X熒光熔融分析蛇紋石方法研究

杜建民 鄭建道 杜 娟

(安陽鋼鐵股份有限公司)

X熒光熔融分析蛇紋石方法研究

杜建民 鄭建道 杜 娟

(安陽鋼鐵股份有限公司)

對蛇紋石X熒光熔融分析方法進行了研究。采用滑石、鎂砂等標準樣品，配制成蛇紋石標準系列，用于蛇紋石檢測。蛇紋石含有一定量的結晶水，熔融后，同樣的含量，因稀釋后的體積不同，將產生偏差，通過校正，提高了檢測結果的準確性。

蛇紋石 熔融 X熒光分析

0 前言

蛇紋石是一種含水的富鎂硅酸鹽礦物的總稱，其結構為Mg6(Si4O10)(OH)8，由于產地不同，常含有 Fe2O3、Al2O3、CaO、以及少量的磷酸鹽、硫酸鹽、NiO等雜質。在冶金行業，常作為冶煉溶劑的配料和耐火材料。如:在高爐和燒結配料，添加一定量的蛇紋石作造渣劑可明顯地改善爐渣的流動性，使燒結礦具有較好的結構特征和機械強度［1］。由于受標樣的限制，蛇紋石成分檢測多采用化學分析(重量法測定SiO2，EDTA容量法測定CaO、MgO，光度法測定 Al2O3、Fe2O3、P2O5、NiO，紅外碳硫議測定 S)。采用X熒光熔融分析蛇紋石，有兩大難題，一是標樣，至今還沒有蛇紋石標樣出售;二是蛇紋石含帶有一定量的結晶水，熔融后，同樣的成分，因稀釋的體積不一致造成大的偏差。資料［2］采用爐渣、粘土、鋁土礦標樣以及蛇紋石控樣，高溫灼燒后，Li2B4O7熔樣，X熒光分析蛇紋石。筆者采用滑石、鎂砂標準樣品扣除燒失量后，配加少量的鐵精礦，配制成近似蛇紋石標準系列，根據蛇紋石成分的酸度指數［3］13，采用Li2B4O7－LiBO2－LiF混合熔劑熔樣，用X熒光分析蛇紋石，同時，對蛇紋石中的主要成分:SiO2、MgO、Fe2O3分析結果偏高與分析總量偏高的對應關系進行校正，取得了較好的效果。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

島津MXF－2400X射線熒光光譜儀;TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融爐;無水四硼酸鋰－偏硼酸鋰－氟化鋰混合熔劑(3+6+1);碘化銨。

1.2 儀器工作條件

TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融爐工作條件:自動三檔，靜熔300 s，轉動240 s。MXF－2400X射線熒光光譜儀工作條件見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 實驗方法

稱取0.7000 g已烘過的(105℃，烘干2 h)蛇紋石樣品于熔融爐專用鉑—黃金坩堝中，加入7.00 g混合熔劑，混勻后，加入約0.1 g碘化銨，蓋上坩堝蓋，按照TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融爐的工作條件，960℃，靜熔5 min，轉動4 min，取下，搖勻后冷卻，倒出冷卻后的樣片，按照MXF－2400X射線熒光光譜儀的工作條件進行測定。

2 結果與討論

2.1 熔劑的選擇

常用的熔劑有:Li2B4O7、LiBO2、Li2CO3等。采用混合熔劑可降低熔點［3］24，加入少量的LiF作助熔劑，可改善熔體的流動性。根據蛇紋石的結構，本試驗分別采用 Li2B4O7、Li2B4O7－LiBO2、Li2B4O7－Li-BO2－LiF等不同的配比熔融蛇紋石樣品，結果表明:Li2B4O7－LiBO2－LiF比較好，熔點低，熔融狀態流動性好，可有效地降低熔樣溫度。

2.2 熔樣溫度

蛇紋石含有少量的硫化物成分，高溫熔樣時，可形成SO2揮發，為此，在滿足分析精度的前提下，盡量降低熔樣溫度，以保證S的分析精度，本試驗分別采用1100℃、1050℃、1000℃、950℃、900℃等溫度熔樣，進行精密度試驗和紅外碳硫議測定S對比，結果表明:低于1000℃，S的測定結果趨于一致，綜合考慮，熔樣溫度選擇960℃。

2.3 熔劑與礦樣的量比

高溫熔樣，熔劑與樣品的量比取決于被測成分的靈敏度和熔劑的試劑空白，對于被測成分的靈敏度較高，在保證分析精度的前提下，盡可能減少稱樣量。由于熔樣所用的熔劑是分析純試劑，對熔劑中的雜質成分較高，而且影響樣品中被測成分的精度，熔劑的用量要少一些。一般要求熔劑與礦樣的比例8～12∶1，對于不同的熔劑，也存在一定差異，經試驗:熔劑與礦樣的比例為10∶1較好。

2.4 工作曲線

蛇紋石，目前還沒有定值的標準樣品。為達到X熒光熔融分析蛇紋石的目的，經試驗，采用GBW03130、GBW03131滑石標準樣品;BH0116－2A鎂砂標準樣品高溫灼燒后，還原到扣除燒減后的標準含量，與GBW07221a鐵礦石標準樣品，配制成與蛇紋石成分相近的系列，采用實驗方法熔融，繪制蛇紋石分析的標準曲線，滿足分析的需要。

2.5 分析結果的校正

蛇紋石含有一定量的結晶水和少量的易揮發性成分，高溫熔融后揮發，造成熔融后的樣片的質量不一樣，同樣的含量因稀釋的體積不一致，造成有燒失量的樣品分析結果偏高，而且，燒失量越高偏差越大。為消除其影響，需對主成分的分析結果進行校正。經試驗:依據燒失量為零的樣品，熔融后樣片的質量、其主要成分SiO2、MgO的含量與測定各成分總量和的對應關系，分別計算在不同燒失量的條件下，SiO2、MgO偏高值與成分總量和的變化，計算出分析總量與主成分SiO2、MgO的偏高系數，利用X熒光計算機軟件的功能，對主要成分SiO2、MgO進行校正，達到了滿意的效果，對于低含量的成分(＜10%)，燒失量低的樣品(＜15%)，校正結果小于0.1%，可忽略校正。

2.6 精密度試驗

按照實驗方法，對任選一蛇紋石樣品，在同樣條件下，熔融6個樣片，用于X熒光分析，結果見表2。

表2 蛇紋石精密度試驗

3 樣品分析

選擇兩個蛇紋石樣品，采用X熒光分析和化學－ICPAES法測定結果進行比對。其結果見表3。

表3 蛇紋石分析結果比對wt%

由表3可看出，X熒光分析法具有較好的準確度。

4 結束語

用X熒光熔融測定蛇紋石樣品，是對沒有標樣而實施X熒光分析的一種嘗試，方法操作簡便快捷，準確可靠，和化學分析相比，大大提高了工作效率和工作質量，為開發其他品種檢測，提供了依據。

［1］ 萬義東.配制蛇紋石提高燒結礦強度的生產實踐.河北冶金，2010(1):45－48.

［2］ 蔣薇.X射線熒光光譜分析法測定蛇紋石成分.化學分析計量，2009，18(3):80 －81.

［3］ Fernand Claisse，Jimmy S.Blanchette［加］著.卓尚軍譯.硼酸鹽熔融的物理與化學.上海:華東理工大學出版社，2006:13－24.

STUDY ON X－RAY FLUORESCENCE MELTING ANALYSIS TO SERPENTINE

Du Jianmin Zheng jiandao Du Juan

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The serpentine X－ray fluorescence analysis was studied on melting sample.Serpentine standard series was prepared with talcum and magnesite etc standard specimen for inspection.Accuracy of testing result was improved by correcting the deviation due to crystal water in the serpentine.

serpentine melting X－ray fluorescence analysis

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2011—5—16