重量法與能量色散X射線熒光光譜法測定銅精礦中硫含量的比較

劉 奇，嚴 靜，王麗麗，周永濤，艾圓華，彭得林

（江西省銅及銅產品質量監督檢驗中心，江西 鷹潭 335000）

銅是一種典型的親硫元素,在自然界中主要形成硫化物,在成礦過程中，磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦常常共生在一起，形成銅硫共生礦。在銅冶煉行業中，一般是先將含銅百分之幾或千分之幾的原礦石，通過選礦提高到20%～30%，作為銅精礦，銅精礦是銅冶煉的重要原材料，隨著我國經濟的發展，銅精礦產業也隨著擴大，同時銅精礦的貿易結算也隨之增多，對銅精礦的檢測要求也越來越高，其中硫含量會影響其他組分的測定，如火試金測銅精礦中金、銀含量[1]，所以硫含量的測定也顯得更加重要了。

目前，測定銅精礦中硫含量的主要有重量法和燃燒滴定法等[2],但這些方法測定時間長達3h～4h，費時費力。與其他方法相比，能量色散X射線熒光光譜法（EDX法）具有分析時間短、分析效率高，不需預處理樣品等優點，在化工分析中有著廣泛應用[3]。本文建立能量色散X射線熒光光譜法測硫的方法，同時與重量法進行對比，能量色散X射線熒光光譜法能夠滿足銅精礦中硫含量測定的需要。

目前，能量色散X射線熒光光譜法定量分析主要有工作曲線法和基本參數法，工作曲線法也稱為經驗系數法，使用三個以上含有梯度的標準樣品，通過測定強度與含量繪制標準曲線，其分析準度高，但需要多個標塊。基本參數法（FP法）利用基本參數，通過理論X射線熒光強度與測量X射線熒光強度之間的關系用靈敏度校準曲線表述。FP定量法就是利用靈敏度校準曲線計算定量值的一種分析方法。其對標樣的依賴不大。本文主要采用基本參數法（FP法）對硫進行測定。

1 試驗部分

（1）儀器與工作條件。能量色散型X射線熒光光譜儀（型號：EDX-LE plus，日本島津公司生產）。

表1 能量色散型X射線熒光光譜測試條件

（2）樣品。銅精礦標準樣品采用濟南眾標科技有限公司生產的，證書編號為：GSB04-2710-2011。

銅精礦樣品采用某銅礦的精礦，共11批次。樣品粉碎、過篩，粒度小于100μm，放入100度烘箱烘1h，置于干燥器中，冷卻至室溫，備用。

（3）試驗方法。能量色散X射線熒光光譜法：將制備好的樣品，在選定的條件下測量樣品的X射線強度，采用基本參數法定量分析-FP測出未知樣品中硫的含量。

重量法：按GB/T 3884.3-2012中步驟進行。

2 結果與討論

（1）試驗數據。兩種方法測試結果如表2所示。

表2 EDX法與重量法硫含量測試結果單位：%

從數據可知，EDX法與重量法相差在1%～2%，表明EDX法簡便快速，測量范圍更廣，準確度高。

（2）異常值分析。樣品2兩種方法測試結果相差較大，將樣品2的X射線熒光光譜圖具體放大到硫元素的能量范圍2.0ev～2.5ev（圖2），可以看出里面有SKα線和PbMα1線，而鉛元素的能量譜線是10.55ev（Lβ1）和12.61ev（Lβ1）（圖3）。可知在2.0ev～2.5ev范圍中，鉛的峰為誤判，所以硫含量相差較大。

圖1 硫元素的能量譜線

圖2 鉛元素的能量譜線

將PbMα1峰識別為SKα峰，重新計算得到S含量為29.368%，與重量法相差2.89%，進一步確認PbMα1峰為誤判。

（3）準確度比較。分別用兩種方法對銅精礦標準物質進行測定，結果如表3所示。

表3 兩種方法測試標準樣品的結果

從結果可以看出，重量法測試與標準值更為接近，同時EDX法測試結果與標準值也很接近，準確度高達98.44%，說明EDX法是準確可靠的。

3 結論

通過與重量法比較，在測定銅精礦中的硫含量，能量色散X射線熒光光譜法是一種快速和準確的方法，準確度能夠達到國標試驗方法的要求，同時，該方法還具有所需樣品量小、無廢棄物生成等優點，是一種既高效又環保的檢測方法。