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量分析。其次，對(duì)于輕合金而言，則需要控制在4mm的厚度上，而對(duì)于密度較大的合金而言，則需要控制在1mm 的厚度，同時(shí)塊狀塑料為1cm厚度，而粒裝塑料則需要放置在杯中，這樣才可以滿足測(cè)定的基本需求。

最后在定性分析的過(guò)程中，主要是基于特征X射線熒光的波長(zhǎng)，以及能量與原子序數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣就可以實(shí)現(xiàn)定性分析。其次，一旦需要對(duì)待測(cè)樣品的目標(biāo)元素進(jìn)行定性分析，就需要充分的保障測(cè)量條件的穩(wěn)定性，因此才可以很好的在測(cè)量的過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量的效果，并不會(huì)受到其他外界因素的影響。特別是在一些復(fù)雜的待測(cè)物體的測(cè)定中，需要格外的注意這一要素。

6 總結(jié)

綜上所述，在本文的分析中，主要是針對(duì)58錳礦中氯的X射線熒光光譜法測(cè)定進(jìn)行詳細(xì)的分析，以此明確出該技術(shù)可以很好的起到氯量的分析測(cè)定，并有著較高的準(zhǔn)確性和效率性，成為一種可靠的技術(shù)類型。