主题：【第六届原创】浅析进厂矿石荧光分析条件选择

浅析进厂矿石荧光分析条件选择

摘要：本文通过对进厂矿石在X射线荧光分析中三种方法（压片法、添加法、融片法）的比较，找出目前较适合分析要求的融片法，并且对融片法的各种条件进行系统的分析。
关键词：融片法、助融剂、脱膜剂

1  前言
目前利用X射线荧光分析粉末样品主要有三种方法：直接压片法、间接压片法、融片法。其中对进厂样品的方法选择主要是融片法，因为融片法可以消除压片法中不能消除的矿物效应和颗粒效应对样品元素的影响。同时融片法能同时测定出样品所需的各种元素成分，解决了化学分析中分析时间长，消耗大的弊端。本文先对三种方法进行比较，然后重点对融片法的分析过程中的各种实验条件进行试验。
2  实验部分
2.1仪器和试剂
MXF—2400多道X射线荧光光谱仪    日本岛津公司
BF—1型粉末压片机    丹东北方科学仪器有限公司
SM—1型振动研磨机    丹东北方科学仪器有限公司
SSX-8-16箱式电阻炉  上海电炉厂
试剂：硼酸（分析纯）、Li2B4O7（分析纯）、 Li2CO3（分析纯）、CO2O3 （分析纯）
2.2     测量条件
表1  测量条件
元素    谱线    晶体    管压（KV）    管流（mA）    PHA    积分时间（s）
Fe    Kα    LiF    40    70    20—100    40
磨样时间：120s，试样粒度：大于200目，压片时间：60s（含保压时间30s），压力：30Mpa
2.3     样品的制备
取来样（粉末样除外）20g左右在粉碎机中粉碎120s，按照6g Li2B4O7＋1g Li2CO3 + 1g助熔剂＋0.7g样的称样量在铂金坩埚中混匀，滴加4滴（约0.7ml）KI作为脱膜剂，在1100℃的条件下熔样12分钟，取出冷切，到出，把成型的玻璃融片在X荧光仪器上进行分析。
3  结果与讨论
根据资料，并结合我们自身的条件，我们对目前粉末样品仪器分析的三种方法进行了对比。
3.1 方法一：直接压片法
来样直接压片分析省时省力，但由于来样不均匀，颗粒度、矿物效应没有得到解决，从而大大影响各元素间干扰，完全不能有效准确分析。
3.2 方法二：来样加CO2O3后振磨，压片分析。
来样加CO2O3振磨压片分析虽然能使样品的颗粒度在一定程度上相同，同时加CO2O3作为内标也能在一定程度上消除矿物效应，但是由于重复称样，研磨工序复杂，易污染等原因会造成结果不准确。
3.3 方法三：来样加助熔剂，以CO2O3为内标熔融成玻璃片分析。
经过加内标CO2O3并熔融的情况下，消除了颗粒效应和矿物效应对样品的影响，同时可以把不同品种的样品做同一曲线进行分析，大大减少了工序，且玻璃片易保存、复样等优点。
我们由于要对不同产地的进厂矿石进行分析，不同的矿石存在不同的矿物干扰，经过对三种方法对比分析后，由于其能有效消除干扰的同时能把不同产地的样品在同一曲线上分析，并且玻璃融片保存方便，不易变质等优点，我们对第三种方法（融片法）进行分析：
3.3.1  助熔剂的选择
原矿石中由于各元素存在状态不同造成矿物差异，利用熔融法让各元素变成稳定状态。考虑采用Li2B4O7、Na2B4O7、LiBO2三种熔剂。Na2B4O7对高Si流动性差，造成熔样不匀，但熔点低，便宜；LiBO2流动性高，但是昂贵；Li2B4O7的情况介于两者之间。加Li2CO3的具有流动性好，熔点低等优点。
    加入CO2O3能有效的对Fe进行校正，使各元素在高温下形成稳定的氧化物。
根据其它资料及兄弟单位的经验，我们选择混合助熔剂。
助熔剂：9g Li2B4O7＋1.5g Li2CO3 + 0.7gCO2O3
熔生产样时：6g Li2B4O7＋1g Li2CO3 + 1g助熔剂＋0.7g样
3.3.2 选择脱膜剂
    选择LiBr、NH4I、NaI、KI四种脱膜剂，均加入相同量，根据熔融样品的流动性和冷却性判断优劣，结果表明，四种脱膜剂的效果依次为NH4I＜LiBr＜NaI＜KI，而且由于四种化合物自身结构表明，I-化合物优于B-化物，但于VK（133pm）大于KNa（95pm）组成的化合物KI比NaI稳定性差，易分解利于熔样，而NH＋4极易挥发并带走I-的逸出，因此我们选用KI为脱膜剂。
3.3.3 脱膜剂的加入量
选择KI液加入量分别为0.40ml、0.60ml、0.80ml、1.00ml、1.20ml，对样品分析（四组）。
  表2  脱膜剂加入量与ITFe对应表 
KI溶液
加入量（ml）    全铁的X射线强度ITFe（KCPS）
平均值    极差    平均偏差
    1    2    3    4           
0.40    94.27    94.07    94.47    93.32    93.78    1.40    0.59
0.60    94.26    94.06    94.23    94.15    94.18    0.20    0.08
0.80    94.25    94.28    94.11    94.18    94.20    0.17    0.06
1.00    94.29    94.10    94.33    94.19    94.23    0.23    0.08
1.20    94.27    94.22    94.35    194.20    94.26    0.15    0.04
从图1和表3：我们可以看出，脱膜剂如果太少，样品中TFe的X射线强度的极差和偏差较大，说明样品熔样不充分，当脱膜剂加到一定量时，ITFe重现性好，极差和偏差小。但是，考虑到成本，脱膜剂加入太多，水分蒸发有可能带走样品量较多而使分析误差大，故我们选择0.70ml较为合适。
3.3.4 助熔剂的温度选择
    我们把助熔剂放在1100℃的温度下进行熔样，能有效的保证Li2B4O7、Li2CO3、CO2O3能有效的熔解混匀。
3.3.5 熔样温度和时间的选择
我们选择相同样品分别在850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃做实验。
表3  熔样温度与ITFe对应表   
熔样温度（℃）    全铁的X射线强度ITFe（KCPS）
平均值    极差    平均偏差    熔片优劣
    1    2    3               
850    92.21    92.31    91.96    92.16    0.35    0.15    多孔差
900    92.04    92.15    91.86    92.20    0.29    0.12    一般
950    91.84    92.04    92.05    91.98    0.21    0.09    较好
1000    91.88    92.10    91.96    91.98    0.22    0.09    较好
1050    91.84    91.93    92.00    91.92    0.16    0.07    较好
经表四，我们选用970℃作为实验温度，我们在不同时间进行分析：
表4  熔样时间与ITFe对应表   
熔样时间（min）    全铁的X射线强度ITFe（KCPS）
平均值    极差    平均偏差    熔片优劣
    1    2    3               
5    91.95    92.35    93.35    92.55    1.40    0.59    差
8    92.27    92.45    93.21    92.64    0.94    0.41    易碎
10    91.98    92.28    92.16    92.14    0.30    0.13    较好
12    92.33    92.05    92.27    92.21    0.28    0.12    较好
15    92.07    92.16    92.31    92.18    0.24    0.10    较好
    根据表四、表五，可以看出温度太低、时间太短无法熔好样品；温度太高、时间太长容易破坏物质构造，由于要测定硫，当温度高于980℃会导致其逸出造成分析结果的不准确。因此我们选定温度为970℃，时间为12分钟。
4  结论
本方法最后选择混合助熔剂、利用0.7ml的KI作为脱膜剂，在970℃的条件下熔样12分钟出来的样品光滑，不易碎。且本方法经过实验效果较理想。

你选择的条件都是试验没有做的条件，不能认可你选择的条件是最好的。

沙发说的也有道理，不错，就试验的严格意义来说，既然在脱模剂加入量和融样温度方面有试验，初期决定方案时应该注意试验浓度和温度间隔的选择，这样的结果才更有说服力。另外，个人意见，作为需要提交的实验报告，其判断标准最好可以量法，即使某些指证无法简单量法，也应该选择最直观的意见，诸如“较好”“一般”“差”等主观性强的判断指标应该尽量避免。
不过对于我等没有进行过这类试验的人来说是很好的参照了，下次自己需要做试验的时候，可以借用楼主的经验……

楼主做的矿石仅分析全铁吗，执行的哪个标准？

970度能熔好铁矿？？？有待考证。另外，1ml=20滴。4滴也就0.2ml。