X射線熒光光譜法分析鎂砂中的主次成分

吳增升 劉志民

(中國第一重型機械股份公司 天津重型裝備工程研究有限公司，天津 300457)

0 前言

鎂砂是冶金及焊劑生產行業中廣泛應用的原材料[1]。鎂砂中化學成分的分析一般采用傳統的化學分析法，分析周期長，且大多需分離干擾元素。國內在這方面的報道較少，且多數方法采用粉末壓片法或簡單經驗系數校正，并不能很好地消除樣品基體的吸收-增強效應[2-3]。本文采用熔融玻璃片法制樣，建立了X射線熒光光譜快速分析鎂砂中MgO，Al2O3，SiO2，CaO，P2O5，Fe2O3等化學成分的方法[4]。

1 實驗部分

1.1 儀器設備

Axois X射線熒光光譜儀(荷蘭帕納科儀器公司)；DY 501型電熱熔融設備(上海宇索儀器公司)；Pt-Au坩堝和模具。

1. 2 試劑

四硼酸鋰-偏硼酸鋰(67+33)：在800 ℃灼燒2 h后置于干燥器中備用；溴化鋰溶液(300 g/L)；P10氣體(90%氬氣+10%甲烷)；鎂砂標準樣品：JRRM 401，JRRM 402，JRRM 403，JRRM 405，JRRM 406，JRRM 407，JRRM 410(日本耐火物質技術協會)。

1.3 試樣

105 ℃干燥2 h，粒度不大于150 μm。

1.4 樣品片的制備

準確稱取0.700 0 g試樣，7.000 g混合助熔劑于鉑黃金坩堝內，混勻，加入1 mL溴化鋰脫模劑，按如下程序制得熔融片：熔融溫度1 100 ℃，熔融時間20 min，靜止時間1.5 min。

1.5 測量條件

X射線熒光光譜儀測定條件見表1。

表1 待測組分測量條件Table 1 Measuring conditions of analyzed elements

2 結果與討論

2.1 熔融法制片

熔融法制樣可以消除顆粒效應，減少甚至消除基體的吸收-增強效應[5]，樣片表面光滑均勻，耐輻射性較好。

(1)樣品制備溫度的優化

在950，1 000，1 050，1 100，1 150 ℃下進行了樣品片的制備實驗，結果表明，樣品熔融溫度在1 100 ℃時，制得的樣品片表面光滑、無氣泡且比較均勻。故實驗選擇的樣品熔融溫度為1 100 ℃。

(2)樣品制備時間的優化

實驗了在1 100 ℃下5，10，15，20，25 min的樣品熔融時間，結果發現5～15 min樣品沒有完全成為熔融體，熔融時間在20 min 以上熔融體均勻，符合實驗要求。故實驗選擇20 min為樣品熔融時間。

(3)脫模劑用量的選擇

在樣品中加入0.75，1.00，1.50 mL的 LiBr溶液制備樣品，加入0.75 mL LiBr時，并沒有形成表面光滑且均勻的熔融體，且容易出現樣品破碎的情況。加入1.00 mL LiBr溶液后，制得的樣品片符合實驗要求，制備成功率較高，故選擇加入1.0 mL LiBr溶液作為脫模劑。

2.2 基體效應的校正

實驗采用熔融法制備樣品，可以消除大部分的試樣粒度效應和礦物效應，降低了吸收-增強效應[6]。在實驗中，我們采取理論α系數法校正基體干擾，效果良好。

2.3 校準樣品及標準曲線

在表1的儀器設備參數下進行了7個鎂砂標準樣品的測定，各待測組分標準曲線的線性相關系數、檢出限如表2所示。

表2 待測組分線性相關系數及檢出限Table 2 Related coefficients and detection limits

2.4 準確度及精密度評定

選擇鎂砂標準樣品JRRM 404和426，在優化好的條件下進行了10次測定，統計了10次測定結果的平均值和相對標準偏差，結果如表3所示。相對標準偏差均在3%以下，方法的精密度較好。對標準樣品的測定值與認證值基本吻合。

表3 準確度和精密度評定Table 3 Precision and accuracy of the method /%

3 結論

用X射線熒光光譜法定量分析鎂砂中MgO，Al2O3，SiO2，CaO，P2O5，Fe2O3等組分，方法簡單，可操作性高，方法的準確度高，精密度好，可作為鎂砂樣品的快速分析方法。

[1] 王維邦.耐火材料工藝學[M].北京:冶金工業出版社,1993:116-133.

[2] 謝忠信,趙宗鈴,張玉斌,等.X 射線光譜分析[M].北京:科學出版社,2007:465-507.

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[4] 章連香,符斌.X-射線熒光光譜分析技術的發展[J].中國無機分析化學,2013,3(3):1-7.

[5] 吳增升,劉志民.X-射線熒光光譜法分析硅質耐火材料的主次成分[J].化學分析計量,2011(3):43-45.

[6] 蔣曉光,林忠,李衛剛.X-射線熒光光譜法測定硅石中主次成分[J].冶金分析,2008,28(10):31-35.