X射线荧光光谱法分析镁砂中的主次成分

吴增升 刘志民

(中国第一重型机械股份公司 天津重型装备工程研究有限公司，天津 300457)

0 前言

镁砂是冶金及焊剂生产行业中广泛应用的原材料[1]。镁砂中化学成分的分析一般采用传统的化学分析法，分析周期长，且大多需分离干扰元素。国内在这方面的报道较少，且多数方法采用粉末压片法或简单经验系数校正，并不能很好地消除样品基体的吸收-增强效应[2-3]。本文采用熔融玻璃片法制样，建立了X射线荧光光谱快速分析镁砂中MgO，Al2O3，SiO2，CaO，P2O5，Fe2O3等化学成分的方法[4]。

1 实验部分

1.1 仪器设备

Axois X射线荧光光谱仪(荷兰帕纳科仪器公司)；DY 501型电热熔融设备(上海宇索仪器公司)；Pt-Au坩埚和模具。

1. 2 试剂

四硼酸锂-偏硼酸锂(67+33)：在800 ℃灼烧2 h后置于干燥器中备用；溴化锂溶液(300 g/L)；P10气体(90%氩气+10%甲烷)；镁砂标准样品：JRRM 401，JRRM 402，JRRM 403，JRRM 405，JRRM 406，JRRM 407，JRRM 410(日本耐火物质技术协会)。

1.3 试样

105 ℃干燥2 h，粒度不大于150 μm。

1.4 样品片的制备

准确称取0.700 0 g试样，7.000 g混合助熔剂于铂黄金坩埚内，混匀，加入1 mL溴化锂脱模剂，按如下程序制得熔融片：熔融温度1 100 ℃，熔融时间20 min，静止时间1.5 min。

1.5 测量条件

X射线荧光光谱仪测定条件见表1。

表1 待测组分测量条件Table 1 Measuring conditions of analyzed elements

2 结果与讨论

2.1 熔融法制片

熔融法制样可以消除颗粒效应，减少甚至消除基体的吸收-增强效应[5]，样片表面光滑均匀，耐辐射性较好。

(1)样品制备温度的优化

在950，1 000，1 050，1 100，1 150 ℃下进行了样品片的制备实验，结果表明，样品熔融温度在1 100 ℃时，制得的样品片表面光滑、无气泡且比较均匀。故实验选择的样品熔融温度为1 100 ℃。

(2)样品制备时间的优化

实验了在1 100 ℃下5，10，15，20，25 min的样品熔融时间，结果发现5～15 min样品没有完全成为熔融体，熔融时间在20 min 以上熔融体均匀，符合实验要求。故实验选择20 min为样品熔融时间。

(3)脱模剂用量的选择

在样品中加入0.75，1.00，1.50 mL的 LiBr溶液制备样品，加入0.75 mL LiBr时，并没有形成表面光滑且均匀的熔融体，且容易出现样品破碎的情况。加入1.00 mL LiBr溶液后，制得的样品片符合实验要求，制备成功率较高，故选择加入1.0 mL LiBr溶液作为脱模剂。

2.2 基体效应的校正

实验采用熔融法制备样品，可以消除大部分的试样粒度效应和矿物效应，降低了吸收-增强效应[6]。在实验中，我们采取理论α系数法校正基体干扰，效果良好。

2.3 校准样品及标准曲线

在表1的仪器设备参数下进行了7个镁砂标准样品的测定，各待测组分标准曲线的线性相关系数、检出限如表2所示。

表2 待测组分线性相关系数及检出限Table 2 Related coefficients and detection limits

2.4 准确度及精密度评定

选择镁砂标准样品JRRM 404和426，在优化好的条件下进行了10次测定，统计了10次测定结果的平均值和相对标准偏差，结果如表3所示。相对标准偏差均在3%以下，方法的精密度较好。对标准样品的测定值与认证值基本吻合。

表3 准确度和精密度评定Table 3 Precision and accuracy of the method /%

3 结论

用X射线荧光光谱法定量分析镁砂中MgO，Al2O3，SiO2，CaO，P2O5，Fe2O3等组分，方法简单，可操作性高，方法的准确度高，精密度好，可作为镁砂样品的快速分析方法。

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[2] 谢忠信,赵宗铃,张玉斌,等.X 射线光谱分析[M].北京:科学出版社,2007:465-507.

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