样品厚度对X-射线荧光分析结果的影响

2019-07-22曹年凤

世界有色金属 2019年10期

关键词：钨矿储量分析仪

曹年凤

（湖南有色新田岭钨业有限公司，湖南郴州 423000）

1 X射线荧光分析法在我国的现状

目前，随着我国科技不断突飞猛进，高新技术的不断发展，X射线用于元素分析，是一种新型的分析技术，X射线荧光分析法经过无数次的探索，已经完善他们各自的分析数据库，广泛应用于冶金，地质，有色、环卫，环保、矿山等各个领域。

2 X射线荧光分析仪的原理

X射线荧光就是被分析样品在X射线照射下发出的X射线，它包含了被分析样品化学组成的信息，通过对上述X射线荧光的分析确定被测样品中各组份含量的仪器就是X射线荧光分析仪。

当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为10-12-10-14s，然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，X-射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。

3 钨矿石的现状

我国钨基础储量和查明资源储量白钨矿石分别为：205.8万吨和413.2万吨，分别占我国总基础储量的70.37%，总查明资源储量的71.40%；黑钨矿石的基础储量为84.92%万吨，查明资源储量为142.54万吨，分别占我国总基础储量的29.03%，总查明资源储量的24.63%，混合矿石的基础储量仅1.74万吨，占全国的0.6%，查明资源储量22.9万吨，占全国总查明资源储量的3.96%。我国历来是以消耗黑钨矿石储量为主，冶炼加工、出口百分之九十来自黑钨精矿。

钨用途广泛，目前被应用于金属加工、机械、电子、矿业、重型制造业、石油化工等领域，钨作为我国的战略性金属，被列为我国保护性开采的特定矿种。随着科技发展、技术进步和新产品的开发，钨产品将发挥更为重大的作用。

由于在钨矿的选矿研究中，需要对钨矿石中进行快速准确的测定，但是目前的大多使用重量法[1]，比色法[2]、极谱分析[3]法，但存在化验分析时间长，化验试剂成本高，也容易造成环境污染，因此 X-射线荧光光谱仪的优势尤为的突出，主要体现在分析时间短，分析范围大，可以多元素分析，重现性好，灵敏度高，损耗少等优点。

每个元素的特征X射线的强度除了和激发源的能量和强度有关，还与不同矿的品种以及矿中元素浓度有一定的关系，通过测定待测元素的特征X射线谱线的波长和强度，可以进行定性和定量分析。也使我国矿石分析方法研究取得很大的进步。

本文提出X射线荧光分析法在钨矿石测定时样品的厚度是对荧光分析结果的影响。通过Innov-x专用分析软件，结合钨矿石中的钨含量来建立相应的钨矿石标准曲线，并得出结论，以更快捷的，更精确，更节约的成本。

4 实验部分

4.1 仪器

美国Innov-X（伊诺斯）第三代系列便携式矿石分析仪，XRF专用杯膜。

4.2 实验样品

实验原始样品为地质样，地质样是通过沿矿体厚度方向按一定的规格刻凿一条长槽，收集凿下的全部矿石碎块作为样品。

4.3 样品的制备

实验样为地质样，由于地质样品均匀性较差，需要多次粉碎缩分将其混匀，将样品放入烘箱中，将烘箱温度测定105℃，直至恒重。用三头研磨机进行研磨。最后使用锥形四分法缩分[4-5]。

4.4 实验方法

4.4.1 建立工作标准曲线

将一组已知化学值的WO3含量的样品固定在支架上进行待测。本样品WO3的化学分析值均采用国家标准方法（GB/T 14352.1-2010 钨矿石、钼矿石化学分析方法第1部分：钨量测定）得出。

使用Innov-X便携式矿石分析仪中的矿石模式进行测定。利用windows CE 6.0分析软件进行数据处理，得出W的荧光强度，利用仪器对已知待测样品及标签进行测定，并与其样品已知的WO3的结果进行数据处理，并得出相对应趋势线，并在仪器中的建立WO3标签，W相对应的用户因子为：K=1.484，b=0.038。

4.3.2 样品的测定

分别将同一样品样品放入XRF专用杯膜高度的四分之一，四分之二，四分之三，四分之四。放入专用的支架上进行待测。选择步骤4.4.1的WO3标签对分析结果进行归一结果，并平行测定3次。