X射線熒光光譜法測定二氧化硅相關研究

馬春紅，許小慧，郭穎超

（承德華勘五一四地礦測試研究有限公司，河北承德 067000）

X射線熒光光譜法測定二氧化硅相關研究

馬春紅，許小慧，郭穎超

（承德華勘五一四地礦測試研究有限公司，河北承德 067000）

簡要對硅酸鹽的二氧化硅測定進行分析，將實驗部分以及實驗方法、結果進行說明，最后進行不確定度的評定，以期為其他測量元素的研究提供理論基礎。

X射線；光譜法；二氧化硅

1 實驗部分

實驗中采用的儀器為日本島津公司生產的XRF-1700型X射線熒光光譜儀，其工作條件是端窗鈹窗銠靶X射線管，35μm，超薄鈹窗，功率為5kW，最大的工作電流為100mA，操作軟件為SuperQ4.0，硅元素測量條件設定為∶分析晶體為PE001，探測器為Flow，電壓35kV，峰位角為109°。采用的高頻熔樣機為成都多林電器有限公司生產的HMS-I-MZ-051型。

采用的溶劑為無水四硼酸鋰，其灼減小于0.3%，溴化銨以及碘化銨，采用的評定方法為top-down技術，該評定技術在X射線熒光光譜分析法的領域得以廣泛應用，本實驗旨在為今后的評定方法提供一種模板。

2 實驗方法與結果

本實驗根據國標（GB/T14506.28-2010）硅酸鹽巖石化學分析技術方法的第二十八部分以及《地質礦產實驗室測試質量管理規定》對目標樣品進行實驗，采用硅酸鹽（0.500±0.000 1g）的研磨粉末以及無水四硼酸鋰、溴化銨等進行混合，混合比例為1∶10，再加入碘化銨以及溴化鋰做脫模劑。在HMS-IMZ-051型高頻熔樣機中，在1 000℃進行10min的熔融，最后制作成為玻璃片。將制成的玻璃片在X射線下進行熒光光譜測定，根據數學模型以及工作曲線進行成分含量的測定。本實驗對硅酸鹽的分析方法是基于國家標準物質手冊進行全面測定，利用硅酸鹽作為分析標樣進行檢測，其測量數據如表1所示。

表1 硅酸鹽中二氧化硅測定數據

在實驗過程中，灼燒時間以及粒度對于熒光光譜分析的影響較大，灼燒時間影響樣品的重量，粒度的大小則會影響到熒光光譜檢測儀的檢測效果，在高頻熔樣機上采用1 000℃的溫度進行灼燒10min，在進行灼燒的過程中，灼燒減量逐漸趨于不變，此時的樣品基本達到恒定重量。粒度是采用壓片過程中的一個較為重要的因素，在進行壓片時取120目、150目、200目、250目進行篩選最后進行實驗，粒度對于滴定測試的影響很小，但是對于XRF的測試結果影響較大。當實驗結果中壓片大于200目時，粒度對于熒光光譜分析的影響可以忽略不計。

3 結果與討論

3.1 不確定度評定

本實驗的研究結果采用top-down技術中的質量控制圖表進行硅酸鹽中的二氧化硅元素測量不確定度的評定，對實驗中所測量的實驗數據采用AD（Anderson-Darling）進行正態分布分析，取正態分布測量的中間值，并利用正態分布的中間統計量以及正態統計量進行修正，采用的修正值計算其標準偏差，當移動偏差小于1時，測量數據可以視為正態性以及獨立性。

3.2 測量結果

在進行實驗結果分析和不確定性評定之后，測量結果顯示測試的數值均落在直徑范圍內，其移動極差沒有超過控制的限定，因此，質量控制數據點沒有失控點，整個數據的時序性呈現出隨機分析，整個測量系統均處于統計控制限定范圍之內，其移動極差沒有超過UCL，利用國家物質標準手冊以及《地質礦產實驗室測試質量管理規定》可以對硅酸鹽中的二氧化硅含量進行測定。

4 結束語

本實驗采用top-down技術中的質量控制圖表法對X射線熒光光譜分析測量領域的不確定度進行評定，利用國家標準物質手冊以及《地質礦產實驗室測試質量管理規定》對硅酸鹽樣品全年的數據進行監控，通過技術手段評定出其不確定度。X射線熒光光譜分析法便于操作，原理簡單，在與實驗數據結合時也較為便捷，相比于其他方法而言具有省時省力、避免重復遺漏等問題的出現，可以通過選擇不同濃度的樣品對質量控制進行選擇，通過對比質量控制分析圖表計算出不確定度以及質量控制分析，在測量領域有較大的應用前景。

在當前的實驗環境下，由于各種因素的影響，在一次實驗中對不同濃度的樣品進行檢測且同時測量其不確定度較為困難。在今后的研究方向中，可以將不同濃度的樣品檢測以及不確定度 分析作為X射線熒光光譜分析的研究重點，從而實現不同樣品濃度的二氧化硅在一次實驗中進行檢測并分析其結果，最終提供有效的實驗數據。

[1] 李生英，范志輝，袁添翼，等.石灰質量對煉鋼的影響及其質量控制[J].冶金叢刊，2010，186（2）∶42-44.

Study on The Determination of Silica By X-Ray Fluorescence Spectrometry

Ma Chun-hong，Xu Xiao-Hui，Guo Ying-chao

In this paper，the silicate silica is briefly analyzed.The test part and the test method and the results are described.Finally，the uncertainty is evaluated to provide the theoretical basis for the study of other measurement elements.

X ray；spectrometry；silica

TQ320.7

B

1003-6490（2017）02-0111-01

2017-02-14

馬春紅（1983—），女，吉林松原人，工程師，主要研究方向為應用化學。