X熒光熔片法分析萤石中氟化钙二氧化硅氧化铝.doc

X射线荧光光谱法测定萤石中氟化钙、二氧化硅、氧化铝、全铁的含量 李韶梅 ,杜彩霞, 张慧娟 (河北钢铁集团邯钢技术中心，邯郸，056015) 摘要：应用熔融法制样,X射线荧光光谱法测定萤石中氟化钙、二氧化硅、氧化铝、全铁含量。根据试样的不同，分别采用两种制样方法，腐蚀铂金坩埚的试样采用四硼酸锂熔融挂壁制成熔剂坩埚，用硝酸钾和碳酸锂低温预氧化试样再熔融，从而防止还原性物质对坩埚的腐蚀；不腐蚀铂金坩埚的试样直接高温熔融。采用了国家标准样品及人工配制标准样品制作校准工作曲线。测得值的相对标准偏差在0.07%-0.49%,测定结果与化学法测定值相符，能满足生产的要求。 关键词：X射线荧光光谱法；萤石；熔融法；氟化钙;二氧化硅;氧化铝;全铁 萤石是一种重要的非金属矿物原料，在钢铁工业中大量用于炼铁、炼钢的熔剂，降低冶炼温度和炉渣粘度。因此，准确测定萤石中主次元素的含量，对生产具有一定的指导意义。对萤石的分析方法多为化学湿法，步骤繁琐，分析时间长。应用X射线荧光光谱法分析萤石也有报道[1-2]，但采用粉末压片法，存在粒度和基体效应；或用熔片法，通过测定氟谱线强度来测定氟化钙，氟是轻元素，谱线弱，强度低 ，且熔样过程氟有损失，结果准确度不能满足生产要求。在应用X射线荧光熔片光谱熔片法检测过程中，发现萤石试样有时会含有还原性物质，腐蚀铂金坩埚,只好改为化学法检测。本工作对萤石试样熔融制成玻璃片后，应用X射线荧光光谱法测定总钙和二氧化硅、氧化铝、全铁含量。同时仪器会自动通过预先设置的程序，计算输出氟化钙的含量。 1 试验部分 1.1 主要仪器与试剂 ZSXPrimusⅡ型X荧光光谱仪；RYL-05型自动熔样炉；试剂均为分析纯； 碘化铵溶液，300 g/L；溴化锂溶液，150 g/L。 ————————————————————————————————— 收稿日期：2010.09，修订日期：2011.07。作者简介：李韶梅（1969-），女，河北邯郸，高级工程师，主要从事冶金分析工作。 1.2 仪器工作条件 表1 仪器测量条件 Table 1 Measurement conditions of instrument 成分 分析谱线 管压Kv 管流mA 探测器 晶体 峰位 2θ，。 脉冲高度分析器 时间S SiO2 SiKα 50 50 PC 异戊四醇 109.01 107-312 20 TCa CaKα 50 50 PC LiF200 113.06 118-292 20 TFe FeKα 50 50 SC LiF200 57.50 86-330 20 Al2O3 AlKα 50 50 PC 异戊四醇 144.78 103-304 20 1.3 试验方法 1.3.1试验方法，对于不腐蚀铂金坩埚的试样：称取粒径小于0.125 mm的萤石试样1.0000 g，硝酸钾0.2000 g，碳酸锂1.0000 g，无水四硼酸锂5.0000 g于干净的铂金坩埚中，搅拌均匀。加入150 g/L溴化锂溶液 3滴，在预先升温到1050℃的电热熔样炉中熔融20 min，取出，待样片冷却到室温后，在选定仪器工作条件下测定。 1.3.2试验方法，对于腐蚀铂金坩埚的试样：称取无水四硼酸锂5.0000 g于干净的铂金坩埚中，滴加300 g/L 碘化铵溶液2滴，然后放入1000℃箱式电阻炉中，熔融5 min左右，取出，趁热，慢慢旋转坩埚，使熔融状态四硼酸锂均匀挂在坩埚壁的下部和底部，形成一个熔剂坩埚。 称取粒径小于0.125 mm的萤石试样1.0000 g，硝酸钾0.2000 g和碳酸锂1.0000 g置于上述熔剂坩埚混匀，然后放入575℃箱式电阻炉中，设氧化程序为：575℃保持8 min。升温至630℃，保持5 min 。再升温至750℃保持5 min。按启动/暂停键，进行氧化处理。程序完成后，取出，冷却后，加入150 g/L溴化锂溶液 3滴，在预先升温到1050℃的电热熔样炉中熔融20 min，取出，待样片冷却到室温后，在选定仪器工作条件下测定。 2. 结果与讨论 2.1 熔剂的选择 有些萤石试样腐蚀坩埚，将试样氧化后，再熔融，可解决此问题。先将熔剂熔融挂壁，制成熔剂坩埚，在低温氧化时熔剂坩埚不熔化，可以保护坩埚。考察了两种熔剂，选择熔点（930℃左右）较高的四硼酸锂作为熔剂，制成的熔剂坩埚，在氧化过程中没有熔融，能够起到保护坩埚的作用；而用四硼酸锂和偏硼酸锂(67：33)混合溶剂作为熔剂，制成的熔剂坩埚,在约700℃即熔化掉，不能保护坩埚。试验证明选用四硼酸锂作为熔剂，制作熔剂坩埚，效果很好。 2.2 氧化剂的选择 常用的氧化剂 硝酸钾熔点为334℃，400℃时分解并放出氧气。氧化剂碳酸锂600℃以下对热稳定，618℃开始部分分解成氧化锂和二氧化碳。经试验，单一