基于钴内标X射线荧光光谱分析法在铁矿石分析中的应用研究

王巨鹏（河北涉县崇利制钢有限公司,河北 涉县 056400）

基于钴内标X射线荧光光谱分析法在铁矿石分析中的应用研究

王巨鹏
（河北涉县崇利制钢有限公司,河北 涉县 056400）

摘 要：本文主要就钴内标X射线光谱分析方法、工作曲线、标样制作、精密度和准确度、钴玻璃的熔融条件及特殊样品处理方式进行阐述，讲述用钴内标X射线方法分析铁矿石主、次元素的优点与注意事项。

关键词：钴内标X射线；荧光光谱分析；铁矿石

随着科技的进步，传统的化学分析铁矿石主、次成分的方法已经不能满足生产需要。本文通过具体实验，对钴内标X射线光谱分析法进行阐述分析，讲解在使用钴内标法时的方法步骤和应注意的事项，探讨钴内标X射线荧光光谱分析法对试验结果的影响，并对一些特殊样品的处理方法给出意见。

1 综述

X射线荧光光谱分析有玻璃熔融片和粉末压片两种方法。粉末压片法由于受到粒度效应和矿物效益的影响，准确性较差，一般应用在生产样的检测上。而玻璃熔融片法消除了粒度效应和矿物效应，降低了基体效应，获得了较高的精度，适合分析不同类型的铁矿石。铁矿石构成比较复杂，铁成分含量过高且分布不均匀，致使在进行成分分析时，荧光光谱法没有化学分析法准确，为了克服这个问题，我们提出了内标法。内标法是利用内标强度和分析线比或分析线与靶线相干散射线的强度比等数据，计算得出元素浓度、函数的浓度，以此来得到补偿吸收增强效应和仪器漂移的效果。

内标法X射线最常用的是X射线管靶线的康普顿散射线作为内标。铁矿石复杂多样性决定了矿石中各元素的含量常常也让人难以预料。如今在使用玻璃片熔融法进行铁矿石X射线荧光光谱分析中，往往会出现异常偏离的现象。即使通过对熔融制片和校正工作曲线也不能完全消除这种影响，导致对矿石中铁元素的测定不准确。但是如果使用钴内标法进行试验，得到结果的准确性和质量就会大为提升。本文通过具体实验，对钴内标法分析铁矿石主、次元素含量进行阐述。

2 钴内标法的试验过程

2.1 试验准备

（1）仪器，试验过程中用到的仪器有：岛津MXF-2400型荧光光谱仪；熔样机：TNRY-01A X射线光光谱分析专用全自动熔样机，洛阳特耐;分析天平：梅特勒托利多XS204电子天平；

（2）试剂：实验过程中用到的试剂有：熔剂：四硼酸锂AR、碳酸锂AR、无水四硼酸锂-偏硼酸锂混合溶剂Li2B4O7:LiBO2＝12:22；氧化剂：硝酸铵AR；内标：三氧化二钴AR；脱模机：碘化铵AR；50%浓度。

2.2 实验步骤

将10g无水四硼酸锂-偏硼酸锂混合溶剂和1g三氧化二钴混合均匀，倒入铂黄坩埚后加入10滴碘化铵溶液。完成后放入玻璃片熔样机中，控制温度在1050℃，加热6min制成钴玻璃片取出。玻璃片制成后放入干燥器冷却至室温，用上述方法制成7片玻璃片。最后用粉磨机进行打磨，打磨充分后放入专业容器，干燥备用。

2.3 标样玻璃片制作

选取待检的铁矿石样品20g，在干燥器皿中进行干燥，干燥完毕后，将0.6g铁矿石样品、1g碳酸锂、0.8g钴玻璃粉和6g四硼酸锂在容器中混合均匀。完成后倒入坩埚，加8滴溴化锂溶液，最后在玻璃片熔融机中制成玻璃片。分别制成17个铁元素含量不同的玻璃片样品进行X射线荧光强度测量。

2.4 加钴内标建立分析曲线

建立钴内标法分析曲线首先应设置好分析条件，测定出标准铁矿石玻璃样品的荧光强度和铁矿石中各元素含量的之间的关系曲线，通过数据分析，我们可以看出钴内标法工作曲线具有很好的线性相关性。可见，使用钴内标法建立的参考曲线可以很好的区分各元素的含量。

2.5 试验结果分析

（1）精密度分析。使用同一个铁矿石制作10个玻璃片，通过上述方法建立元素含量和荧光强度的关系曲线。通过相关曲线分析各元素的平均值、标准偏差和相对偏差，通过分析可知上述实验的精密度满足要求。

（2）准确性分析。为进行准确度分析，用同一种铁矿石样品，一个用化学方法对其中各元素含量进行准确测定，另一种用X射线荧光分析仪进行元素的测定，然后分析结果。通过实际的试验验证，发现最大偏差值为0.32%＜0.4%（0.4%为标准偏差值），证明上述方法准确可靠。

2.6 特殊样品的处理方法

在实际试验中，可能会遇到一些极端情况，比如铁矿石样品中硫分比较高或含有碳、铁等单质成分。这样进行分析时试验结果有可能和实际相差很大。遇到这种样品时，可以对样品进行前期处理，例如可以用氧化剂将矿石中的单质氧化、也可以用高温灼烧的办法消除其中一些物质的影响。

3 钴内标法的应用特点

使用康普顿散射线作为内标进行X射线荧光光谱分析的方法。这种方法操作简单快捷，无需添加内标元素，便可直接进行X荧光仪软件设置。但是这种方法受荧光仪的影响较大，容易受到探测管、X光管、电路板的老化等因素的影响，造成结果的不准确。通过钴内标法可以有效的克服上述缺点。因为钴和铁两种元素原子序数相近，所有具备比较相似的物理和化学性质，再加上一般铁矿石中，钴元素的含量很少，所以使用钴元素和铁元素进行X射线荧光光谱分析，可以有效的消除铁及其他元素的影响。内标法是一种相对的校准方法，在试验的过程中应保证内标物质在分析样品中的含量一致。

4 结语

通过上述钴内标X射线荧光光谱法的试验，发现钴内标法可以有效的提高检验的效率和准确性。但是在具体的实践过程中，我们还应注意优化钴玻璃片的制备方法，建立钴内标X射线荧光光谱分析程序等。通过规范化的操作步骤，有效的提高铁矿石标准样品和生产样品分析的准确性。为了解决X射线靶线不稳定对试验结果的影响，在试验过程中增加了制备钴玻璃粉及称量工序，使玻璃片熔融过程耗时加大，给日常大批量分析铁矿石样品带来时间和成本上的不利影响，在具体工作中可以根据实际需要合理选择流程步骤。

参考文献：

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