X射线荧光光谱法测定海砂中TiO2和ZrO2含量

黄燕华，张 娜，刘 丽

（海南省地质测试研究中心，海南海口 570206)

X射线荧光光谱法测定海砂中TiO2和ZrO2含量

黄燕华，张 娜，刘 丽

（海南省地质测试研究中心，海南海口 570206)

采用X射线荧光光谱法对海砂中的TiO2和ZrO2进行了测定，采用塑料环镶边的粉末压样法，对Ti和Zr测量条件进行了优化。采用经验系数法和散射线内标法校正基体效应，分析标准物质 GSD08，TiO2和ZrO2的精密度（RSD）分别为0.30%和0.80%，分析样品的测定值与化学法比较相符，该方法对TiO2和ZrO2的测定准确度好、速度快。

海砂；X荧光光谱法；基体效应；粉末压片

海南省是个岛屿型海洋大省，沿海锆钛砂矿资源极为丰富，不仅在海滨地带，而且在岛周边潮间带以及浅海水域，也蕴藏有大量的锆钛砂矿资源。海南岛的锆钛砂品质较为优良而且埋藏浅，有利于量化采选。目前海南岛已探明的锆钛砂矿储量占全国的 65%以上[1]。近年来随着中国基础建设的不断扩大，优质的锆钛砂矿在国内市场上的需求量越来越大，已出现供不应求的情况，因而加快海南省锆钛砂矿资源勘查和测量工作以及采选开发，显得尤为重要和紧迫。

目前分析TiO2主要采用分光光度法和经典化学分析法（容量法），ZrO2的分析主要是容量法，这些方法存在着操作流程长、速度慢，以及不能进行TiO2和ZrO2同时测定等缺点。

X射线荧光光谱分析适用于各类固体样品（冶金，地质以及环境样品）中主次痕量元素同时测定[2]，该方法制样方法简单，分析流程短，因此得到广泛应用。本文采用塑料环镶边的粉末压样法制样，运用X射线荧光光谱仪对海砂中的TiO2和ZrO2的含量进行了测定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

X射线荧光光谱仪：ZSX PrimusⅡ，日本理学公司；

半自动压样机：ZHY-601B型，北京众合创业科技发展有限责任公司；

冷却循环水系统：BLKⅡ型，北京众合创业科技发展有限责任公司；

P10气（90 %氩气+10 %甲烷）；塑料环；98%乙醇；棉花。

1.2 样品制备

国家标准物质置于烘箱中于105℃烘1.5h，于干燥器中冷却至室温称取5g样品直接压片，塑料环镶边；压制好的样片放于干燥器中。待测样品，根据海砂样品类型的要求进行加工并与标准物质相同方法进行烘样，压片。

1.3 分析谱线及测量条件

海砂样品中Ti和Zr所采用的特征谱线及其测量条件见表1[3-6]。

表1 Ti和Zr所采用的特征谱线及其测量条件

1.4 工作曲线

选用以下国家标准物质制作工作曲线：

土壤标样：GSS1-GSS28；岩石标样：GSR1-GSR15；水系沉积物：GSD2-GSD14；

海洋沉积物：GBW07314，GBW07316，GBW07334，GBW07335；锆矿石：GBW07156，GBW07157。

各元素含量范围见表2。

表2 各元素校准曲线范围

1.5 样品测定

把装入样片的样杯按顺序摆入样品台。在分析界面按放样顺序依次输入样品编号，并选择对应的定量分析方法。点击分析样品进行测定。测量结束后，可以从该软件的结果显示评价模式中选择所得结果。

2 结果与讨论

2.1 各成分所选用的测量谱线及其测量条件

在样品的分析中，必须对Ti和Zr的分析条件（包括元素分析的特征谱线、背景、测量时间、干扰谱线、准直器、探测器）作仔细的选择[3-6]。对于Ti元素，只需要根据定量分析软件中提供的条件作细小改变，检测器计数率不超过1 000kcps。对于Zr元素条件的优化，主要是如何避开重叠、干扰元素，选择合适的背景位置。

2.2 基体效应和谱线重叠干扰校正

基体效应对X射线荧光分析结果影响较大，本文的方法采用经验系数法和散射线内标法进行基体效应校正，参与Ti和Zr基体效应校正的元素、谱线重叠元素以及内标元素见表3。

表3 基体效应校正元素、谱线重叠干扰元素、内标

2.3 方法检出限

选择标准曲线中几个含量低的接近于检出限的标准物质，各制备一个样片，按表1的测量条件分别测定12次，计算出TiO2和ZrO2含量最低的12次测定结果所对应的σ，计算的3倍标准偏差即为本方法的检出限，见表4。

表4 方法检出限（μg/g）

2.4 方法准确度

本文分析了标准样品以及日常检测样品，并将 XRF结果与化学分析值进行比较，结果见表5。由表5可以看出，本方法与化学法的结果较为符合，说明本方法分析数据可靠。

表5 样品的化学分析法与 XRF结果比较

2.5 方法精密度

方法精密度采用将标准物质GSD08分别制备11个样片，按表6的测量条件进行测定，以检验制样与测定的重复性，对结果进行统计，得到精密度结果见表6。

3 结语

本方法采用粉末压样，用于快速测定海砂中TiO2，ZrO2的含量，方法具有分析快速、准确度高、灵敏度高等特点。本文采用经验系数法和散射线内标法对样品的基体效应进行校正，方法的准确度符合规范的要求，精密度较好，能满足日常生产检测的需要。

表6 方法精密度

[1] 符启基，岑辽.浅论海南万宁东海岸锆钛砂矿集区的资源潜力[J].资源环境与工程，2008，22（1）：6-8.

[2] 罗立强，詹秀春，李国会.X射线光谱仪[M].北京：化学工业出版社，2008.

[3] 杨仲平，靳晓珠，黄华鸾.X 射线荧光光谱法测定化探样品中的主次痕量元素[J].广西科学院学报，2006，22（2）：430-434.

[4] 赵合琴，郑先君，魏丽芳，等.X射线荧光光谱分析中样品制备方法评述[J].河南化工，2006，23（10）：3-4.

[5] 陈家君，梁国立，宋尔良.地质样品中多中痕量元素的X射线荧光光谱[J].分析实验室，1987，6（2）：12-16.

[6] 李国会，卜维，樊守忠.X射线荧光光谱法测定硅酸盐中主次痕量元素[J].中国理学XRF光谱用户论文集，1995：68-72.

Determination of TiO2and ZrO2Elements in Sea Sand by X-ray Fluorescence Spectrometry

Huang Yan-hua，Zhang Na，Liu Li

A X-ray fluorescence spectrometer was applied to the determination of TiO2and ZrO2in sea sand.The method with pressed powder pellet sample preparation and the analytical condition was optimized.empirical coefficients and internal standard method was used for the correction of matrix effect.By analyzing standard reference materials，the precisions of the method are 0.30% and 0.80%，The measure resul are in good agreement with certified values.

sea sand；X-ray fluorescence spectrographic；matrix effect；powder sheeting

O657.34；TQ174.1

B

1003–6490（2017）11–0216–02

2017–09–05

黄燕华（1985—），女，福建漳浦人，工程师，主要研究方向为矿产、农业、海洋化学分析。