熔融制样-X射线荧光光谱法测定磁铁矿中7种组分

研究了熔融制样-X射线荧光光谱法测定磁铁矿中7种组分的分析方法。考察了稀释比、硝酸锂氧化剂用量、溴化锂脱模剂用量等因素,在优化条件下进一步选择了熔融温度及熔融时间。按试样与熔剂稀释比为1∶20在1 050 ℃熔融10 min制成玻璃样片,直接用X射线荧光光谱法(XRF)测定磁铁矿中的TFe、CaO、MgO、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和S。选择含铁量不同的一组磁铁矿标准样品建立校准曲线,线性相关系数均不小于0.997 4。测定磁铁矿实际样品时,测定结果与化学法一致,相对标准偏差中TFe为0.29%,S为3.4%,其它组分在0.29%～2.5%之间。     

粉末压片制样-波长色散X射线荧光光谱法测定直接还原铁中6种组分

直接还原铁中的Si、Al、P、Mg、Ca和S等杂质元素对钢的质量有重要影响,目前一般采用化学湿法分析和熔融制样-X射线荧光光谱法检测,程序相对繁琐。为缩短检测周期,研究采用粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,通过试验确定将淀粉作为粘结剂,在7.000 0 g样品中加入0.350 0 g淀粉,研磨120 s混匀并使其粒度小于0.074 mm,于30 t压力下压制成片。选取与待测试样组成、结构及粒度相似的具有一定梯度含量的直接还原铁标准样品/校准样品建立校准曲线,SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S校准曲线的线性相关系数分别为0.999、0.998、0.992、0.995、0.997和0.999。按照实验方法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)分别为0.014%、0.030%、0.076%、0.009%、0.026%和0.047%;分别采用实验方法与国家标准方法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,结果相一致。方法满足进口直接还原铁样品的快速检测要求。     

粉末压片制样-波长色散X射线荧光光谱法测定直接还原铁中6种组分

直接还原铁中的Si、Al、P、Mg、Ca和S等杂质元素对钢的质量有重要影响,目前一般采用化学湿法分析和熔融制样-X射线荧光光谱法检测,程序相对繁琐。为缩短检测周期,研究采用粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,通过试验确定将淀粉作为粘结剂,在7.000 0 g样品中加入0.350 0 g淀粉,研磨120 s混匀并使其粒度小于0.074 mm,于30 t压力下压制成片。选取与待测试样组成、结构及粒度相似的具有一定梯度含量的直接还原铁标准样品/校准样品建立校准曲线,SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S校准曲线的线性相关系数分别为0.999、0.998、0.992、0.995、0.997和0.999。按照实验方法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)分别为0.014%、0.030%、0.076%、0.009%、0.026%和0.047%;分别采用实验方法与国家标准方法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,结果相一致。方法满足进口直接还原铁样品的快速检测要求。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰矿中9种组分

探讨了熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰矿中TMn、TFe、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、TiO₂ 、P₂O₅、K₂O等常见组分的分析方法。对试样进行烧损校正,采用国家标准物质和以国家标准物质为基体制备的校准样品,建立了基体校正后的校准曲线。通过试验确定以四硼酸锂为熔剂、硝酸铵为氧化剂、熔融中间和定型前分2次加入总量为0.15 g的NH4I脱模剂,采用1∶12.5的稀释比例高温熔融制样。方法用于锰矿标准样品与实际样品分析,标准样品的测定值与认定值一致,实际样品的分析结果与其他方法的结果吻合,满足了生产现场快速分析的需要。     

压片制样-X射线荧光光谱法测定不锈钢渣中10种组分

由于不锈钢标渣在市场上很难购买,且熔融制样-X射线荧光光谱(XRF)无法满足炉前不锈钢渣样的快速分析要求,实验利用转炉渣、高炉渣、平炉渣等标准样品和文献方法定值的不锈钢渣生产样品,建立熔融制样-X射线荧光光谱的校准曲线,并用于不锈钢渣样的定值分析,将此定值分析结果用于压片制样-X射线荧光光谱校准曲线的绘制,从而实现不锈钢渣中CaO、SiO₂、Al₂O₃、MnO、MgO、TFe、P₂O₅、TiO₂、Cr₂O₃和NiO的炉前快速分析。对熔融制样的条件及方法的精密度和准确度均进行了考察,保证了绘制校准曲线用不锈钢渣测定结果的准确性。通过试验确定压片制样-X射线荧光光谱的分析条件为:研磨时间50 s;40 g试样中添加5粒粘合剂;100 kN压力,保压时间15 s进行压片。各组分校准曲线的相关系数均大于0.999。对同一不锈钢渣进行压片制样-XRF的精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差为0.43%～4.6%;准确度验证结果表明,压片制样的测定结果同熔融制样的测定结果一致,但压片制样XRF满足炉前不锈钢渣分析量大、分析速度快的要求。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定连铸保护渣中7种组分

连铸保护渣成分构成复杂,采用粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定时基体效应严重。实验采用将样品在1 100 ℃下灼烧2 h以测定灼烧减量,选择氧化剂NH₄NO₃在600 ℃下对样品预氧化10 min,然后将氧化后的样品、NH₄NO₃与Li₂B₄O₇-LiBO₂混合熔剂(m:m=67:33)按质量比为1:2:10的比例进行熔融制样,熔片效果良好。使用专用氧化物标准样品绘制校准曲线,以数学回归法、基本参数法和理论影响系数法消除基体效应和谱线干扰,校准曲线的相关系数均大于0.999。从而建立了熔融制样-X射线荧光光谱法快速测定连铸保护渣中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O和TFe的分析方法。对同一个连铸保护渣样品进行精密度考察,7种组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于2%;准确度验证结果表明,实验方法的测定值与其他方法的测定值吻合较好。     

X射线荧光光谱法测定镍烧结矿中10种组分

在高炉冶炼过程中，通过测定镍烧结矿的化学组分可以直观反馈炉况和产出铁水的质量。对镍烧结矿的化学组分进行测定时，由于缺少匹配的标准物质和合适的X射线荧光光谱法(XRF),目前行业内仍主要采用传统化学湿法进行测定，操作较为繁琐且测定周期长。实验采用熔融制样-X射线荧光光谱法测定镍烧结矿中的10种组分(Ni、TFe、Cr、Mn、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃、P、TiO₂)含量，探讨了熔剂、稀释比、脱模剂、熔融温度以及熔融时间对样品熔解和测定结果的影响。结果表明：在以无水四硼酸锂-碳酸锂(质量比为6∶1)作为熔剂、熔剂与样品的稀释比为20∶1、160 mg碘化铵试剂作为脱模剂、熔融温度为1 050℃的条件下熔制15 min,能够制成均匀、透明、无杂质的玻璃状样片。以普通烧结矿标准样品为主体，按一定比例添加镍标准溶液和高纯三氧化二铬试剂，配制11个具有一定含量梯度的校准样品用于建立校准曲线，能有效避免基体效应的干扰，所建立的各组分校准曲线的相关系数为0.999 6～1.000 0。方法用于镍烧结矿各组...     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定黑刚玉中6种组分

黑刚玉是一种以Al₂O₃、SiO₂和TiO₂为主要成分的新型环保材料,其化学成分的分析一般采用滴定法、分光光度法或原子吸收光谱法等,这些方法操作相对繁琐、流程长。实验采用H₃BO₃-Li₂CO₃ 混合熔剂(m∶m＝7∶3)按质量比为1∶10的稀释比进行熔融制样,加入0.15 g NH₄I脱模剂,有效地消除了矿物效应、粒度效应。实验选择矾土、黏土、焦宝石等与黑刚玉组分相似的标准物质和人工合成校准样品建立校准曲线,各组分校准曲线的相关系数均大于0.998,实现了熔融制样-X射线荧光光谱法对黑刚玉中Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂、CaO和MgO含量的同时测定。对黑刚玉样品进行准确度考察,实验方法的测定值与其他方法的测定值吻合较好,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD)均小于2.0%。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定石灰石和白云石中8种组分

采用四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂[m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33],稀释比为8∶1,脱模剂为10滴300 g/L碘化铵溶液,预氧化温度和时间分别是600 ℃和200 s,熔融温度和时间分别为1 050 ℃和7.5 min的熔样条件,实现了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)对石灰石和白云石中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、K₂O、P₂O₅等组分的准确测定。选择石灰石、白云石标准样品及由标准样品人工合成的校准样品进行校准曲线的绘制,各组分的相关系数均可达到0.99以上。采用OXSAS软件提供的AC+MC综合模式进行谱线重叠干扰校正和基体校正,效果良好。选择标准样品进行精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)均小于3%。石灰石、白云石标准样品和实际样品的测定结果与认定值或其他方法测定值进行比较,结果基本相符。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定菱镁矿和白云石中6种组分

菱镁矿、白云石的化学成分是钙镁质耐火材料检测的重要指标,由于菱镁矿、白云石烧失量大,加热易分解,灼烧后的试样放置时间长或放置方式不当,极易吸收空气中的水分和CO₂,导致样品变质结块,影响测定结果的准确性,因此合理地优化测定条件对提高分析方法的准确度非常关键。实验采用熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定菱镁矿、白云石中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、P₂O₅含量。直接以烧失量测定后的试样质量作为试样量,最大限度地避免了空气中水分和CO₂对称样量的影响,简化操作步骤,缩短检测时限。经试验确定采用Li₂B₄O₇-LiBO₂(m∶m=67∶33)混合熔剂,灼烧后样品与熔剂的稀释比为1∶10,NH₄I溶液为脱模剂,熔融温度1050℃,熔融时间15min制备试样玻璃片。选取12种国家标准样品绘制校准曲线,线性相关系数为0.9997~0.9999。对菱镁矿、白云石标准物质进行精密度试验,各组分测定结果相对标准偏差(RSD,n=10)为0.14%~1.6%;应用实验方法对菱镁矿、白云石标准样品进行测定,结果与认定值基本一致,各组分的相对误差(n=5)为0.15%~5.88%。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定金红石中主次组分

评价金红石品位时,常需要知道金红石的主次组分含量。金红石样品中二氧化钛含量很高,属于难熔化合物,在采用熔融制样-X射线荧光光谱法测定时熔融片容易破碎和炸裂。实验在对稀释比和熔融温度进行优化的基础上,通过加入合适质量的玻璃成型剂二氧化硅,成功地制备了金红石熔融片,实现了X射线荧光光谱法(XRF)对金红石样品中Fe₂O₃、TiO₂、MnO、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O等主次组分的测定。采用钛铁矿标准样品、辉长岩标准物质及高纯试剂二氧化钛按一定比例研磨后混合均匀,配制成具有一定含量梯度的10个金红石合成样品绘制校准曲线,采用数学校正公式进行基体效应和谱线重叠校正,各主次组分校准曲线的相关系数均大于0.9979。按照实验方法对由钛铁矿标准样品和高纯试剂二氧化钛按比例混合配制得到的金红石合成样品中的主次组分进行测定,计算测定结果的相对标准偏差(RSD)为0.22%~1.6%。采用实验方法测定由钛铁矿标准样品和高纯试剂二氧化钛按比例混合配制得到的2个金红石合成样品,主次组分的测定结果与理论值(由标准样品认定值计算得到)基本一致。     

X射线荧光光谱法测定透辉石中氧化钙、氧化镁和二氧化硅

透辉石是一种新型的陶瓷工业矿产资源,其氧化钙、氧化镁和二氧化硅等主量成分的测定一般采用滴定法、重量法等化学分析法,操作步骤繁琐、化学试剂用量大、分析周期长。实验采用熔融法制样,以X射线荧光光谱法(XRF)测定透辉石中CaO、MgO和SiO₂等主量组分。选择与透辉石化学组成相似的硅灰石、滑石、超基性岩和石英岩等国家标准物质,并通过不同标准物质间的混合复配制备与测定样品浓度和梯度相匹配的校准样品序列。样品与四硼酸锂-偏硼酸锂-氟化锂混合熔剂(m∶m∶m=4.5∶1∶0.4)的稀释比为1∶20,加入LiBr溶液和饱和LiNO₃溶液分别作为脱模剂和氧化剂,在1050℃熔融9min制备熔融片。各组分校准曲线的相关系数均大于0.999;方法检出限为35μg/g(CaO)、320μg/g(MgO)和130μg/g(SiO₂)。选取1个透辉石样品进行精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.19%~0.45%之间。所建方法应用于多种不同类型透辉石实际样品的测定,结果与多家实验室其他化学分析方法的测定结果基本一致。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定硅藻土中6种主次组分

硅藻土是一种重要的非金属矿产,其主次组分的测定一般采用重量法、滴定法等,操作过程繁琐、化学试剂用量大、分析周期长。实验采用熔融法制样,X射线荧光光谱法(XRF)同时测定硅藻土中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、TiO₂等主次组分。选择高纯试剂人工合成校准样品系列,用测定烧失量后的样品制备玻璃熔片,克服了缺少硅藻土标准物质及烧失量对测定结果的影响。样品与四硼酸锂-偏硼酸锂-氟化锂混合熔剂(质量比为4.5∶1∶0.4)的稀释比为1∶10,LiBr溶液作为脱模剂,在1050℃熔融9min制备熔融片。各组分校准曲线的线性相关系数在0.9962~0.9999之间;方法检出限在18~266μg/g之间。按照实验方法测定硅藻土样品中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、TiO₂,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)在0.25%~1.4%之间。所建方法应用于相近标准物质(GBW03103软质粘土和GBW03114硅质砂岩)和4种不同品位的硅藻土样品中各组分的测定,测定结果与标准物质认定值或实际样品湿法测定值基本一致。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定镁铝质耐火材料中8种组分

镁铝质耐火材料广泛应用于钢铁、水泥、玻璃等行业,在检验工作中,多采用GB/T 5069—2015进行镁铝质耐火材料的化学分析,但该方法耗时相对较长。镁铝质耐火材料标准样品较少,实验室采用镁砂、镁铝砖、镁石等标准样品以不同比例混合自制标准样品,克服了镁铝质耐火材料标样不足的局限;以熔融法制样,建立了测定镁铝质耐火材料中主次成分(MgO、CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、K₂O、Na₂O)的X射线荧光光谱法(XRF)。优化后的样品熔融条件如下:精确称取6.000 0 g Li₂B₄O₇熔剂和0.500 0 g样品,样品稀释比为1∶12,加入0.4 mL 300 g/L NH₄Br溶液为脱模剂,在1 050 ℃下熔融10 min。通过Super Q软件,依据经验α系数法进行基体校正,消除样品中各元素的吸收增强效应。采用实验方法对镁铝砖423和Al-Mg-Mix-2标准样品进行测定,结果表明各组分测量结果的相对标准偏差(RSD)在0.081%～2.9%之间,正确度检验符合标准方法要求。     

用于X射线荧光光谱法测定镁质耐火材料的变质镁砂标样认定值的修正与再利用

镁砂标样易吸潮变质,为了探讨变质镁砂标样继续使用的可能性,对9种烧失量已经发生变化的镁砂标准样品进行了条件试验,对变质镁砂标样的推荐值进行了校正。将样品进行高温灼烧处理,再通过定性半定量程序确定其未知元素的种类和含量,采用熔融制样法,建立了基于变质镁砂标样的高硅质镁基耐火材料中MgO、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、MnO、P₂O₅的X射线荧光光谱(XRF)分析方法。实验方法用于测定1个变质镁砂标样镁砂425中MgO、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅,其中K₂O测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为11%,其他组分的RSD(n=11)均在3%以下;按照实验方法测定2个变质镁砂标样和2个人工合成样品中MgO、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅,测定值与认定值/理论值相符,允许差满足国家标准分析方法的分析要求,使变质镁砂标准样品能够回收再利用。     

X射线荧光光谱法测定锆矿中10种主次成分

采用四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂熔融制样,利用X射线荧光光谱仪(XRF)测定锆矿中的ZrO₂、HfO₂、MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、CaO、TiO₂、Fe₂O₃、BaO等10种主次成分含量。利用锆矿标准物质及锆矿标准物质与基准试剂SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃、CaCO₃、KH₂PO₄、MgO、BaO、HfO₂按一定比例混合配制的系列校准样品绘制校准曲线,满足各成分的含量梯度。选择0.450 0 g样品加入9.000 g混合熔剂(m_四硼酸锂∶m_偏硼酸锂=12∶22)、熔样时间为15 min、熔融温度为1 050 ℃、无需加脱模剂进行熔融,熔样效果好。选择ZrL_α线避免了ZrK_α线以及ZrK_β线穿透样片的问题;采用变异α系数校正基体效应。对锆矿石标准样品及自制校准样品进行分析,各成分的测定值与认定值或参考值相吻合;精密度考察结果表明各成分测定结果的相对标准偏差在0.29%～7.9%之间。