X-熒光光譜分析儀檢驗磷礦指標研究

張中富

（甕福（集團）有限責任公司，貴州 福泉 550500）

1 研究背景及意義

X-熒光光譜分析法是指利用X 射線照射樣品，使樣品中的元素內層電子受激發產生特征X 射線，通過分析產生的X 射線波長和強度，對該元素進行定量分析［1］。由于基體效應無法完全消除，樣品中共存元素會對受激發元素產生吸收-增強效應，從而導致分析曲線偏離理想線性方程，影響分析結果的準確性。以往磷礦石比較單一，磷礦石間的影響可以在標準曲線建立期間作為相同背景扣除，對分析結果的影響在可接受范圍內。但隨著低品位磷礦石的大量使用，入選原礦石變得越來越復雜，選礦產生的精礦也越來越復雜，礦石屬性的變化導致熒光分析的準確度大大降低［2］，尤其是對于不同屬性礦石的P2O5測定結果影響更明顯。

2 實驗部分

2.1 設備及試劑

MXF2400熒光光譜分析儀，日本島津公司；全自動熔樣機，洛陽特耐襯里有限責任公司。

無水四硼酸鋰-偏硼酸鋰（質量比為67∶33），洛陽超耐實驗設備有限公司；碘化銨，國藥集團化學試劑有限公司；無水溴化鋰，天津市科密歐化學試劑有限公司；磷礦石國家標準物質GBWO7210、GBWO7211、GBWO7212。

2.2 標準樣品配制

選取3個國家標準樣品（GBWO7210、GBWO7211、GBWO7212），調整各樣品的加入比例，充分攪拌混勻，并采用化學分析方法分析樣品中P2O5和MgO的含量，驗證配制的標準樣品是否滿足要求，選取其中符合度較高的標準樣品，制作標準曲線。最終，配制出P2O5含量呈現梯度變化的12 個標準樣品（見表1）。

表1 標準樣品 %

2.3 玻璃熔片的制備

將烘干后的樣品和混合熔劑按一定比例放于黃鉑金坩堝中，加入碘化銨溶液和溴化鋰溶液，置于1 050 ℃的熔樣機中，經過2 min 的預熔和12 min的熔融、搖勻，靜置10 s，取出坩堝放于高溫磚上冷卻后自動剝離。按照相同步驟制作完成12 個標準樣品，建立標準分析曲線。

3 結果與討論

3.1 脫模劑的選擇

實驗選擇用質量分數20%的溴化銨溶液作脫模劑時，熔片脫模效果較好，但溴離子對氧化鋁的檢測有影響，使得檢測結果存在較大偏差；選擇碘化銨和溴化鋰作脫模劑時，質量分數40%和50%的碘化銨溶液需要加入的量多，操作麻煩；質量分數60%和飽和的碘化銨溶液都可以滿足要求，但滴入過多不能很好成型。最終從成本和使用效果考慮選擇滴入5 滴質量分數60%的碘化銨溶液和2 滴質量分數5%的溴化鋰溶液作為脫模劑，脫模效果較好，熔片冷卻效果好，不易炸片，且對各元素檢測影響小或沒有影響。

3.2 熔樣比例的選擇

在其他條件完全相同的情況下，分別按照混合熔劑與樣品質量比為23.3∶1.0、20.0∶1.0、17.5∶1.0、15.0∶1.0、10.0∶1.0制作玻璃熔片，然后分別制作標準分析曲線。結果顯示，混合熔劑與樣品質量比為23.3∶1.0和20.0∶1.0時熔融物流動性較好，吸收-增強效應影響較小或沒有，但某些低含量元素的檢測結果誤差較大；混合熔劑與樣品質量比為10 ∶1 的玻璃熔片不易成型，且元素間的吸收-增強效應影響較大，檢測結果誤差較大；混合熔劑與樣品質量比為15.0∶1.0和17.5∶1.0的熔融物流動性較好，成型效果也好，但是后者在削弱元素間吸收-增強效應上效果更好一些。因此本實驗最終選擇混合熔劑與樣品質量比為17.5 ∶1.0，同時結合模具大小，最終選擇樣品0.400 0 g、混合熔劑7.000 0 g制作玻璃熔片。

3.3 檢測結果對比

稱取烘干樣品0.400 0 g 和混合熔劑7.000 0 g，加入5 滴質量分數60%的碘化銨溶液和2 滴質量分數5%的溴化鋰溶液制備玻璃熔片。采用3 個國家標準物質驗證，結果見表2，檢測結果與標準值基本相符。

表2 標準物質檢測結果對比 %

4 結語

本實驗通過選擇合適脫模劑以及改變熔劑與樣品質量比的方法建立了適用于磷礦石選礦過程中五氧化二磷、氧化鎂、氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鈉、氧化鉀8種組分測定的X-熒光光譜分析方法，加入合適的脫模劑來提高自動脫模效果，增大熔劑與樣品質量比在一定程度上削弱了元素間的吸收-增強效應［3］，提高了磷礦石檢測的準確度。同時通過實驗得出，硅和鋁對磷的熒光光譜分析具有較大的吸收效應，當用熒光光譜分析法對硅、鋁兩種元素含量較高的磷礦石進行五氧化二磷檢測時，會造成五氧化二磷檢測結果偏低，硅、鋁含量越高，檢測結果偏差越大。