X射线荧光光谱法测定高炉返粉组分

王曼娟 刘 琰 戴国宣 李永武 方利红

(马钢检测中心 理化检验一站，安徽 马鞍山 243000)

0 前言

烧结矿、球团矿及块矿进入高炉前需筛分，筛下物按一定比例混和后即为高炉返粉。高炉返粉重新烧结后即可再返回高炉使用。为了提高高炉返粉的利用率，将高炉返粉中TFe，MgO，SiO2，CaO，Al2O3，MnO，S，P，FeO，TiO2共10种成分的含量进行分析检测。目前高炉返粉全铁分析采用重铬酸钾滴定法，SiO2，CaO，MgO，Al2O3，MnO，TiO2，P采用ICP原子发射光谱法测定。其中化学分析方法，分析步骤繁琐，检验周期长，人的影响因素多，劳动强度大。采用X射线荧光光谱法分析可以实现多组分的同时测定。生产实践证明，本方法具有精密度好、准确度高、分析速度快等特性，完全能够满足生产需要[1-3]。

1 实验部分

1.1 样品的准备

X射线荧光光谱分析需同类型标准样品，目前缺少高炉返粉标准样品，无法满足X射线荧光光谱绘制工作曲线的要求，为此我们收集了高炉返粉生产样品进行化学方法自定值。高炉返粉试样用震动磨碎机磨碎后过120 μm筛，用化学方法对7个试样进行了定值，结果如表1所示。

表1 试样含量汇总表 Table 1 A summary for sample contents /%

1.2 主要仪器和试剂

PW2640/00型X射线荧光光谱仪(帕纳科公司)；箱式电阻炉：额定温度1 050 ℃以上。

无水四硼酸锂，硝酸铵(AR)，实验用水为二次去离子水。

溴化铵溶液：称取50.0 g溴化铵，加水溶解稀释到体积为100 mL，摇匀后放入棕色瓶中保存。

1.3 实验方法

准确称取试样0.500 0 g(精确到0.000 2 g)、8.000 0 g(精确到0.000 2 g)四硼酸锂、0.400 0 g(精确到0.000 5 g)硝酸铵，置于70 mm×40 mm称量瓶中摇匀，移入底部加有6滴溴化铵的铂黄坩埚中，在1 150 ℃马弗炉中熔融6 min后，取出摇匀赶气泡，再放入马弗炉中继续熔融6 min，取出，水平放置冷却，待测。开启X射线荧光光谱仪至仪器稳定后，按设定条件分析试样，仪器自动分析并显示结果。

2 结果与讨论

2.1 试样量与熔剂比例的选择

本实验选择试样量与熔剂的比例为1∶16， 即

试样量为0.500 0 g，四硼酸锂8.000 0 g，0.400 0 g硝酸铵，此条件下各预测量元素的强度满足要求，熔融时流动性较好，且样品的烧失量不影响测定。

2.2 仪器工作条件

经过对试样中各待测元素进行位置扫描和能量扫描，确定各元素的分析条件，结果见表2。

表2 各元素测量条件 Table 2 Measuring conditions for each element

2.3 工作曲线的线性范围

为建立适用范围较宽的工作曲线，我们在绘制工作曲线时添加了成分范围较为相近的烧结矿标准样品，在选定的测量条件下，测量组分的强度为纵坐标，以输入组分浓度为横坐标，绘制工作曲线，用经验法对曲线进行校准，建立了测定元素的工作曲线。各测定元素的含量范围见表3。

表3 各测定元素含量范围 Table 3 Content ranges for the elements to be determined /%

2.4 精密度和准确度实验

将一生产样，采用本方法熔制成11个熔片，测定待测元素的含量，计算RSD值。测定的主元素的相对标准偏差RSD<3%。精密度实验结果见表4。

表4 精密度实验结果 Table 4 Results of precision experiments (n=11) /%

对标准样品及自定值样品进行了准确度实验，比较测定值和标准值，偏差较小，见表5。实验表明，本方法精密度好，数据准确可靠。

表5 准确度实验 Table 5 Accuracy tests /%

3 结论

通过选择标准样品、实验熔片条件、优化仪器参数、曲线回归等措施，选择出方法的最佳条件，实现了X射线荧光光谱法对高炉返粉中SiO2等8种成分的快速准确测定。

分析结果通过与标准物质的标准值、化学法对照，符合情况较好。方法简便、快速、准确，测定范围宽，取代了繁琐的化学分析方法，可应用于实际生产。

[1] 章连香,符斌.X-射线荧光光谱分析技术的发展[J].中国无机分析化学,2013,3(3)：1-7.

[2] 陈永欣,唐梦奇,黎香荣,等.X射线荧光光谱法同时测定富锰渣中主次组分[J].中国无机分析化学,2012,2(4)：39-42,46.

[3] 商英,王彬果,赵靖,等.X射线荧光光谱法测定钾长石、钠长石中多种元素[J].中国无机分析化学,2012,2(2)：27-29.