X射線熒光光譜法在地質(zhì)樣品檢測中的應用

李紅軍 ,方 遠 ,汪鶴鳴

(江西銅業(yè)集團公司德興銅礦,江西德興 334224)

X射線熒光光譜法在地質(zhì)樣品檢測中的應用

李紅軍 ,方 遠 ,汪鶴鳴

(江西銅業(yè)集團公司德興銅礦,江西德興 334224)

利用高功率 X射線熒光光譜儀,采用粉末壓片制樣的方法,檢測地質(zhì)樣品中銅、鉬、砷、銻、鉍五種元素含量,提高了地質(zhì)樣品檢測速度。

X射線熒光光譜;檢測;地質(zhì)樣品

0 前言

X射線熒光光譜法已廣泛用于地質(zhì)樣品分析研究中[1-2]。它快速簡便,用于多元素同時測定,其檢出限、精密度和準確性都滿足了地質(zhì)科學研究的要求,是一種理想的多元素同時測定的現(xiàn)代分析方法。

地質(zhì)樣品的檢驗分析工作是地質(zhì)勘探中最前沿的一項工作,它為采礦和選礦提供了前期指導數(shù)據(jù)。由于地質(zhì)樣品分析的項目較多,用化學分析方法測定樣品存在成本高、耗時長、分析工作量大、污染多等諸多缺點。本文利用高功率 X射線熒光光譜儀,采用粉末壓片[4]制樣,通過大量的實驗,成功地開發(fā)出地質(zhì)樣中銅、鉬、砷、銻、鉍五種元素同時檢測的方法,大大減少了地質(zhì)樣品分析的工作量,降低了分析成本,提高了工作效率,減少了分析對環(huán)境造成的污染,而且檢測結(jié)果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

荷蘭 Panalytical公司 P W4400型 X射線熒光光譜儀,超尖銳端窗Rh靶X射線管,75μm超薄鈹窗。

SL-201半自動壓樣機。(上海盛力儀器有限公司)

1.2 樣品制備方法

1.2.1 樣品粒度

取同一樣品分別做了過 150、180、200目粒度實驗,實驗結(jié)果見表 1:

表 1 粒度影響試驗

從表 1中可以看出,過 200目效果最好,過 180目粒度能滿足壓片和檢測的要求,過 150目的樣品壓片時經(jīng)常出現(xiàn)裂縫或散裂現(xiàn)象。因在日?；瘜W分析通常地質(zhì)樣品經(jīng) 100～l O5℃烘干 1h后,加工的粒度為過 180目,所以本方法直接采用粒度過 180目的樣品進行壓片。

1.2.2 取樣量實驗

取同一樣品按樣重量分批進行壓片試驗,比較分析結(jié)果穩(wěn)定性。第一批按稱取 5g量分別進行壓片 5塊,以后每批增加 1g進行壓片,直到最后一批 稱樣量為 14g進行實驗,試驗數(shù)據(jù)見表 2。

表 2 取樣量影響試驗

從表 2試驗結(jié)果看,取樣量 6g以下時數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性稍差,但差距不太明顯,當樣品增加到 12g以上時,壓片容易出現(xiàn)少量裂紋,數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性也隨之變差。最后確定取地質(zhì)樣品在8g-12g間進行壓片分析。

1.3 標準樣品及標準化樣品的選擇

1.3.1 標準樣品的選擇

標準樣品是建立儀器標準工作曲線的關(guān)鍵,但市場上購買的標準樣品其代表性難以滿足 X射線熒光光譜儀檢測的要求。為了確保標準樣品的礦物結(jié)構(gòu)、化學成分,含量范圍等方面與未知樣品保持一致,我們采取了現(xiàn)場自制標準樣品的方法。具體做法是:在現(xiàn)場樣品庫中找出各元素含量有一定梯度的具有代表性的地質(zhì)樣品,用經(jīng)典化學分析方法進行多人多次準確定值,取其平均值作為該標準樣品的真值。

1.3.2 標準化樣品的選擇

標準化樣品是為了校正儀器的漂移而使用的性質(zhì)穩(wěn)定的樣品,標準化工作通常要在每次測定未知樣品之前進行。我們采用含有銅、鉬、砷、銻、鉍等元素的金屬樣品作為標準化樣品。

1.4 儀器工作條件

本實驗采用的儀器為荷蘭 Panalytical公司PW4400型 X射線熒光光譜儀,超尖銳端窗 Rh靶 X射線管。各元素檢測條件見下表 3。

表 3 元素測定條件

1.5 工作曲線的繪制和基體校正

確定了曲線的測定條件后,把標準樣品放入 X射線熒光光譜儀進行掃描,獲得各個測量元素的計數(shù)率系列點,繪制出各檢測元素工作曲線,然后進行回歸計算。對于工作曲線不能滿足檢測要求的,必須采用基體校正,我們采用計數(shù)率或濃度系數(shù)模型進行基體校正。

1.6 建立 InstrumentMonitor模型

每條工作曲線建成后,都要選取均勻的、穩(wěn)定的且有一定濃度值的monitor樣品,在 SuperQ4.0檢測軟件 system set-up窗口中建立 monitor模型,可采用一點或多點校正的方式校正儀器漂移。

2 方法的精密度和準確度

2.1 精密度

對同一樣品進行 10次測定,對這 10次結(jié)果進行數(shù)理統(tǒng)計,計算出平均值和 RSD值,見表 4。

表 4 方法的精密度結(jié)果

由表 4中數(shù)據(jù)可知,所有組分的 RSD遠小于5.0%,因此,該方法具有良好的精密度。

2.2 準確度

建立工作曲線后,我們進行了大量的對比實驗,從表中可以看出,該方法具有很高的準確度。

表 5 檢測結(jié)果對照

3 結(jié)語

實驗表明,該方法具有良好的精密度和準確度,完全可以滿足金屬礦山地質(zhì)樣品中銅、鉬、砷、銻、鉍五種元素檢測要求。本方法己在我單位應用近兩年了,效果良好,大大提高了工作效率,為 X射線熒光光譜儀用于地質(zhì)樣品中其他元素的檢測提供了借鑒。當然值得一提的是,要想用 X射線熒光光譜儀獲得更準確地定量檢測結(jié)果,在檢測過程中應特別注意克服 X熒光的基體效應,并做好相應的監(jiān)控,避免結(jié)果失真。

REFERENCES

[1] 吉昂,陶光儀,卓尚軍,羅立強.X射線熒光光譜分析.北京:科學出版社,2003.177-185.

[2] 張蕾,李小紅,陳超英,舒朝濱.X一射線熒光法在地質(zhì)樣品分析測試中的應用.資源環(huán)境與工程,2006,20(4):455-458.

[3] 田雨.X熒光光譜儀分析測試技術(shù).油氣田地面工程,2005, 24(10):45巖石礦物分析編寫組.巖石礦物分析(第二分冊)第三版.北京:地質(zhì)出版社,1991.317-337.

Application of X-ray Fluorescence Spectrum in Detection of Geological Samples

L IHong-jun,FANG Yuan,WANG He-Ming
(Dexing CopperMine of JCC,Dexing,Jiangxi,334224,China)

This paper presents a simultaneous determination method for the content of copper,molybdenum,arsenic,antimony and bismuth in geological samples by using pressed powder disc method for samples,self-made standard samples for working curve and the high-power X-ray fluorescence spectrograph.The method improves the deter mination speed of geological samples.

X-ray;X-ray fluorescence spectrum;determination;geological samples;powder pressing

book=101,ebook=152

O657.34;P62

B

1009-3842(2010)03-0101-03

2010-06-01

李紅軍(1976-),男,安徽桐城人,本科,從事化學分析工作。E-mail:tongchengli9@163.com