熔融制樣-X射線熒光光譜法測定鉀肥中主要成分

(青海省柴達木綜合地質礦產勘查院巖礦測試中心，格爾木 816000)

位于青海柴達木盆地的察爾汗鹽湖有著豐富的鉀鹽資源，通過浮選就能生產出鉀肥產品。鉀肥的主要成分是KCl，目前鉀肥中各元素的測定方法通常采用重量法[1，2]，原子吸收光譜法[3]，電感耦合等離子體發射光譜法[4]等，X射線熒光光譜法很少報道，這些化學分析方法在試樣處理上比較繁瑣，分析速度慢，試劑損耗大，由于通過粉末壓片法鉀肥中氯化物組分在經X射線照射后成向表面擴散的趨勢，長時間照射后還會進一步分解，以Cl2的形式揮發，粉末壓片法很難建立穩定的工作曲線，因此本實驗選擇用熔融制樣X射線熒光光譜法對鉀肥中的鉀、鈉、鈣、鎂、氯、硫進行分析。通過高純試劑配制不同梯度鉀肥產品，高溫熔融制成校準樣片，經基體和譜線校正建立校準曲線，通過對實際樣品測定，并與化學法分析結果比對，結果準確。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

日本理學ZSX Primus Ⅱ型X射線熒光光譜儀； 日本理學WSY-2型自動熔樣機。

ZRFA專用復合熔劑Li2B4O7∶LiBO2=66.7∶33.3；高純試劑：氯化鉀，氯化鈉，硫酸鈣，硫酸鎂。

1.2 儀器工作條件

端窗銠靶X射線管，功率4kW，工作電壓60kV，工作電流60mA，30μm超薄鈹窗，P10氣體流量12mL/min,其他工作條件見表1。

1.3 實驗方法

由于鉀肥標準物質缺乏，需要人工配制標準物質。根據實際鉀肥樣品各元素的含量比例，人工配制10個各元素含量不同梯度的鉀肥樣品作為標準物質。分別稱取不同比例氯化鉀，氯化鈉，硫酸鎂，硫酸鈣總計0.7000g，放入盛有5.6000g復合熔劑的鉑金坩堝中，攪勻后置于自動熔樣機上，選擇預熔時間100s，熔融時間300s，熔融溫度1000℃，冷卻時間300s進行熔融，制成玻璃樣片后上機測定。人工配制標準物質含量范圍見表2。按照設定的分析程序測量后，利用經驗系數法校正程序進行校正，校正公式如下：

表1 儀器工作條件

Wi=Xi(1+Ki+∑AijWj)+∑BijWj+Ci

(1)

公式(1)中：Wi為待測元素i校正后的分析值(%)

Xi為待測元素i校正前的分析值(%)

Wj為共存干擾元素j的含量(%)

A、B、C、K為校正系數。

表2 人工標準物質元素含量范圍

2 結果與討論

2.1 熔樣比例[5-7]

在不改變其他實驗條件的情況下，在樣品質量和復合熔劑的質量比例分別為1∶5、1∶8、1∶10的條件下制成玻璃熔片，實驗結果表明，當熔樣比例為1∶5時，熔片的流動性差，當熔樣比例在1∶8和1∶10時，熔融物表現的流動性很好，熔片表面光滑平整，多次測定后各組分的熒光強度穩定。但考慮樣品中低含量元素鈣鎂的測定誤差，本實驗就選擇熔樣比例為1∶8。

2.2 脫模劑

本實驗的測定樣品是鉀肥樣品，含有大量的KCl成分，Br、I是熔融制樣中常用的脫模劑，Cl同為鹵族元素，使用Cl作為脫模劑的報道相對較少，之前報道論文[6]中提到Cl可以作為脫模劑，本實驗在熔融過程中不加脫模劑得到的熔融樣片效果很好，因此無需額外添加脫模劑。

2.3 精密度和準確度

選取一個實際樣品重復制樣11次，計算各組分的相對標準偏差(RSD)均小于8%，低含量元素Mg的相對標準偏差略大。再選取3個鉀肥樣品，按實驗方法進行測定，將所得結果與用化學分析法所得到的值進行對比，其中Na,Ca,Mg,SO4用ICP-AES測定，K用四苯硼酸鈉重量法測定，Cl用硝酸銀滴定法測定。結果見表3。

表3 樣品分析結果 單位：(%)

由表3可知，本法與化學法測定值基本一致。

本實驗利用熔融制樣-X射線熒光光譜法測定鉀肥中的主量成分，方法簡單可行，和以前的方法相比，大大的縮短了工作時間，減少了試劑用量，可以更好的運用于生產中。