熔融制樣-X射線熒光光譜法測(cè)定鉀肥中主要成分

(青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院巖礦測(cè)試中心，格爾木 816000)

位于青海柴達(dá)木盆地的察爾汗鹽湖有著豐富的鉀鹽資源，通過浮選就能生產(chǎn)出鉀肥產(chǎn)品。鉀肥的主要成分是KCl，目前鉀肥中各元素的測(cè)定方法通常采用重量法[1，2]，原子吸收光譜法[3]，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[4]等，X射線熒光光譜法很少報(bào)道，這些化學(xué)分析方法在試樣處理上比較繁瑣，分析速度慢，試劑損耗大，由于通過粉末壓片法鉀肥中氯化物組分在經(jīng)X射線照射后成向表面擴(kuò)散的趨勢(shì)，長(zhǎng)時(shí)間照射后還會(huì)進(jìn)一步分解，以Cl2的形式揮發(fā)，粉末壓片法很難建立穩(wěn)定的工作曲線，因此本實(shí)驗(yàn)選擇用熔融制樣X射線熒光光譜法對(duì)鉀肥中的鉀、鈉、鈣、鎂、氯、硫進(jìn)行分析。通過高純?cè)噭┡渲撇煌荻肉浄十a(chǎn)品，高溫熔融制成校準(zhǔn)樣片，經(jīng)基體和譜線校正建立校準(zhǔn)曲線，通過對(duì)實(shí)際樣品測(cè)定，并與化學(xué)法分析結(jié)果比對(duì)，結(jié)果準(zhǔn)確。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

日本理學(xué)ZSX Primus Ⅱ型X射線熒光光譜儀； 日本理學(xué)WSY-2型自動(dòng)熔樣機(jī)。

ZRFA專用復(fù)合熔劑Li2B4O7∶LiBO2=66.7∶33.3；高純?cè)噭郝然洠然c，硫酸鈣，硫酸鎂。

1.2 儀器工作條件

端窗銠靶X射線管，功率4kW，工作電壓60kV，工作電流60mA，30μm超薄鈹窗，P10氣體流量12mL/min,其他工作條件見表1。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

由于鉀肥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)缺乏，需要人工配制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。根據(jù)實(shí)際鉀肥樣品各元素的含量比例，人工配制10個(gè)各元素含量不同梯度的鉀肥樣品作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。分別稱取不同比例氯化鉀，氯化鈉，硫酸鎂，硫酸鈣總計(jì)0.7000g，放入盛有5.6000g復(fù)合熔劑的鉑金坩堝中，攪勻后置于自動(dòng)熔樣機(jī)上，選擇預(yù)熔時(shí)間100s，熔融時(shí)間300s，熔融溫度1000℃，冷卻時(shí)間300s進(jìn)行熔融，制成玻璃樣片后上機(jī)測(cè)定。人工配制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量范圍見表2。按照設(shè)定的分析程序測(cè)量后，利用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法校正程序進(jìn)行校正，校正公式如下：

表1 儀器工作條件

Wi=Xi(1+Ki+∑AijWj)+∑BijWj+Ci

(1)

公式(1)中：Wi為待測(cè)元素i校正后的分析值(%)

Xi為待測(cè)元素i校正前的分析值(%)

Wj為共存干擾元素j的含量(%)

A、B、C、K為校正系數(shù)。

表2 人工標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)元素含量范圍

2 結(jié)果與討論

2.1 熔樣比例[5-7]

在不改變其他實(shí)驗(yàn)條件的情況下，在樣品質(zhì)量和復(fù)合熔劑的質(zhì)量比例分別為1∶5、1∶8、1∶10的條件下制成玻璃熔片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)熔樣比例為1∶5時(shí)，熔片的流動(dòng)性差，當(dāng)熔樣比例在1∶8和1∶10時(shí)，熔融物表現(xiàn)的流動(dòng)性很好，熔片表面光滑平整，多次測(cè)定后各組分的熒光強(qiáng)度穩(wěn)定。但考慮樣品中低含量元素鈣鎂的測(cè)定誤差，本實(shí)驗(yàn)就選擇熔樣比例為1∶8。

2.2 脫模劑

本實(shí)驗(yàn)的測(cè)定樣品是鉀肥樣品，含有大量的KCl成分，Br、I是熔融制樣中常用的脫模劑，Cl同為鹵族元素，使用Cl作為脫模劑的報(bào)道相對(duì)較少，之前報(bào)道論文[6]中提到Cl可以作為脫模劑，本實(shí)驗(yàn)在熔融過程中不加脫模劑得到的熔融樣片效果很好，因此無需額外添加脫模劑。

2.3 精密度和準(zhǔn)確度

選取一個(gè)實(shí)際樣品重復(fù)制樣11次，計(jì)算各組分的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于8%，低含量元素Mg的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差略大。再選取3個(gè)鉀肥樣品，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，將所得結(jié)果與用化學(xué)分析法所得到的值進(jìn)行對(duì)比，其中Na,Ca,Mg,SO4用ICP-AES測(cè)定，K用四苯硼酸鈉重量法測(cè)定，Cl用硝酸銀滴定法測(cè)定。結(jié)果見表3。

表3 樣品分析結(jié)果 單位：(%)

由表3可知，本法與化學(xué)法測(cè)定值基本一致。

本實(shí)驗(yàn)利用熔融制樣-X射線熒光光譜法測(cè)定鉀肥中的主量成分，方法簡(jiǎn)單可行，和以前的方法相比，大大的縮短了工作時(shí)間，減少了試劑用量，可以更好的運(yùn)用于生產(chǎn)中。