X荧光分析技术在多种矿石多元素的应用探究

付 微

北方重工集团（沈阳）工程设计研究院有限公司，辽宁沈阳 110000

0 引言

这里，我们要介绍多种矿石多元素选矿工艺中X荧光分析技术的应用，包括相关的实现原理、工艺要求以及多种矿石多元素分析技术等，并且通过实验结果的分析，说明了X荧光分析技术在多种矿石多元素的应用前景非常广阔，对于提高多种矿石多种元素的选矿工艺具有重要的意义。

1 X荧光分析技术的基本原理

X荧光分析技术主要是通过样品材料接受适当激发而发射出相关元素组份的特征x射线来对矿石中的不同元素进行分析的。如果有能量足够大的x射线光子和原子相撞，就可能将逐出原子的内层电子而形成一个空位，在极短时间内外层电子就会按照电子跃迁的选择定则规律进行跃迁并释放相应能量。这种能量如果以光的形式释放，就称为荧光x射线辐射。该射线波长只和跃迁电子的初态和终态能级差相关。因此，可以使用荧光X射线波长对材料的相关化学元素成份进行鉴定。荧光x射线波长（λ）和能量（E）的计算关系为：

其中h表示普朗克常数，C表示光速。

因此，多种矿石中的多种化学元素通过x射线的照射后就会产生荧光x射线，荧光x射线就能代表不同元素各自的特征波长，进而对矿石中的多种化学元素进行分析。实践表明，这种方法操作方便、分析迅速，并且准确度也慢速相关要求，在矿石中的选矿中得到了广泛的应用。

2 X荧光分析的基本流程

2.1 相关仪器介绍

本实验使用德国西门子有限公司研制的X射线荧光光谱仪，并配备有Rh把X射线端窗管。该仪器的相关测定条件如下表所示：

表1 仪器测定条件

K Kα No 0.15 LiF200 F.C. 0.762/2.401 50 60 136.725

2.2 实验样品制备要求简介

X射线荧光光谱仪对样品的要求主要包括两种：即固体样片和液体样片，这里我们主要对固体样片的制备方法进行介绍。这又包括如下两种方法：

压片法：缺点主要是会因为矿物形成结构、研磨粒度大小或者粘结剂的加入而造成结果测定值与准确值偏离。

熔片法：熔剂可以将试样进行溶解，然后可以通过制成均匀玻璃片的形式消除颗粒度以及矿物的效应，并且还对基体效应的降低有一定作用。

2.3 多种矿石多元素分析技术

将参比样样品添加到仪器内部以后，不仅可以进行参数的测量对比，还可以进行稳谱的测量。但是由于参比样样品和分析样样品都是同一类的矿石样本，分析过程则只能对一种矿石的元素含量进行分析。但是如果只使用同一台仪器对多矿石多元素的含量进行测定，就必须在仪器的内部添加多种矿石的参比样样本，这样就不得不设计更加复杂的内部换样机械装置。这里，我们研究了一种多种矿石多元素的分析技术。具体做法主要是首先将稳谱样样品放置到在仪器内部，而将参比样放置到仪器的外部。在对一个样本分析之前，首先对同类外置参比样进行测量，然后再使用X荧光分析对仪器的内部的样品进行测量分析，并且循环往复进行，直到所有的样品都分析结束为止。这样就可以实现同时分析多种矿石元素。

2.4 实验结果分析

下面列出了部分样品的分析数据和使用X荧光光谱仪得到的数据。

表2 实验结果对比

从结果的分析对比可以看到，X荧光分析仪器的性能比较稳定，而且操作方便、分析速度快、测试结果也比较准确，完全能够适应生产过程中多种矿石多元素的分析要求。从分析结果中可以看到存在一定的误差，这些误差主要包括以下几个方面：

首先，测试样品并不完全相对，虽然分析试验过程中所使用的测试样本和分析样本的成分基本相同，但是难免会存在一定的差异，这种差异就有可能造成分析结果存在一定程度的误差。这是两个样品并不是真正意义上的相同，因此引起误差也是可以理解的。除此之外，即使是面对完全相同的同一样品，也会由于外界环境的不同，例如测试人员的差别、时间的差别、地点的差异等等一系列因素而造成误差的发生，都会对测试结果产生重要影响。比较客观的作法是，针对同一样品随机分成多分，然后选择其中的任意一份进行X荧光分析，选择另外一份进行化学测试分析，并且针对每一个样品都进行相同的操作。最后对测试结果进行综合分析。

3 结论

采用X光管作为激发源的X荧光分析技术具有明显的技术优势，必将在以后很长一段时间内在市场中占据主导地位。目前，高压电源、高性能的X射线管和X射线探测器都已经可以进行采购，为国内X荧光分析仪的研制和应用研究提供了方便。因此，要加大对X荧光分析技术及其设备的研究，使X荧光分析技术在我国选矿工业的发展中发挥重要的作用。

[1]谷松海，宋义，郭芬，等.X-射线荧光光谱法同时测定铬矿中主次成分[J].冶金分析，2008.

[2]吴小红，徐勇宏，高新华.一种用X-射线荧光光谱法测定硅酸盐及碳酸盐类样品中氧化物的通用方法[J].冶金分析，2008.