摘要：采用X射线荧光光谱法测定铁矿石中的SiO2、Al2O3、P、Mn、CaO、MgO、Ti、Cu、Zn等9个组分，以Li2B4O7做熔剂熔融制样，以22个铁矿石标准物质建立标准曲线，用经验校正法校正模式进行回归校正。与传统化学分析方法相比，该法对铁矿石中元素的测量结果满意，方法快速、简便、准确、精密度好。
关键词：X射线荧光光谱法；熔融制样；铁矿石；经验校正法。
1.引言
铁矿石是钢铁工业的主要原料，随着我国钢铁工业的迅猛发展，我国铁矿石的进口量猛增，传统的化学分析方法由于操作繁琐、周期长等原因，已经远远不能满足快速检测的需求。X射线荧光光谱法由于其快速、准确等优点已在铁矿石的检测中得到广泛的应用。
金山店矿业公司作为武钢的矿山基地，面对采购的矿石原料来源比较广，为了消除铁矿石由于矿种、粗细带来的矿物效应、粒度效应等不均质效应给检测带来的难度，降低基体效应的影响，采用对一份重量的样品添加一定比例重量的熔剂的玻璃熔片法来预处理样品。大量的实验数据表明，建立的方法可以快速测定铁矿石中多种杂质元素，消除了制样和仪器稳定性所带来的误差，而且测量结果的准确度和精密度高。
2.实验部分
2.1仪器与试剂
理学Rigaku ZSX Primus Ⅱ波长色散扫描式X射线荧光光谱仪，配有端窗式Rh靶X光管，4kW，配有LiF200、LiF220、PET、RX25、Ge共5块晶体；
TNRY-02AX荧光光谱分析专用全自动熔样机，洛阳特耐实验设备有限公司；
易事特JSW—10kVA精密净化交流稳压电源；
冷却循环水机LX—S65—BSP，北京合同创业科技有限公司；
铂-黄合金坩埚（95%Pt+5%Au）：30mL，常熟市常宏贵金属公司；
盘式振动研磨仪RS200，碳化钨研磨罐100ml，德国莱驰公司；
电子天平，CP225D，精密度达万分之一，德国赛多利斯公司；
无水四硼酸锂，AR，洛阳特耐实验设备有限公司，
碘化钾，AR，配置400mg/ml溶液：准确称取碘化钾40g于250ml烧杯中，加水溶解，定容于100ml，储存于100ml棕色滴瓶中。
2.2元素测量条件
ZSX Primus Ⅱ使用端窗Rh 靶X射线管，根据Rh靶X光管对轻元素的测量条件，当元素序号Z≤23时，选择最佳管电压30—50kV和管电流60—75mA；当元素序号Z＞23时，则选择管电压50—60kV和管电流40—60mA。由此来确定各元素的最佳测量条件（见表1）。
表1 测量条件
2.3玻璃熔片制备
通过对熔融玻璃片法制样条件的多次试验，选择以下熔样方法：准确称取0.7000g 经烘干的铁矿石样品，置于预先盛有8.0000g Li2B4O7熔剂的铂黄坩埚中，用牛角勺混匀，加入4ml碘化钾溶液做脱模剂，放入全自动熔样机中进行熔融铸模（熔融条件设定见表2），供X荧光分析检测。
表2 全自动熔样机程序设定
2.4工作曲线的建立
根据生产实际工作中要求检测的铁矿石样品各组分浓度范围，按所定的实验条件测量不同含量铁矿石标准物质中所含各元素的X射线荧光强度，采用分析软件ZSX进行线性回归。经验校正法（标准样品比较法）原理：利用荧光X射线测量强度与浓度之间的关系曲线，并根据未知样品的荧光X射线强度进行定量分析。校正程序用于建立经验校正法中的校正曲线，完成标准样品的测量以后，用校正程序对各组分进行计算，以做好定量分析准备。校正计算的设置包括回归公式、背景扣除方法、基体校正方法等。各公式中的常数项见计算公式。当样品数少时，有的公式不能使用。选项中的〈使用计算值〉用于计算基体校正系数，不在此进行选择。
Wi=A×Ii3+B×Ii2+C×Ii+D
Wi 表示浓度或膜厚，Ii 表示X射线强度。
表3 Si、Al元素校正曲线
3.结果与讨论
3.1分析方法的精密度
取铁矿石标准物质W88302按要求熔取10个样片，用XRF法测定各组分含量，通过统计处理，计算出各组分含量的平均值（x）、标准偏差（s）和相对标准偏差（RSD），列于表4。
表4 精密度试验
3.2铁矿石样品分析
为验证方法的准确性和适用范围，应用本法测量标准物质和不同矿区的铁矿石样品，由表5结果可见，测量值与参考值（标准值）或化学法测定值符合良好。
表5 实际样品分析
4.结语
本法采用X射线荧光光谱法测定铁矿石中SiO2、Al2O3、P、Mn、CaO、MgO、Ti、Cu、Zn等9个组分，被测元素的含量范围可从常量到微量，对不同品位、不同种类的铁矿石分析具有较高的实际应用价值。与传统化学分析方法相比，分析结果的精密度和准确度较高。玻璃熔片法制样简单，减少了人为误差，该分析方法可在接样后30分钟之内报出分析结果，减少了分析人员的劳动强度，满足了生产的快速需要。
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作者简介：孙兴军，本科学历，2008年7月毕业于长安大学，理化检验助理工程师，在武钢资源集团金山店矿业有限公司生产服务中心从事产品质量管理工作。
论文作者:孙兴军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/11
标签：铁矿石论文; 射线论文; 荧光论文; 样品论文; 测量论文; 方法论文; 元素论文; 《基层建设》2019年第21期论文;