利用粒度重组方法克服X射线荧光光谱粉末压片法的基体效应

采用X射线荧光光谱粉末压片法测定铝铁中铝时,由于粒度效应的影响,铝测量结果的准确度降低。通常,采用单一控制样品粒度小于0.075 0 mm的制样方法来克服粒度效应时,铝的X射线荧光强度的相对标准偏差(RSD,n=10)达到4.3%。在大量试验的基础上,提出了一项粒度重组技术,即通过调整样品中的0.250～0.125 mm、0.125～0.075 0 mm、0.075 0～0.045 0 mm、＜0.045 0 mm 4个粒度等级的质量占比为2∶2∶1∶5后,铝的X射线荧光强度的RSD(n=10)降为1.2%,有效降低了粒度效应的影响。从粒度调整对测定结果的影响、两种制样方法对测量强度的影响、不同制样方法样片表面差异、不同分析方法准确度的显著性差异4个方面进行讨论,证明粒度重组方法能有效地消除粒度效应对粉末压片法结果的影响,铝铁中铝的测定结果与EDTA滴定法的结果准确度无显著性差异。     

粉末样品的粒度对压片-X射线荧光光谱法测定炉渣准确度的影响

压片-X射线荧光光谱法(XRF)测定炉渣的准确度常常受到粒度效应和矿物效应的影响。实验结合扫描电镜和能谱仪的检测手段,从宏观和微观的角度研究了炼钢精炼炉渣各组分在不同粒径范围的分布;对不同制备方法制得的粉末样品进行压片法和熔片法制片后采用X射线荧光光谱测定,并分析了检测结果产生差异的原因;借助ANOVA一元方差统计分析法,在0.16~0.088mm粒度范围内,讨论了粒度对不锈钢精炼渣、电炉渣、碳素钢精炼渣、电炉渣主成分的压片-X射线荧光光谱法结果的影响:同一样品的同一组分在不同粒度范围内所占份额不同,特别是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁尤为显著,以至影响样品的均匀性和代表性;当样品粒度研磨至0.16~0.088mm时,粒度影响不显著,压片法测定结果趋于稳定,可满足生产检验需求。     

粉末压片制样-波长色散X射线荧光光谱法测定土壤和水系沉积物中硫和氯

土壤和水系沉积物中S、Cl含量采用高频燃烧-红外吸收光谱法、离子色谱法等方法测定时,耗时相对较长;采用粉末压片法制样,波长色散X射线荧光光谱法(WD-XRF)测定时,同一样片Cl元素只能测定1次,造成标准物质大量浪费,且S元素因受粒度效应影响测试难度较大。实验选用粒度48 μm样品,在压力30 MPa、保压30 s条件下制备的样片能有效改善粒度效应对X射线荧光强度的影响;将水系沉积物和土壤标准物质研磨至粒度48 μm建立校准曲线;同时采用经验系数法进行基体效应校正,通过校正MoLα对SKα的谱线干扰,MoLγ1对ClKα的谱线干扰,以及减少样片放置时间、优先测量Cl元素等操作,可保证WD-XRF测量S、Cl的准确度。试验发现测试完毕后的标准样品重新研磨压片或超过半年的长期放置后,Cl首次测量值基本恢复认定值,解决了Cl元素只能测定1次,标准物质大量浪费的问题。试验比对了WD-XRF、红外碳硫分析仪和元素分析仪的准确度,结果表明3种方法测定值基本相符;WD-XRF中S、Cl检出限分别为30 μg/g和18 μg/g,对数偏差(ΔlgC)为0.003～0.054,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.7％～8.7％,符合DZ/T 0258—2014《多目标区域地球化学调查规范(1∶250 000)》要求。方法适用于日常大批量分析测试。     

粉末压片制样-波长色散X射线荧光光谱法测定土壤和水系沉积物中硫和氯

土壤和水系沉积物中S、Cl含量采用高频燃烧-红外吸收光谱法、离子色谱法等方法测定时,耗时相对较长;采用粉末压片法制样,波长色散X射线荧光光谱法(WD-XRF)测定时,同一样片Cl元素只能测定1次,造成标准物质大量浪费,且S元素因受粒度效应影响测试难度较大。实验选用粒度48 μm样品,在压力30 MPa、保压30 s条件下制备的样片能有效改善粒度效应对X射线荧光强度的影响;将水系沉积物和土壤标准物质研磨至粒度48 μm建立校准曲线;同时采用经验系数法进行基体效应校正,通过校正MoLα对SKα的谱线干扰,MoLγ1对ClKα的谱线干扰,以及减少样片放置时间、优先测量Cl元素等操作,可保证WD-XRF测量S、Cl的准确度。试验发现测试完毕后的标准样品重新研磨压片或超过半年的长期放置后,Cl首次测量值基本恢复认定值,解决了Cl元素只能测定1次,标准物质大量浪费的问题。试验比对了WD-XRF、红外碳硫分析仪和元素分析仪的准确度,结果表明3种方法测定值基本相符;WD-XRF中S、Cl检出限分别为30 μg/g和18 μg/g,对数偏差(ΔlgC)为0.003～0.054,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.7％～8.7％,符合DZ/T 0258—2014《多目标区域地球化学调查规范(1∶250 000)》要求。方法适用于日常大批量分析测试。     

X射线荧光光谱仪测定铝钼合金中钼的方法研究

探索了铝钼合金粉末压片制样及采用XRF-1700顺序型X射线荧光光谱仪对样品中钼元素含量的测定方法。通过实验确定了最优测定条件,最终建立了铝钼合金中钼元素含量的分析方法。与化学分析结果对比,本方法准确度良好,相对标准偏差RSD(%)1;本方法稳定可靠,能够满足分析要求。     

超细粉末压片-X射线荧光光谱法测定磷矿石中12种组分

粉末压片法是一种理想的绿色环保制样方法,简单快速,但是粒度效应对测定结果的影响很大,限制了这种方法在很多领域的应用。为了解决粒度效应对粉末直接压片法的影响,实验利用超高速行星式超细碎样机,将磷矿石标准物质粉碎至微米级,采用粉末直接压片制样,利用波长色散X射线荧光光谱仪对磷矿石中12种组分(氟、五氧化二磷、二氧化硅、三氧化二铝、全三氧化二铁、氧化锰、二氧化钛、氧化锶、氧化钙、氧化锰、氧化钾、氧化钠)进行了测定。结果表明,将样品粉碎至微米级,能够有效地克服样品的粒度效应,获得了比较满意的结果;特别是将氟的测定范围提高到了10.68%,对轻组分氧化钾和氧化钠的测定结果也很好。采用多种磷矿石标准物质和人工配制标准物质制作校准曲线,各组分的均方根为0.001 1～0.53。校准曲线采用经验系数和康普顿散射线内标法校正组分间的吸收-增强效应,方法的检出限为3～282 μg/g。对两个磷矿石国家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=10)为0.17%～5.2%。对采用标准物质配制的混合标准样品进行准确度考察,测定值与参考值一致。     

粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定稀土镁中间合金中镁锰硅钛钙铁

以粉末压片法制样,采用X射线荧光光谱法(XRF)测定稀土镁中间合金中Mg、Mn、Si、Ti、Ca、Fe含量。对样品的矿物效应、样品粒度及成型试验进行了分析研究,通过实验发现利用不同产地的标准样品制作校准曲线,矿物效应影响不大;通过将样品粒度研磨至不大于74μm,能很好的解决粒度效应的影响。精密度实验表明,待测组分的相对标准偏差(RSD,n=10)均不大于2.8%;对来自不同产地的样品进行正确度考察,测定值与国标方法的测定值一致,满足GB/T16477—2010稀土镁中间合金中各组分含量的允许差要求。     

利用二级筛分控制烧结矿粒度效应对X-荧光压片分析法的影响

通过X射线荧光光谱粉末压片法分析烧结矿中的TFe．SiO2、Ca0、MgO、Al2O3等成分的含量，在制样过程中采用标准化研磨方法和二级筛分控制样品的粒度，在光谱仪上测量样品的X射线荧光强度。通过软件计算出样品的化学成分含量。实验结果表明，采用该方法测定的数据结果稳定，精确度高，可满足生产工艺的要求。     

X荧光光谱压片法检测精炼渣中各主量成分

通过粉末压片法制备试样,然后用X射线荧光光谱仪检测精炼渣中各主量成分,通过寻找最佳制样条件和仪器最佳分析参数,降低粒度效应、基体干扰对检测结果的影响,从而实现快速准确的定量分析.     

粉末灼烧压片-X射线荧光光谱法测定石灰类材料中组分基体干扰的消除方法研究

通过石灰石标准样品高温灼烧后绘制校准曲线,解决了绘制校准曲线用活性类石灰无标准样品,又难同时准备足够多且有梯度生产样品等难题;烧结用石灰样品经高温灼烧后压片制样,大大减小了石灰样品基体干扰并完全消除粒度效应,从而实现粉末压片-X射线荧光光谱法对石灰石、活性石灰、生石灰中氧化钙、氧化镁和二氧化硅含量的测定。氧化钙、氧化镁和二氧化硅校准曲线的相关系数均大于0.999。对同一活性石灰样品进行精密度考察,3种组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.086%～2.3%范围内。对生石灰、活性石灰炼铁烧结工序生产样品进行分析,测定值与熔融制样-X射线荧光光谱法的测定值一致;对石灰石标准样品进行分析,测定值与校正后的认定值相吻合。     

粉末压片-X射线荧光光谱法测定含碳化硅铝质耐火材料中8种组分

含碳化硅耐火材料已广泛地应用于冶金炉料中,目前对含碳化硅耐火材料测定常采用湿法分析,然而这些方法繁琐耗时,不适合大批量检测要求。实验采用聚酯(PET)薄膜包裹粉末压片法制样,以微晶纤维素为粘结剂,选取与待测试样粒度一致、基体相似、各成分含量有梯度的铝硅系耐火材料标准样品和碳化硅标准样品,按照不同的比例,配制成各组分含量从低到高具有一定梯度含碳化硅铝质耐火材料校准样品,对其拟合校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)同时测定含碳化硅铝质耐火材料中TSi、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO、TiO₂、P₂O₅、K₂O含量的快速分析方法。采用PET薄膜包裹压片不仅减少粉尘污染,把对仪器损坏的几率降到了最低,而且可以防止压片暴露在空气中,增加压片保存时间。对含碳化硅铝质耐火材料试样进行了精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.08%～3.7%。采用实验方法对合成含碳化硅铝质耐火材料校准样品(未用于校准曲线绘制)和实际样品进行测定,结果与参考值或国标方法的分析值相吻合。     

X射线荧光光谱无标定量测定稀土矿石中五氧化二磷

利用粉末压片法制备样品,通过在Omnian无标定量分析软件中添加与待测组分相似样品来建立标签,可校正粉末样品可能存在的矿物效应、颗粒效应及制样引进的误差,从而实现X射线荧光光谱法(XRF)对稀土矿物中P2O5的准确测定。通过试验确定了压片制样的最佳制样条件为:样品粒度小于0.074mm、压力为40t、称样量为6.00g和保压时间为30s。对含不同梯度含量P2O5的稀土矿石进行正确度考察,发现以Omnian软件未添加标签而直接测定的P2O5结果差值较大,而Omnian添加标签的分析结果与国家标准方法的分析结果基本吻合;精密度试验表明,P2O5测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于3%。无需大量的标样建立校准曲线,能满足稀土矿石含磷量的精确分析要求。     

粉末压片-能量色散X射线荧光光谱法分析硅铬合金中铬硅磷

采用能量色散X射线荧光光谱仪替代传统化学湿法分析测定硅铬合金中铬、硅、磷的含量,可实现在减少人力物力、绿色环保的前提下满足生产的需要。实验采用粉末压片法,通过试验确定将40g破碎缩分样品研磨20s制成120目(124μm)化学分析样,然后在25.00g化学分析样中加入0.20g硬脂酸和2.00g微晶纤维素,研磨90s使其粒度不小于200目(74μm以下),在此条件下研磨压制成片后分析面坚固平滑。根据铬、硅、磷3元素的特点,确定光谱仪最佳工作参数,选择低功率一次靶在不加滤光片抽真空的条件下测定硅和磷,用大功率的二次靶模式测定铬。由于硅铬合金标准样品较少,因此实验选取硅铬合金不同生产阶段且含量呈梯度的多个经化学湿法准确定值的样品作为校准样品建立校准曲线。采用经验系数法校正元素间的影响,消除基体效应、粒度效应,降低谱线重叠干扰。精密度试验表明,硅铬合金样品中铬、硅、磷测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)依次为0.002%、0.002%和0.016%;对硅铬合金生产样品进行正确度考察,测定值与化学湿法分析值一致。方法实现了X射线荧光光谱仪对硅铬合金中铬、硅、磷等元素的同时测定,开拓了仪器应用的新领域。     

X射线荧光光谱在碳酸盐类矿石分析中的应用文献评介

当今X射线荧光光谱(XRF)已成为碳酸盐类矿石分析最重要的方法之一。作者收集了截至2021年我国X射线荧光光谱技术分析碳酸盐类矿石的期刊文献共计73篇,其中41篇采用熔融制样方法,36篇采用粉末压片制样方法。文章介绍了我国碳酸盐类矿石分析的文献概况和基础条件:包括相关文献、评述论文、标准物质和标准方法。对73篇期刊文献用列表方式简介了方法要点,包括:仪器、制样方法、校准和校正、测定组分、精密度等。并对其中较典型、有代表性的文献按制样方法进行了重点评介,强调了熔融制样虽然可以有效解决样品粒度和矿物效应的影响,但发展粉末压片制样依然具有独特优势和社会发展需求。最后讨论了XRF分析地质材料时的制样方法选取、样品粒度影响和碳酸盐类矿石的X射线荧光光谱分析方法的未来发展趋势等问题。全篇引文87篇。     

X射线荧光光谱在锰矿石分析中的应用文献评介

当今X射线荧光光谱(XRF)已成为锰矿石分析最重要的方法之一。作者收集了截至2020年我国X射线荧光光谱技术分析锰矿石的文献共计29篇,其中25篇采用熔融制样方法,4篇采用粉末压片制样方法。文章介绍了我国锰矿分析的文献概况和基础条件:包括相关专著、评述论文、标准物质和方法标准。对29篇期刊文献用列表方式简介了方法要点,包括仪器、制样方法、校准和基体校正、测定组分、精密度等,并对其中较典型、有代表性的文献按制样方法进行了重点评介,强调了熔融制样虽然可以有效解决样品粒度和矿物效应的影响,但发展粉末压片制样依然具有独特优势和社会发展需求。最后讨论了制样方法选取、样品粒度影响和方法的未来发展。     

粉末压片X射线荧光光谱法测定氧化铝中杂质元素

介绍了X射线荧光光谱法测定氧化铝中杂质元素的方法。研究了粉末压片法中助研剂丙二醇的选择和用量,考察了氧化铝粒度对X射线荧光强度的影响。试验表明,样品的粒度达到40 μm以下,粒度效应减弱;对于10.0 g氧化铝样品,加2滴丙二醇,研磨40 s,并用硼酸镶边垫底,制备的测量样片效果较好。用系列氧化铝标准样品作校准曲线,对样品中11个元素进行测定,其SiO₂、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、CaO、Ga₂O₃、ZnO测得结果的相对标准偏差（RSD）均小于8.0%,P₂O₅、TiO₂、V₂O₅、Cr₂O₃的含量在3倍检出限以上,RSD小于10%,含量在3倍检出限以下的RSD小于17%。用氧化铝标准样品验证,测量结果与标准样品的认定值基本一致。