基于X射線熒光光譜分析方法的鎢礦檢測研究

李希　趙昕　孫雯娟

摘 要：鎢在各種巖石中的分布相對均勻，但含量一般較低，本文通過運用X射線熒光光譜分析方法來檢測實驗樣品，結果表明鎢礦檢測運用X射線熒光光譜分析法能夠提高檢測準確性、精密度高。

關鍵詞：X射線熒光光譜分析方法；鎢礦；檢測

一、X射線熒光光譜分析儀

X射線熒光光譜分析儀包括探測系統、色散系統、激發系統和儀器控制與數據處理系統。目前，已廣泛應用于各種元素分析，X射線熒光光譜分析儀有波長色散型和能量色散型X射線熒光光譜分析儀，本文主要針對波長色散型X射線熒光光譜分析儀進行分析。

二、試驗方法

（一）樣品制備

本研究原始試樣來自于青海省產品質量監督檢驗所及一些鎢產品生產廠家，各種原始試樣取樣均在標準的鎢精礦取樣方法約束下實現。但是，由于這些試樣粒徑大小差異明顯，十分不均勻，同時由于其在運輸及存儲過程中表面及內部孔隙吸附空氣中水分。所以，在研究中，需要對試樣進行相應處理，一是將大量試樣混合均勻并粉碎、縮分，使試樣大小均勻，并試樣平鋪放入110℃的烘箱中，烘烤0.5～2小時進行濕存水處理，以使其符合研究中對試樣的要求。

（二）制樣方法

根據測試樣中的組分以及生產與應用中鎢精礦需提供含量的雜質元素等，我們將對鎢精礦中的WO3及K、Fe、Pb、Mn、Si、Nb、Ca、Mg、Al、Mo、Cu、Zn、Sn等伴生元素含量進行檢測。研究中，將試樣制成溶液態，并使用薄樣技術制成基體效應影響較小、工作曲線范圍廣泛的形態進行測試。

（三）主要試劑及儀器

研究中用到的試劑包括：L-酒石酸（C4H6O6）、硫酸銨（（NH4）2SO4）、過氧化鈉（Na2O2）、五氧化二鉭（Ta2O5）、三氧化鎢（WO3）、氯化鈉（NaCl）、乙醇（C2H6O）、磷酸（H3PO4）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸鉀（K2S2O7）、氫氧化鈉（NaOH）；實驗儀器包括：X射線熒光光譜分析儀、濾紙、微量移液器。

（四）制樣步驟

在一250mL燒杯中放入鎢試樣0.5g，并將lg的（NH4）2SO4加入進去混合均勻，再加水進行浸潤，按照1∶4的比例調和H3PO4和H2SO4的混合液，并將其加入到燒杯中，通過電爐進行低溫加熱，直至樣品成功分解。然后，將30mL的NaCl與NaOH混合液加入到燒杯中，再次加熱并過濾，之后將試樣放在容量瓶中。過濾完成后，對過濾殘渣進行灰化處理，并加入Na2O2混合均勻，在對其進行高溫熔融處理之后，再將其置于C2H6O溶液中浸取加熱，最后用100mL容量瓶對浸出液進行定容，經定量移取后將溶液均勻滴在中速定量濾紙上，并用紅外燈進行烤干，以待測。

（五）測試方法與條件

研究中，運用的是Rh靶材X射線管，其電流與電壓分別為125mA和60KV，為有效消除Rh靶的特征譜線影響，選擇Al濾光片和Cu 濾光片減小散射背景，提高峰背比，具體的測量條件如表1所示：

表1 X射線熒光光譜儀測量條件

為能夠有效提升試樣元素的譜線分辨率與靈敏度，選擇P10氣體測試器作為探測氣體的流氣式正比計數器，與以NaI為閃爍晶體的閃爍計數器共同組成探測器。

三、結果分析

（一）基體效應與校正

根據試樣制備制作標準濾紙片樣品，并對鎢元素的熒光計數率進行測量。結果顯示，在鎢含量不斷增加的條件下，熒光計數率也會相應增加，盡管二者呈現出正比關系，但并非是線性比例，這就是基體效應，還需進一步對基體效應進行校正。

基體效應校正分兩種，一種是數學校正法，一種是試驗校正法，本文在研究中選擇后者進行校正，即以試驗中獲取的標準曲線進行定量測定校正，該方法下應用最多的就是內標法。因此，本研究中通過對試樣條件內標的方式，制作標準樣品校正偏差。

（二）精密度與準確度

實驗的精密度與準確度通常用標準偏差RMS、校準曲線截距D、斜率E以及品質系數K的值進行驗證。其公式為：RMS=K 。其中，C表示濃度，W表示權重因子，將鎢精礦用溶液-濾紙薄樣法加入內標制備6個濾紙片樣品分別對其中的鎢含量進行檢測，以獲得試樣的精密度。結果如表2所示：

表2 精密度實驗

接下來，應用本方法對鎢精礦中鎢含量進行測試，并將測試結果與鎢精礦化學分析方法得到的結果作比較，以明確本方法的準確度。結果如表3所示：

表3 準確度實驗結果及比對（%）

實驗結果表明應用X射線熒光光譜分析方法來檢測鎢礦，能夠得到精密度與準確度都較佳的結果。

（三）檢出限

檢出限能夠對元素信號所相當的最低濃度進行檢測，用S來表示靈敏度，用T表示測量時間，用Ib來表示背景測量強度，得到元素檢出限：LD= =3 。經計算得到本研究中的鎢含量檢出限為78.25μg/g。

四、結論

本研究通過對X射線熒光光譜分析方法的分析，通過具體的實驗驗證了該方法在鎢礦檢測中能夠得到精密度、準確度都較高的檢測結果。研究表明，X射線熒光光譜分析方法值得在各類型礦石的檢測中進行推廣。