一種X熒光分析熔片法脫模劑的改進(jìn)研究*

李有華，彭 樺

（云南磷化集團(tuán)磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650600）

熔片法可以消除成分、密度和粒度的不均勻性［1］，完全消除了礦物效應(yīng)和粒度效應(yīng)。熔片劑與試樣質(zhì)量比通常控制在10∶1到5∶1之間［2］，視樣品性質(zhì)和分析要求而定，有時(shí)可高至50∶1，或低至2∶1［3］。通常，熔融的玻璃有粘附或浸潤鉑坩堝和模具的傾向，這使得熔片粘在模具上，有時(shí)導(dǎo)致碎裂，因此，要選用脫模劑來幫助熔片順利的脫離坩堝和模具。常用的脫模劑為鹵化物，如LiBr、NH4Br、KI、NH4I等［4-5］。脫模劑本身不會(huì)溶于熔劑，它在熔融的玻璃表面形成一層包裹膜，使得熔片能夠脫離坩堝或模具。脫模劑的用量不能很多，一般在20～50mg即可，可以加入固體，也可以用溶液加入［6-7］。用溶液加入相對來說較好，這樣可以更精確地控制加入量。用作脫模劑的多為溴化物和碘化物，在高溫下，Br和I很容易揮發(fā)，但熔片中仍然有部分殘留；殘留的脫模劑有助于熔片的脫離，但是需要考慮到Br和I對熔片機(jī)的腐蝕，且澆鑄前不能令熔融體產(chǎn)生氣泡［8-9］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

Katanax x-600型全自動(dòng)熔樣機(jī)；Thermo ARL perform'x sequential xrf熒光儀；Katanax x-600型全自動(dòng)熔樣機(jī)配套的鉑金坩堝；碘化鋰、溴化鋰、溴化銨、混合熔劑（無水四硼酸鋰67% -偏硼酸鋰33%，優(yōu)級純）；用水應(yīng)是GB／T 6682中二級水及以上。

1.2 樣品制備

樣品必須全部通過0.120mm （120目）篩（GB 6003），在105～110℃烘干2 h，放入干燥器冷卻待用。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱混合熔劑8.5 g于鉑金坩堝中，再稱磷礦試樣0.85 g（都精確至0.0002 g），放入鉑金坩堝，滴入400 g／L碘化鋰10滴。放入Katanax x-600型全自動(dòng)熔樣機(jī)熔片，熔好片后放入熒光儀做樣。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交法找出最佳脫模劑

傳統(tǒng)的脫模劑是：飽和溴化銨2滴，加飽和碘化銨10滴，每個(gè)樣。采用這種脫模劑時(shí)配比，Katanax x-600型全自動(dòng)熔樣機(jī)傳動(dòng)裝置時(shí)常堵塞，肉眼可見熔片時(shí)大量煙塵溢出，無法連續(xù)工作。維修時(shí)在機(jī)器內(nèi)發(fā)現(xiàn)鹽內(nèi)有結(jié)晶，尤其是滑軌和傳動(dòng)皮帶上。正交法嘗試單用不同質(zhì)量濃度的碘化鋰作為脫模劑，一個(gè)月固定日期清潔一次，熔片時(shí)看不見明顯煙塵，結(jié)果見表1。從表1看出：實(shí)驗(yàn)3的脫模效果最好。因此實(shí)驗(yàn)定為加10滴300 g／L碘化鋰為脫模劑，此碘化鋰加入量為脫模后的測定結(jié)果在分析允許誤差之內(nèi)。

表1 正交法找出最佳脫模劑的質(zhì)量濃度

2.2 熔片機(jī)卡頓及腐蝕情況

傳統(tǒng)采用溴化銨2滴加碘化銨10～15滴作為脫模劑，3～4 d出現(xiàn)堵塞卡頓，無法完成熔片。現(xiàn)實(shí)驗(yàn)采用質(zhì)量濃度為300 g／L碘化鋰作為脫模劑，一個(gè)月左右才會(huì)出現(xiàn)堵塞卡頓。根據(jù)這一規(guī)律，在20～25 d時(shí)清理一次，可保證熔片機(jī)持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且制得的熔片表面光滑均勻，耐輻射性能好，便于長時(shí)間保存。

2.3 方法對比實(shí)驗(yàn)

分別用本方法、傳統(tǒng)熔片法、重量法 （仲裁法）［10］進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 磷礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不同分析法對比 w／%

由表2可知，本方法、傳統(tǒng)熔片法測定結(jié)果與仲裁法相近。

2.4 準(zhǔn)確度和可靠性驗(yàn)證

對同一樣品磷礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07210進(jìn)行了平行6次測定，結(jié)果見表3

表3 方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

從表3看出：方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.28% ＜2%，證明方法的準(zhǔn)確度好。

為了驗(yàn)證方法的可靠性，用本方法對同一樣品GBW07210進(jìn)行6次進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)（加入國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB04-1741-2004），測定結(jié)果見表4。

表4 加標(biāo)回收率測定結(jié)果

從表4結(jié)果看出，加標(biāo)回收率在90.00% ～102.50%之間，該熔片法做樣結(jié)果是可靠的。

2.5 方法的檢出限

方法檢出限＝S×t（n-1，0.99）。其中，S為平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，t（n-1，0.99）為置信度為99%、自由度為n-1時(shí)的t值，n為分析的空白樣品個(gè)數(shù)。如果用本方法分析6個(gè)空白樣品在99%的置信區(qū)間，查表得t（6，0.99）＝3.143，從表3中查出標(biāo)準(zhǔn)偏差S為0.1018mg／kg，方法的檢出限約為0.31 mg／kg。

3 結(jié)論

利用碘化鋰作為熔片脫模劑，快速方便，較少污染環(huán)境，堵塞熔片機(jī)情況明顯減少，延長了熔片機(jī)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間，給長期大批量熔片分析找到了一種方法。碘化鋰作為熔片脫模劑法加標(biāo)回收率在90.00%～102.50%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差0.28%。與傳統(tǒng)法比較，該法具有添加量小及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，大批量工業(yè)應(yīng)用尤其適合。