X射線熒光光譜法測(cè)定海砂中TiO2和ZrO2含量

黃燕華，張 娜，劉 麗

（海南省地質(zhì)測(cè)試研究中心，海南海口 570206)

X射線熒光光譜法測(cè)定海砂中TiO2和ZrO2含量

黃燕華，張 娜，劉 麗

（海南省地質(zhì)測(cè)試研究中心，海南海口 570206)

采用X射線熒光光譜法對(duì)海砂中的TiO2和ZrO2進(jìn)行了測(cè)定，采用塑料環(huán)鑲邊的粉末壓樣法，對(duì)Ti和Zr測(cè)量條件進(jìn)行了優(yōu)化。采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和散射線內(nèi)標(biāo)法校正基體效應(yīng)，分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GSD08，TiO2和ZrO2的精密度（RSD）分別為0.30%和0.80%，分析樣品的測(cè)定值與化學(xué)法比較相符，該方法對(duì)TiO2和ZrO2的測(cè)定準(zhǔn)確度好、速度快。

海砂；X熒光光譜法；基體效應(yīng)；粉末壓片

海南省是個(gè)島嶼型海洋大省，沿海鋯鈦砂礦資源極為豐富，不僅在海濱地帶，而且在島周邊潮間帶以及淺海水域，也蘊(yùn)藏有大量的鋯鈦砂礦資源。海南島的鋯鈦砂品質(zhì)較為優(yōu)良而且埋藏淺，有利于量化采選。目前海南島已探明的鋯鈦砂礦儲(chǔ)量占全國(guó)的 65%以上[1]。近年來(lái)隨著中國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的不斷擴(kuò)大，優(yōu)質(zhì)的鋯鈦砂礦在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的需求量越來(lái)越大，已出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，因而加快海南省鋯鈦砂礦資源勘查和測(cè)量工作以及采選開(kāi)發(fā)，顯得尤為重要和緊迫。

目前分析TiO2主要采用分光光度法和經(jīng)典化學(xué)分析法（容量法），ZrO2的分析主要是容量法，這些方法存在著操作流程長(zhǎng)、速度慢，以及不能進(jìn)行TiO2和ZrO2同時(shí)測(cè)定等缺點(diǎn)。

X射線熒光光譜分析適用于各類固體樣品（冶金，地質(zhì)以及環(huán)境樣品）中主次痕量元素同時(shí)測(cè)定[2]，該方法制樣方法簡(jiǎn)單，分析流程短，因此得到廣泛應(yīng)用。本文采用塑料環(huán)鑲邊的粉末壓樣法制樣，運(yùn)用X射線熒光光譜儀對(duì)海砂中的TiO2和ZrO2的含量進(jìn)行了測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

X射線熒光光譜儀：ZSX PrimusⅡ，日本理學(xué)公司；

半自動(dòng)壓樣機(jī)：ZHY-601B型，北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限責(zé)任公司；

冷卻循環(huán)水系統(tǒng)：BLKⅡ型，北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限責(zé)任公司；

P10氣（90 %氬氣+10 %甲烷）；塑料環(huán)；98%乙醇；棉花。

1.2 樣品制備

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)置于烘箱中于105℃烘1.5h，于干燥器中冷卻至室溫稱取5g樣品直接壓片，塑料環(huán)鑲邊；壓制好的樣片放于干燥器中。待測(cè)樣品，根據(jù)海砂樣品類型的要求進(jìn)行加工并與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相同方法進(jìn)行烘樣，壓片。

1.3 分析譜線及測(cè)量條件

海砂樣品中Ti和Zr所采用的特征譜線及其測(cè)量條件見(jiàn)表1[3-6]。

表1 Ti和Zr所采用的特征譜線及其測(cè)量條件

1.4 工作曲線

選用以下國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制作工作曲線：

土壤標(biāo)樣：GSS1-GSS28；巖石標(biāo)樣：GSR1-GSR15；水系沉積物：GSD2-GSD14；

海洋沉積物：GBW07314，GBW07316，GBW07334，GBW07335；鋯礦石：GBW07156，GBW07157。

各元素含量范圍見(jiàn)表2。

表2 各元素校準(zhǔn)曲線范圍

1.5 樣品測(cè)定

把裝入樣片的樣杯按順序擺入樣品臺(tái)。在分析界面按放樣順序依次輸入樣品編號(hào)，并選擇對(duì)應(yīng)的定量分析方法。點(diǎn)擊分析樣品進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量結(jié)束后，可以從該軟件的結(jié)果顯示評(píng)價(jià)模式中選擇所得結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 各成分所選用的測(cè)量譜線及其測(cè)量條件

在樣品的分析中，必須對(duì)Ti和Zr的分析條件（包括元素分析的特征譜線、背景、測(cè)量時(shí)間、干擾譜線、準(zhǔn)直器、探測(cè)器）作仔細(xì)的選擇[3-6]。對(duì)于Ti元素，只需要根據(jù)定量分析軟件中提供的條件作細(xì)小改變，檢測(cè)器計(jì)數(shù)率不超過(guò)1 000kcps。對(duì)于Zr元素條件的優(yōu)化，主要是如何避開(kāi)重疊、干擾元素，選擇合適的背景位置。

2.2 基體效應(yīng)和譜線重疊干擾校正

基體效應(yīng)對(duì)X射線熒光分析結(jié)果影響較大，本文的方法采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和散射線內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行基體效應(yīng)校正，參與Ti和Zr基體效應(yīng)校正的元素、譜線重疊元素以及內(nèi)標(biāo)元素見(jiàn)表3。

表3 基體效應(yīng)校正元素、譜線重疊干擾元素、內(nèi)標(biāo)

2.3 方法檢出限

選擇標(biāo)準(zhǔn)曲線中幾個(gè)含量低的接近于檢出限的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，各制備一個(gè)樣片，按表1的測(cè)量條件分別測(cè)定12次，計(jì)算出TiO2和ZrO2含量最低的12次測(cè)定結(jié)果所對(duì)應(yīng)的σ，計(jì)算的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差即為本方法的檢出限，見(jiàn)表4。

表4 方法檢出限（μg/g）

2.4 方法準(zhǔn)確度

本文分析了標(biāo)準(zhǔn)樣品以及日常檢測(cè)樣品，并將 XRF結(jié)果與化學(xué)分析值進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可以看出，本方法與化學(xué)法的結(jié)果較為符合，說(shuō)明本方法分析數(shù)據(jù)可靠。

表5 樣品的化學(xué)分析法與 XRF結(jié)果比較

2.5 方法精密度

方法精密度采用將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSD08分別制備11個(gè)樣片，按表6的測(cè)量條件進(jìn)行測(cè)定，以檢驗(yàn)制樣與測(cè)定的重復(fù)性，對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到精密度結(jié)果見(jiàn)表6。

3 結(jié)語(yǔ)

本方法采用粉末壓樣，用于快速測(cè)定海砂中TiO2，ZrO2的含量，方法具有分析快速、準(zhǔn)確度高、靈敏度高等特點(diǎn)。本文采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和散射線內(nèi)標(biāo)法對(duì)樣品的基體效應(yīng)進(jìn)行校正，方法的準(zhǔn)確度符合規(guī)范的要求，精密度較好，能滿足日常生產(chǎn)檢測(cè)的需要。

表6 方法精密度

[1] 符啟基，岑遼.淺論海南萬(wàn)寧東海岸鋯鈦砂礦集區(qū)的資源潛力[J].資源環(huán)境與工程，2008，22（1）：6-8.

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Determination of TiO2and ZrO2Elements in Sea Sand by X-ray Fluorescence Spectrometry

Huang Yan-hua，Zhang Na，Liu Li

A X-ray fluorescence spectrometer was applied to the determination of TiO2and ZrO2in sea sand.The method with pressed powder pellet sample preparation and the analytical condition was optimized.empirical coefficients and internal standard method was used for the correction of matrix effect.By analyzing standard reference materials，the precisions of the method are 0.30% and 0.80%，The measure resul are in good agreement with certified values.

sea sand；X-ray fluorescence spectrographic；matrix effect；powder sheeting

O657.34；TQ174.1

B

1003–6490（2017）11–0216–02

2017–09–05

黃燕華（1985—），女，福建漳浦人，工程師，主要研究方向?yàn)榈V產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、海洋化學(xué)分析。