云南云铜锌业股份有限公司质检中心
摘要：本文采用粉末压片法制样,建立了用波长色散X射线荧光光谱法测定窑渣中锌铁硅钙镁铜铟银等元素的方法。以分析窑渣中主含量元素为主要目的,分别对制样条件的选择、分析条件的优化进行了研究,并详细讨论了如何减小基体校应、矿物效应和元素之间的干扰,采用经过多次化学分析的生产样品作为标准样品绘制校准曲线,并选择相应程序进行曲线拟合线性相关性较好。该方法分析快速，准确，环保。
关键词：波长色散；X射线荧光；窑渣
前言：窑渣是公司氧化锌分厂的重要生产物料【1】，传统化学法分析窑渣中锌，铁，硅，钙，镁，铜等元素的分析时间要三天，采用X射线荧光光谱法分析只需要20分钟，该分析方法准确，快速，环保，不消耗化学试剂。由于窑渣含碳量高，颗粒间的粘结性差，常规的粉末压片难于压片成功，因此本文就窑渣样品的压品及分析条件的选择做具体的阐述。
1.实验部分
1.1 粉末压片实验条件的选择
1.1.1粉末压片实验仪器
ZHY-401型压片机（北京众和有限公司）
Axios X射线荧光光谱仪（荷兰帕纳科公司）及SuperQ4.0J软件
1.1.2 粉末压片实验试剂
硼酸，酒精。
1.1.3 粉末压片粘结剂的选择
1.1.3.1用酒精做粘结剂
用酒精做粘结剂，再用硼酸衬底镶边，压10个样品，发现有8个样品压不起样饼，用酒精做粘结剂压样失败。
1.1.3.2用硼酸做粘结剂
将窑渣样品与硼酸分别于10:2.5；10:5.0；10:10的比例配比，用研钵混匀3分钟，混合后的样品再用硼酸衬底镶边，压10个样品，结果如下：
表1 不同硼酸配比压样实验表
1.1.4 硼酸配比10:10的样片均匀性测定
用同一个窑渣样品，以10:10的硼酸配比压5个样饼，间隔25天用 Axios X射线荧光光谱仪Omnian曲线进行强度测定实验，以硼酸配比10:10压样的样片均匀，间隔25天用 Axios X射线荧光光谱仪Omnian曲线扫描的强度稳定，具备用 Axios X射线荧光光谱仪分析的条件。
1.2 用 Axios X射线荧光光谱仪分测定窑渣的条件选择
1.2.1样品激发参数选择
样品激发参数的选择主要是，激发功率的选择，分光晶体选择，初级准直器选择，滤光片选择和探测器选择【4】。
1.2.1.1激发功率的选择依据
轻元素低能光谱用低电位，大电流；重元素采用高电压低电流激发，且必须遵循等功率变换原则（KV´mA = 衡定功率）。
1.2.1.2分光晶体选择依据
分光晶体的选择参照下表选择：
表2 分光晶体选择表
1.2.1.3 准直器选择依据
准直器选择参照下表：
表3准直器选择表
1.2.1.3 探测器选择依据
实验室使用的Axios X射线荧光光谱仪有流气正比计数器、闪烁计数器。流气正比计数器: 适用于轻元素和长波辐射的测量:0.08 - 12nm (0.1 - 15 keV )；闪烁计数器: 适用于重元素和短波高能辐射的测量: 0.04- 0.15nm (8.0 – 30 kev );
1.2.2样品激发参数选择结果
根据样品激发参数的选择依据，窑渣各个元素的测定条件见下表：
表4 窑渣各个元素的测定条件
2.窑渣标准曲线的建立及测定结果
2.1 窑渣标准曲线的建立
窑渣标准曲线的建立以化学法的分析结果为基础，其中Zn,Cu为极谱分析法测定，Pb,Cd,In,Ag,Mg为原子吸收法测定，Fe为硫酸铈法滴定，Ca为滴定法测定，SiO2为滴定法测定，As为蒸馏分离法滴定测定【2】，硫为库伦滴定法【3】。
标准曲线选用了20个样品，20个样品的元素含量各不相同，有代表性，并且有一定的曲线浓度范围。
2.2 窑渣标准曲线的校正和测定结果比较
2.2.1窑渣标准曲线的校正
窑渣标准曲线测定的准确度主要受到样品基体基体组成或状态变化对分析线强度的影响，称基体效应。基体效应可分为两类：一类是吸收-增强效应：是基体的化学组成变化或基体对分析线的吸收或增强影响；第二类是物理状态效应:样品组分的颗粒度、均匀性，密度，结晶构造、表面状态及价态变化对分析线强度的影响。
Axios X射线荧光光谱仪自带的SuperQ软件可以自动校正基体效应【5】，校正项的选择遵循以下规律：
(1)根据标准系列中各元素浓度的散布宽窄选择; 浓度散布范围越宽的元素，对分析强度的影响越大，越应选为校正项;
(2) 根据分析元素与基体元素原子序数的远近选择; 越接近分析元素的基体项,越应优先考虑;
(3)对分析线的质量吸收系数越大，越应优先考虑;
根据以上规律，在建立窑渣标准曲线时也选择了适合每个元素的校正项，第二类物理状态效应通过建立标准曲线标准与样品同步可以解决。
2.2.2窑渣标准曲线测定结果与化学法分析比对结果
实验室使用的Axios X射线荧光光谱仪建立的窑渣标准曲线的测定结果见下表：
表5-1窑渣标准曲线测定结果与化学法分析比对结果
表5-2 窑渣标准曲线测定结果与化学法分析比对结果
表5-3 窑渣标准曲线测定结果与化学法分析比对结果
3. 实验结论
用Axios X射线荧光光谱仪建立窑渣曲线的实验过程中，攻克了压片难的问题；解决了建立窑渣曲线的前提，同时用20个标准样品成功地建立了标准曲线，用标准曲线测定的样品中各组分的分析结果与化学法分析一致，分析符合窑渣生产控制分析的误差范围；可以应用于指导窑渣生产。
参考文献：
[1]铅锌冶金学编委会:《铅锌冶金学》科学出版社，2004，8（5）349-350
[2]北京矿冶研究总院测试研究所编委会:《有色冶金分析手册》冶金工业出版社，2004，2（1-26）155-258.
[3]刘珍主编:《化验员读本》下册，化学工业出版社，2004，12（6）52-54
[4]吉昂，陶光仪，卓尚军，罗立强:《 X射线荧光光谱分析》科学出版社，2003，9(2) 155--156
[5]Peter Brouwer:《XRF的理论，原理简介》PANalytical B.V.，2006，5(6)49-53
论文作者:杨洪艳,刘茂利
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/28
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