X射线荧光光谱法测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量(修改稿).docVIP

X射线荧光光谱法测定 石灰石中SiO2、CaO、MgO含量 王晓雯 （中国铝业河南分公司 河南 郑州 450041） 摘要：本文采用硼酸镶边衬底制备石灰石样片，用波长色散X射线荧光光谱仪测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量。本方法测量准确度、精密度较好，所得结果与化学分析结果一致。 关键词：X射线荧光光谱法，石灰石1前言 石灰石是生产氧化铝的主要原料之一，其中SiO2、CaO、MgO含量一直采用滴定、比色等原始的化学分析方法进行测定[1]，分析方法繁琐，人为影响因素大，且劳动强度大，分析周期长，越来越不能够适应企业现代化大规模生产的需求。本文采用硼酸镶边衬底制备石灰石样片[2]，用波长色散X射线荧光光谱仪测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量，解决了制约氧化铝生产快速发展的“瓶颈”问题。 2实验仪器及方法 2.1仪器及测量条件 S4 Explorer型X射线荧光光谱仪，铑靶光管，功率1kW，德国Bruker AXS公司制造，测量条件见表1。 HERZOG HTP40型半自动压片机，德国SIEMENS公司生产。 表1 元素的测量参数例 元素 Si Ca Mg 分析谱线 Kα1 Kα1 Kα1 光管条件 20kV，50mA 50kV，20mA kV，0mA 准直器(dg) 0.46 0.23 0.46 分光晶体 PET LiF200 OVO-55 计数器 F.C. F.C. F.C. 谱峰角度(2θ) 108.850 113.037 20.740 测量时间(s) 60 10 60 注：F.C.为流动计数器。 2.2试剂 工业硼酸； 标准样品：国家标准样品。 2. 3试样：在110℃下干燥2h，粒度不大于74μm。 2.4试样制备 称取5g石灰石样品和7g硼酸，在压片机中压片。压力200kN，保压时间20s。 3结果与讨论 3.1测量和基体效应的校正 按所定的测量条件测定标准样品的X射线荧光强度，按随机分析软件SpectraPlus中的可变理论α影响系数法进行回归及基体效应的数学校正[2]，见公式（1）： Ci=slope×(Ii+K)×(1+Σαij×Cj) 式中：Ci、Cj—测量元素和影响元素的浓度； slope、K—标准曲线的斜率和截距； Ii—测量元素的X射线荧光强度； αij—可变理论α影响系数。 Si、Ca、Mg三种元素相互产生基体效应的影响，因此在测量其中任一种成分时，要同时对其它两种元素进行基体效应的校正。 3.2样片制备条件的影响 工业硼酸容易吸潮且杂质含量相对较高，因此使用前应先进行干燥，防止所制样片开裂，并避免样片表面粘有硼酸，影响准确测量。 3.3精密度实验 对同一样片重复测量10次，得到仪器测量精密度；同一样品制十个样片进行测量，得到方法测量精密度，见表2。 表2 仪器测量精密度和方法测量精密度 （%） 化合物 SiO2 CaO MgO 仪器测量精密度 平均值 标准偏差 相对标准偏差 1.82 0.00 0.14 51.08 0.02 0.04 2.43 0.00 0.10 方法测量精密度 平均值 标准偏差 相对标准偏差 2.34 0.01 0.58 52.62 0.17 0.32 0.37 0.01 1.54 从上表可以看出，所选用的波长色散型X射线荧光光谱仪适合于石灰石样品的日常杂质含量分析，且已达到常规化学分析方法的要求（化学分析的允许偏差为SiO2：0.07～0.10%；CaO：0.30%；MgO：0.03～0.10%）。 3.4分析结果对照 按选定的测量条件对11个样品进行测定，与化学分析结果对照见表3。 表3 实验结果对照 （%） 序号 XRF分析 化学分析 SiO2 CaO MgO SiO2 CaO MgO 1 1.04 52.95 1.43 1.17 52.77 1.53 2 1.85 51.55 1.98 1.84 51.14 2.13 3 2.24 50.45 2.67 2.14 50.18 2.75 4 1.56 51.14 2.22 1.64 51.37 2.25 5 1.30 52.21 1.84 1.41 51.87 1.96 6 1.46 52.49 1.43 1.60 51.90 1.37 7 1.15 53.87 0.48 1.15 53.76 0.46 9 1.12 53.41 0.86 1.12 52.98 0.88 10 5.21 48.97 1.74 5.31 48.64 1.70 11 0.83 54.15 0.61 0.78 53.84 0.55 4结论 粉末压片X射线荧光光谱法测定石灰石中的SiO2、CaO、MgO，测量准确度、精密度较好。 采用硼酸镶边衬底压片，制样简单快速，样片结实且表面平整