硫氰酸鹽吸光光度法與XRF光譜分析法鉬礦石品位檢測的對比分析

摘 要:本文根據(jù)河南省三道莊鉬礦實際情況，通過對硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位進行介紹和美國熱電公司(Thermo Fisher)生產(chǎn)的Quant’X型XRF熒光能譜儀為例對XRF光譜法檢測鉬元素品位進行介紹，根據(jù)生產(chǎn)實例加以比較分析，為礦山生產(chǎn)化驗提供快速、可靠的技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞:硫氰酸鹽吸光光度法 XRF光譜分析法 鉬礦石品位檢測 對比分析

中圖分類號:TD85文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0017-01三道莊鉬礦即洛鉬集團礦山公司，30000t/日生產(chǎn)規(guī)模，是我國目前生產(chǎn)規(guī)模最大的鉬礦露天開采企業(yè)之一。每年樣品數(shù)量達36000余個，礦石種類繁多，造成礦山化驗工作量大，加之準(zhǔn)確度要求高，工作方法優(yōu)劣直接決定了礦石品位檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和快捷性。

1 硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位工作原理與工作方法

1.1 硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位工作原理

試樣經(jīng)過氧化鈉Na2O2灼燒分解，沉淀雜質(zhì)，過濾，在10%的硫酸溶液環(huán)境中，鉬(Ⅵ)被硫脲還原為鉬(Ⅴ)，與硫氰酸根絡(luò)合生成琥珀色的鉬酞硫氰酸，以此有色絡(luò)合物在460nm處于分光光度計進行比色，定量分析鉬元素品位值。

1.2 硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位工作方法

1.2.1 試劑

過氧化鈉Na2O2;1:1硫酸H2SO4;CuSO4溶液:0.5g CuSO4溶于1000ml1:1硫酸溶液;

80%硫脲溶液;30%硫氰酸鉀KCNS;酚酞;2%乙醇溶液;

鉬標(biāo)準(zhǔn)液:0.1500gMoO3三氧化鉬(光譜純)與250ml燒杯中，加5ml150g/L氫氧化鈉溶液溶解，移入1000ml容量瓶中，以水定容，轉(zhuǎn)入塑料瓶中保存。移取此液10ml于100ml容量瓶中，以水定容。此標(biāo)液含鉬10μg/ml。(1g=106μg)

1.2.2 分析步驟

(1)稱0.2g原礦樣(尾礦0.5g)，與預(yù)先放好2～4gNa2O2(試樣量的6～8倍)的鐵坩堝中，覆蓋一層Na2O2后放入700～750℃馬弗爐中約3～5min溶解完全，取出稍冷，放在水中浸濕，去外層鐵皮，放入預(yù)先盛有100ml2%乙醇溶液的300ml燒杯中浸取。

(2)取出坩堝稍冷置，干過濾與100ml燒杯中，取10ml濾液于50ml容量瓶中，加1～2滴酚酞，用1:1硫酸中和至紅色剛消失，加入10ml CuSO4溶液，搖勻冷卻至室溫，約15min。

(3)加入9ml硫脲溶液，搖勻，還原10min，加硫氰酸鉀KCNS溶液3ml，以水定容，搖勻，靜置20～30min，于分光光度計460nm處比色。

1.2.3 工作曲線繪制

移取0ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組容量瓶中，同分析步驟進行分析。以0ml標(biāo)夜為參比，460nm處測各吸光度。以鉬的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

1.2.4 計算公式

Mo%=×100%==×K固定

式中m:由工作曲線計算得出的鉬的質(zhì)量，μg;

A:測定所得吸光度值;

G:稱樣質(zhì)量，g;

V1:抽取的試液體積，ml;

V:總體積，ml。

3 XRF光譜法檢測鉬元素品位工作原理與工作方法

3.1 Quant’X型XRF熒光能譜儀工作原理

X射線熒光法的基本原理是當(dāng)被測樣品中元素的原子受到外界X射線照射時，元素的原子將發(fā)射特征X射線。特征X射線的強度與被測樣品中元素的含量成比例。以探測器記錄特征X射線的強度，并把它轉(zhuǎn)化成電信號，根據(jù)信號強弱大小即可對被測元素做出定量分析。

分析元素范圍Na-Ｕ，分析元素的濃度范圍ppm—100%，整機穩(wěn)定性連續(xù)8小時測量。全自動校準(zhǔn)，自動監(jiān)測，自動報警系統(tǒng)，完全計算機控制，具有無標(biāo)樣分析測厚技術(shù)，方便快捷的運輸和移動，高性能，操作簡便WinTrace軟件。

3.2 Quant’X型XRF熒光能譜儀工作方法

3.2.1 工作條件

Quant’X型熒光能譜儀一臺;控制計算機及Wintrace軟件一套;工作電壓220V;礦石樣品為干燥均勻粉末且大于等于180目;樣杯為直徑32mm熟膠環(huán);防靜電塑料薄膜。

3.2.2 工作曲線的制作

預(yù)熱儀器，以已知標(biāo)準(zhǔn)樣品為測試樣品，取10g左右裝入樣杯中以防靜電膜上下密封，放入熒光儀置樣室中，測量X 射線的強度，與標(biāo)樣濃度建立線性工作曲線。

3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)定

以檢測所得的樣品濃度與標(biāo)樣進行誤差對比，對儀器進行X射線強度校正，最大限度的減小基體效應(yīng)和實驗室儀器誤差、方法誤差。

3.2.4 工作曲線建立方法

以所得校正后標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，在Wintrace軟件中建立分析方法程序，作為檢測未知樣品的計算依據(jù)。

3.2.5 檢測與記錄

將未知樣制樣后放入儀器置樣室，運行Wintrace軟件中的方法程序，輸入樣品的編號，運行，即開始檢測。記錄結(jié)果。

4 硫氰酸鹽吸光光度法與XRF光譜分析法的比較

本文通過生產(chǎn)過程中一組已知含量的標(biāo)準(zhǔn)鉬礦石樣品為例，利用兩種方法進行測量。

4.1 準(zhǔn)確性對比

通過數(shù)據(jù)分析XRF檢測結(jié)果平均誤差為0.874%，吸光光度法檢測結(jié)果平均誤差為1.24%。

XRF檢測誤差來源主要為基體效應(yīng)、XRF儀器誤差、方法誤差;吸光光度法主要為天平取樣誤差、人員操作誤差、分光光度計誤差、方法誤差幾個方面。

4.2 工作效率方面

每個樣品XRF檢測時間平均為10分鐘，而吸光光度法檢測需要50分鐘;XRF檢測時工作人員1人，吸光光度法檢測時一般需要2人以上。

4.3 安全與環(huán)保方面

XRF檢測方法對樣品不破壞，安全，環(huán)保，對人體傷害小;吸光光度法檢測容易破壞樣品狀態(tài)，人員需接觸高溫?zé)嵩春痛罅克釅A溶劑藥劑，潛藏著諸如爆炸、著火、中毒、灼傷、割傷、觸電等事故的危險性，影響員工職業(yè)健康安全并存在生產(chǎn)安全隱患。

4.4 成本對比

XRF檢測設(shè)備一次性購入，前期投入較大，但使用壽命長，維護簡單，占地小，一般為15年左右;吸光光度法檢測設(shè)備需根據(jù)生產(chǎn)分批采購、儲存消耗藥劑，占地多，維護費用較大，平均成本高。

5 結(jié)語

通過對兩種檢測方法討論，可以看出XRF光譜檢測方法較之硫氰酸鹽吸光光度法檢測鉬元素品位方法，XRF具有無需對樣品進行特別的化學(xué)處理、快速、方便、測量成本低等明顯優(yōu)勢，適合用于鉬礦石生產(chǎn)化驗作為過程控制和檢測使用，以準(zhǔn)確快捷的指導(dǎo)礦山的生產(chǎn)。