X射線熒光光譜儀測定鹿鳴礦業地質樣品中鉛的研究

樊 帆， 吳學偉

(伊春鹿鳴礦業有限公司，黑龍江 鐵力 152500)

某鉬選廠地質樣品中的金屬礦物主要為輝鉬礦、黃銅礦等，脈石礦物主要為石英、鉀長石、斜長石、黑云母等。其中鉛含量一般在0.005%～0.200%，鉬含量一般在0.010%～0.300%，銅含量一般在0.010%～0.060%，硫含量一般在0.40%～3.00%。由于地質樣品中Pb元素在鉬選礦過程中影響鉬精礦的產品品質，因此,準確測定地質樣品中Pb的含量是十分必要的。

目前測定地質樣品中Pb含量普遍采用國家標準方法(GB/T 14352.4—2010鎢礦石、鉬礦石化學分析方法 第4部分：鉛量的測定[1])，該方法在測定地質樣品時，前處理時間較長，不能滿足快速分析要求。因此,本文提出采用粉末壓片法制樣[2]，利用X射線熒光光譜儀對某鉬選廠地質樣品中的Pb含量進行測定。精密度和準確度以及長期穩定性實驗結果表明，本法能滿足某鉬選廠地質樣品中Pb含量的測定要求，且大大縮短了分析時長。

1 實驗部分

1.1 工作條件設置

波長色散X射線熒光光譜儀：型號為PW4400型，光管最大功率為4.0 kW，最大激發電壓60 kV，最大電流125 mA，配備SUPERQ 分析軟件；電動壓片機:型號為ZHY-401A型，最大壓力30 t。X射線熒光光譜儀測定條件見表1。

表1 Pb元素測定條件

1.2 試樣制備

將地質樣品烘干、破碎、混均后，使用棒磨機研磨至粒度小于74 μm(200目)[3]，利用電動壓片機壓制成片。本法選用研磨時間為3 h，壓片機運行壓力為22 t，保壓時間30 s。

1.3 校準樣品

本法選取多個經國家標準方法定值的地質樣品作為校準樣品，在X射線熒光光譜儀上建立校準工作曲線。校準樣品中Pb元素的含量見表2。

表2 校準樣品中Pb元素的含量范圍

1.4 建立校準工作曲線

在X射線熒光光譜儀上按照選定的條件與參數，以校準樣品中Pb元素的含量為橫坐標、以測得的Pb元素譜線的熒光強度為縱坐標，利用X射線熒光光譜儀SUPERQ分析軟件建立校準曲線。

2 結果及討論

2.1 粒度效應影響

比對不同粒度下壓片樣品的熒光強度發現，樣品粒度越大時產生的熒光強度越低，測量結果越不準確[4]。通過實驗發現，當樣品粒度小于0.090 mm時，樣品中Pb元素測得的熒光強度逐漸趨于穩定(詳見第41頁表3)。本法通過將樣品研磨至74 μm(200目)以下，以減少了樣品的粒度效應影響。

表3 不同粒度Pb樣品的熒光強度

2.2 礦物效應影響消除

地質樣品用國家標準方法定值后的平均值作為校準樣品的參考值，使校準樣品與待測樣品具有相似的基體組成，以減少礦物效應的影響[5]。校準樣品采用儀器自帶的數學校正公式來校正元素間的影響并消除譜線重疊干擾。所用儀器軟件的數學校正公式見式(1)[6]。

(1)

式中，Ci未知樣品中分析元素i的含量；Di為分析元素i的校正曲線的截距；Lik為干擾元素k對分析元素i的譜線重疊干擾校正系數；Zk為干擾元素k的含量或計數率；Ei為分析元素i校準曲線的斜率；Ri為分析元素i的計數率；N為共存元素的數目；a為基體校正因子；i、j、k分別為分析元素、共存元素和干擾元素；Zj為共存元素含量。

2.3 檢出限

按照設定的測量時間和檢出限計算公式[式(2)]，計算地質樣品中Pb元素的檢出限(LLD)，結果見表4。

表4 各元素的檢出限

(2)

式中：m為測量靈敏度(cps/μg·g-1)；Ib為背景X射線強度(cps)；t為背景的總測量時間(s)。

2.4 方法精密度與準確度

將某鉬選廠的地質礦樣品，烘干、破碎、研磨后制成細度小于48 μm(300目)的粉末，利用壓片機壓制成片后，采用本法測定樣品中的Pb元素，連續測定6次。將測定結果平均值與濕法的測定結果進行比較，詳見表5。結果表明，Pb元素測定結果的相對標準偏差(RSD，n=6)在0.76%～4.46%。

表5 原礦、尾礦、快浮尾礦的精密度與準確度實驗結果

2.5 方法穩定性

方法的穩定性是該方法能否用于應用的關鍵，選取地質樣品在不同時間進行測定，測定結果的相對標準偏差(RSD，n=6)在1.04%～5.96%，見表6。

表6 長期穩定性實驗

3 結語

利用X射線熒光光譜儀測定鹿鳴公司地質樣品中的Pb元素，不但縮短了分析時間，降低了分析成本。精密度、準確度、檢出限等均能滿足某鉬選廠選礦生產過程中地質樣的快速分析要求，且該方法穩定性較好，可以用于某鉬選廠地質樣品中Pb元素的檢測。