X-射線熒光光譜法測(cè)定鹿鳴礦業(yè)鉬精礦中銅

吳學(xué)偉， 樊 帆， 程永彪， 劉 杰

（伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司， 黑龍江 鐵力 152500）

X-射線熒光光譜法測(cè)定鹿鳴礦業(yè)鉬精礦中銅

吳學(xué)偉， 樊 帆， 程永彪， 劉 杰

（伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司， 黑龍江 鐵力 152500）

采用粉末壓片法制樣，利用鹿鳴礦業(yè)鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品建立工作曲線，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)定鉬精礦中銅。測(cè)定結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)定值相符，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.35%～4.75%之間，可滿足日常分析的需要。

壓片 X射線 鉬精礦 礦物效應(yīng)

鉬精礦俗稱“工業(yè)味精”，是生產(chǎn)工業(yè)氧化鉬、鉬鐵以及其他金屬產(chǎn)品的重要原料。通常用作合金及不銹鋼添加劑，可增強(qiáng)合金的強(qiáng)度、硬度、可焊性及韌性，還可增強(qiáng)其耐高溫強(qiáng)度及耐腐蝕性能。Cu為鉬精礦產(chǎn)品中的含雜元素，準(zhǔn)確分析Cu含量對(duì)提高鉬精礦產(chǎn)品的品質(zhì)有著重要作用。

鉬精礦中銅的分析方法有極譜法［1］和原子吸收法［2］等方法。X熒光光譜法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種快速、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好、精密度高的分析方法。分析樣品無(wú)需進(jìn)行消解，具有樣品制備簡(jiǎn)單、測(cè)量不損壞試樣、對(duì)環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，只要建立方法，即可滿足多樣品多元素的快速測(cè)定需要。本文通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，采用粉末壓片法［3］，針對(duì)鹿鳴礦業(yè)鉬精礦基體性質(zhì)選擇合適的分析條件，使用內(nèi)控系列標(biāo)準(zhǔn)樣品建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過(guò)大量數(shù)據(jù)對(duì)比調(diào)整工作曲線到最佳狀態(tài)，很好地測(cè)定了鉬精礦中的Cu元素含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

Axios系列波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀（荷蘭帕納科公司），儀器型號(hào)為PW4400，光管功率為4 000 W，最大激發(fā)電壓為60 kV，最大電流為125 mA。配備16個(gè)位置的樣品交換器（直徑32 mm）、dell計(jì)算機(jī)以及superQ分析軟件，ZHY-401A型電動(dòng)壓片機(jī)（北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限公司）。

由于鉬精礦中各元素的含量變化相對(duì)較大，譜線干擾也較為嚴(yán)重，因此對(duì)Cu的測(cè)量條件進(jìn)行了仔細(xì)篩選，可供選擇的譜線有Ka、Kb、La。其中，Ka線能量大，加Al（750）濾光片后強(qiáng)度適合，不受其他元素的譜線干擾，故選擇Ka線作分析線，元素測(cè)定條件見(jiàn)表1。

表1 元素測(cè)定條件

1.2 樣品粒度影響

樣品的粒度大小與均勻性直接影響X射線在樣品上的散射、吸收和激發(fā)。對(duì)不同粒度下壓片的測(cè)定效果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)粒度對(duì)測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確度均有較大的影響，粒度越大，得到的信號(hào)越不穩(wěn)定，測(cè)量的結(jié)果越不準(zhǔn)確。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粒度小于0.090 mm時(shí)，測(cè)定結(jié)果趨于穩(wěn)定。因此，標(biāo)準(zhǔn)樣品與生產(chǎn)樣品的粒度必須小于0.090 mm。

1.3 壓片機(jī)壓力確定

將粉末樣品分別在不同的壓力下壓片，對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，熒光強(qiáng)度隨著壓力的增大而增大，當(dāng)壓力大于15 t后，各元素?zé)晒鈴?qiáng)度基本不再變化。本實(shí)驗(yàn)選用的壓力為20 t，保壓時(shí)間為30 s。壓片機(jī)壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 壓片機(jī)壓力與熒光強(qiáng)度關(guān)系圖

1.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品制備

標(biāo)準(zhǔn)樣品與測(cè)定樣品在基體方面要保持一致或相似。選取不同品位段的內(nèi)控樣品，將樣品進(jìn)行加工處理，研磨至粒度小于0.074（200目），用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)樣品進(jìn)行定值（平行測(cè)定取平均值）。本次實(shí)驗(yàn)選取w（Cu）=0.31%～8.12%的鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品。

1.5 背景扣除與PHD檢查

建立曲線時(shí)，樣品背景的扣除和PHD的檢查直接影響樣品的測(cè)定結(jié)果。若樣品背景扣除過(guò)多，則樣品測(cè)量數(shù)據(jù)偏低；若背景扣除過(guò)少，則樣品數(shù)據(jù)測(cè)量偏高。故選取標(biāo)準(zhǔn)樣品中品位段在中間部分的樣品進(jìn)行扣背景與PHD檢查較為合適。

1.6 工作曲線建立及樣品分析

按照選定的參數(shù)和工作條件設(shè)定儀器，對(duì)鉬精礦系列標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)定，在Super Q 4.0分析軟件上進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、回歸曲線，通過(guò)曲線回歸的優(yōu)劣確定最佳工作條件，根據(jù)工作條件建立最佳工作曲線，確立分析方法［4］。

2 結(jié)果與討論

2.1 基體效應(yīng)與譜線重疊校正

由于壓片法存在顆粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分含量變化很大，需進(jìn)行基體效應(yīng)校正。帕納科所用的校正數(shù)學(xué)公式［5］為：

式中：Ci為未知樣品中分析元素i的含量；Di為分析元素i的校正曲線的截距；Lik為干擾元素k對(duì)分析元素i的譜線重疊干擾校正系數(shù)；Zk為干擾元素k的含量或計(jì)數(shù)率；Ei為分析元素i校正曲線的斜率；Ri為分析元素i的計(jì)數(shù)率；n為共存元素的數(shù)目；a為基體校正因子；i、j、k分別代表分析元素、共存元素和干擾元素；Zj為共存元素含量。

2.2 檢出限計(jì)算公式

式中：m為單位含量的計(jì)數(shù)率；Ib為背景計(jì)數(shù)率；tb為背景的計(jì)數(shù)時(shí)間；LD為Cu元素檢出限，為60μg/g。

2.3 精密度與準(zhǔn)確度

對(duì)三個(gè)鉬精礦樣品分別進(jìn)行10次測(cè)定，本方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都低于0.005%，詳見(jiàn)表2。

表2 Cu元素含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）精密度實(shí)驗(yàn) %

對(duì)多個(gè)鉬精礦樣品分別用化學(xué)法和本法進(jìn)行含Cu分析，本法與化學(xué)法結(jié)果差值在允差值范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都低于0.02%，詳見(jiàn)表3。

表3 Cu元素含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）精密度分析結(jié)果對(duì)照 %

2.4 長(zhǎng)期穩(wěn)定性考察

儀器的穩(wěn)定性是驗(yàn)證儀器及方法能否用于生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)鍵因素。選取一個(gè)鉬精礦樣品在不同的時(shí)間分別測(cè)定8次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.001%，詳見(jiàn)表4。

表4 Cu元素含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)（2015年）%

3 結(jié)語(yǔ)

用X射線熒光光譜法對(duì)鹿鳴礦業(yè)鉬精礦中銅的測(cè)定結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法相比沒(méi)有明顯差異，且大量鉬精礦出廠產(chǎn)品中含銅的熒光分析數(shù)據(jù)與各大廠家反饋數(shù)據(jù)的誤差在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。本方法具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)試速度較快、測(cè)量樣品成本較低等優(yōu)點(diǎn)，可推廣使用。

［1］ 孫淑媛，孫齡高，殷齊西，等.極譜法測(cè)定銅［J］.礦山及有色金屬分析手冊(cè)，1990，12（1）：255-256.

［2］ 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.中華人民共和國(guó)有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T555.6—2009鉬精礦化學(xué)分析方法銅、鉛、鉍、鋅量的測(cè)定火焰原子吸收光譜法［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［3］ 武映梅，石仕平，宋武元.X射線熒光光譜粉末壓片法檢測(cè)合金鑄鐵中13種成分［J］.冶金分析，2012，32（7）：32-37.

［4］ 楊登峰，張曉蒲，田文輝.能量色散X-射線熒光光譜法測(cè)定鉬精礦中鉬、鐵、鉛、銅、二氧化硅、氧化鈣［J］.冶金分析，2006，26（6）：1.

［5］ 張敏，李小莉.能量色散X射線熒光光譜儀在鉬礦選礦流程中的應(yīng)用［J］.冶金分析，2016，36（3）：54-58.

（編輯：胡玉香）Determination of Copper of Luming Mining in Molybdenum Concentrate by X-ray Fluorescence

WU Xuewei，F(xiàn)AN Fan，CHENG Yongbiao，LIU Jie
（Yichun Luming Mining Co.，Ltd.，Tieli Heilongjiang 152500）

The powder tabletting sample of legal system and the molybdenum concentrate standard sample of Luming Mining were adopted to establish working curve and the copper is determined by XRF in molybdenum concentrate. The determination results are in conformity with national standard method of measurements，relative standard deviation is between 0.35%to 4.75%，which can meet the needs of the daily analysis.

tablet，X-rays，molybdenum concentrate，effect of mineral

TG115.22+2

A

1672-1152（2016）05-0024-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.05.09

2016-06-22

吳學(xué)偉（1986—），男，于鹿鳴礦業(yè)質(zhì)技中心從事鎢鉬礦石多元素、鉬精礦中含雜元素X熒光分析，工程師。