X射线荧光光谱法测定冰晶石中元素含量

发表时间:2020/3/16   来源:《电力设备》2019年第20期   作者:刘庆
[导读]
        (新疆众和股份有限公司  新疆维吾尔自治区  830000;新疆大学  新疆维吾尔自治区  830000)
        无论是氟离子选择电极法、EDTA容量法还是分光光度计法等分析方法,都是针对冰晶石中单一的成分进行检测,更无法实现主次元素同时检测,并且试样前处理时间较长,化学试剂使用量较大,无法满足大批量的试样的检测和检测结果的的快速出具。本文采用的X射线荧光光谱法,能快速、同时检测多种元素,通过数据比对,将校准曲线调到最佳状态,准确的测定了F、Al、Na、Fe2O3、SiO2等5种成分含量。实验结果与化学分析方法测定值对照,并通过对标准样品的检测,与标准值对照,确定该方法能满足大批量冰晶石样品的快速检测的要求。
        1实验部分
        1.1工作条件
        仪器测量条件和谱线,最佳测定电压、电流为40Kv,70mA。
        最终确定的各元素最佳测量条件如表1-1:
        表1-1:最佳测量条件
       
        1.2样品的制备
        称取25g试样,放入碳化钨磨盒中,加5滴无水乙醇以防止试样结块。用振动磨研磨至45μm以下。将适量的试样放到硼酸模具中,用硼酸镶边,压片机压力设置在30t左右,并保持压力30s,取出样片,在荧光光谱仪上选择冰晶石曲线进行检测。
        压片法为了最大限度消除颗粒效应,制样条件应与建立校准曲线的制样条件一致,且制备的样片应光滑、无裂纹、不掉粉末,测量面不得进入硼酸,否则会影响元素的含量。
        1.3实验方法
        按照3.5.1.2制备好待测样片,再依照各个元素的测量最佳工作条件设置好分析参数,用已知元素标准值的有证标准样品,输入样品的标准值,并上机测定其荧光强度,在分析软件上制作回归曲线。将制备好的待测样片放到转盘上待测,选取冰晶石曲线,由仪器自动分析测量。
        2结果与讨论
        2.1样品制备
        讨论助磨剂(丙酮和无水乙醇)对结果影响实验
        对一个冰晶石样品(121#),加入3-5滴丙酮或无水乙醇研磨30s,然后加压制成样片,用X射线荧光光谱法对F、Al、Na、Fe2O3、SiO2及其他元素的含量进行11次重复测试,计算偏差,确定助磨剂的稳定性。
        按上述方法将121#的检测结果进行统计,求得各组分的标准偏差(SD)和相对标准偏差(RSD),结果见表2-2和表2-3:
        表2-2助溶剂丙酮对元素测量结果的影响
       
        表2-3助溶剂无水乙醇对元素测量结果的影响
       
        由表2-2和表2-3可见,F、Al、Na、Fe2O3、SiO2的标准偏差(SD)和相对标准偏差(RSD),加入丙酮助磨要比加入无水乙醇助磨高。所以用无水乙醇作为助磨剂结果比较稳定。
        2.2基体元素校正
        当样品中主要组成包含多种元素的时候,内部产生的X荧光受其它元素(基体元素)的影响,因此当射线到达样品表面的时候,强度受影响改变了[28]。
        若基体元素和分析元素的X射线波长相距很近的话,它们会强烈重叠,结果是被分析元素的强度产生改变,为消除基体元素的影响,可以用基体元素校正公式对标准曲线进行校正[28]。
        氟化盐检测中,我们需要对F的工作曲线进行基体校正。
        F的工作曲线基体校正用dj(JIS)方法,公式:
        Wi=(α×I2+b×I+c)×(1+Σdj×Wj)-ΣLj×Wj(j≠i)(2-1)
        Wj:基体元素定量结果;
        dj,α,β,k:吸收影响系数;
        Lj:重叠影响系数;
        Wi:被校正元素的定量结果;
        I:被校正元素的X射线强度;
        a,b,c:标准曲线常数[28]。
        2.3工作曲线
        选择合适的标准样品进行工作曲线绘制,最终确定的各元素工作曲线如下:
        表2-4X荧光法测量冰晶石含量的工作曲线
       
        2.4方法的精密度
        前面助磨剂对结果影响的实验中,已实验了方法的精密度,添加无水乙醇作为助磨剂,F、Al、Na的相对标准偏差(RSD)均小于2%,Fe2O3、SiO2的相对标准偏差(RSD)均小于10%。通常含量低于0.5%的杂质,RSD小于10%,0.5-2%的杂质,RSD小于5%,大于2%的杂质,RSD小于2%。方法的精密度满足要求。
        2.5方法的准确度
        使用多氟多化工股份有限公司研制的冰晶石国家有证标准样品GFC-01,测定F、Al、Na、SiO2、Fe2O3含量,与标样值对比验证准确度。结果见表2-5:
        表2-5X荧光法测冰晶石中元素的准确度
       
        参考YS/T273.15-2012冰晶石X荧光法测定误差范围表2-6:
        表2-6冰晶石X荧光法测定误差范围
       
        由表2-6中数据可知,本方法的检测结果与标样值比对,各元素均在允许差内。准确度满足要求.
        2.6测定元素含量结果对比
        对三个样品进行EDTA滴定法和X荧光法的11次检测,其平均值,进行比对,由下表可以看出,两种方法间的差值不大,进一步验证荧光检测冰晶石中杂质元素的可行性。
        表2-7化学法和X荧光法测定元素含量结果对比
       
        3小结
        (1)不同分子比的冰晶石物象组成不同,一般工厂用冰晶石是人工合成的,其纯度高,成分相差不大,矿物效应不明显。冰晶石样品基体较稳定,元素间的吸收增强效应对测量结果影响不大,除F外,其他元素分析不需要元素间的校正。
        (2)X荧光法检测冰晶石中元素,与EDTA滴定法检测结果对比,差值不大,而冰晶石压片制样法,测量的准确度和精密度较好,满足检测要求。
        参考文献
        [1]中国科学院高能物理研究所.X射线的发展历程.科学传播. http://www.ihep.cas.cn/,2009.7.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: