低稀释比熔融-X射线荧光光谱法在铌钽矿分析中的应用
低稀释比熔融是指熔剂与样品以5:1或更低的质量比混合后熔融,在消除粒度效应的同时保证了方法检出限,在某些情况下还可兼顾灼烧减量的测定及变价元素的价态分析。采用低稀释比熔融作为X射线荧光光谱(XRF)分析的前处理方法,可测定硅酸盐中包括铯、钆、镝、铒、镱、铪、钨等在内的多种痕量元素,检出限可低至10 μg/g水平。目前,低稀释比熔融方法的应用大多局限于硅酸盐类矿石,虽可将低稀释比熔融处理硅酸盐的经验推广至相应矿种原矿及尾矿,但对于精矿等富集倍数较高的样品,由于其元素组成、样品性质与硅酸盐极大不同,该方法在稀有金属矿石,如铌钽矿等稀有金属矿石分析领域的应用前景有待研究。
表1XRF仪器测量条件
Table 1Measurement parameters of XRF instrument
测量元素 | 测量谱线 | 晶体 | 准直器 (μm) | 滤光片 | 2θ(°) | 背景点 |
Rh | KβC | LiF220 | 150 | - | 23.1892 | 1 |
Pt | Lβ1 | LiF220 | 150 | - | 46.3084 | 1 |
Nb | Kα | LiF220 | 150 | Al(750 μm) | 30.3800 | 2 |
Nb1 | Kα | LiF220 | 150 | Brass(400μm) | 30.3796 | 1 |
Br | Kα | LiF220 | 150 | - | 42.8424 | 1 |
W | Lα | LiF220 | 150 | Al(200 μm) | 62.4422 | 1 |
Ta | Lα | LiF220 | 150 | Al(200 μm) | 64.5980 | 2 |
Ta | Lβ1 | LiF220 | 150 | Al(200 μm) | 55.5258 | 1 |
Fe | Kα | LiF220 | 150 | - | 85.6984 | 1 |
Mn | Kα | LiF220 | 150 | - | 95.3890 | 1 |
Ti | Kα | LiF200 | 300 | - | 86.1720 | 1 |
Ca | Kα | LiF200 | 300 | - | 113.1366 | 1 |
K | Kα | LiF200 | 300 | - | 136.7128 | 1 |
Si | Kα | PE002 | 300 | - | 109.1066 | 1 |
Al | Kα | PE002 | 300 | - | 144.9094 | 1 |
Mg | Kα | PX1 | 300 | - | 22.9774 | 2 |
Na | Kα | PX1 | 700 | - | 27.7704 | 4 |
表2实验室内部标准物质Rb-1、Rb-2、Rb-3的组成
Table2 Composition of laboratory internal reference materials Rb-1, Rb-2 and Rb-3
样品编号 | SiO2 | Al2O3 | TFe2O3 | Nb2O5 | Ta2O5 | Rb2O | K2O | Na2O | CaO | MgO | TiO2 | MnO | W | Sn |
Rb-1 | 76.41 | 13.29 | 0.66 | 30.6* | 8.7* | 0.101 | 3.74 | 4.82 | 0.278 | 0.022 | 98* | 0.136 | - | 68.9* |
Rb-2 | 61.56 | 19.86 | 5.31 | 0.142 | 210* | 0.201 | 6.84 | 1.16 | 0.69 | 0.085 | 0.141 | 0.365 | 404* | 206* |
Rb-3 | 28.70 | 14.57 | 11.98 | 0.709 | 0.145 | 0.270 | 3.81 | 0.38 | 0.262 | 0.221 | 0.620 | 22.035 | 1.10 | 0.228 |
表3溶解度实验
Table 3 Solubilityexperiment
样品 | 四硼酸锂+偏硼酸锂 熔剂 | 稀释比 | 实验现象 |
TiO2 | 12:22 | 4:1 | 高温下熔体通透,自然冷却后变为乳白色,经平行样(n=5)分析,各元素重现性良好 |
ZrO2 | 67:33 | 5:1 | 熔解良好 |
MoO3 | 12:22 | 4:1 | 熔解良好 |
WO3 | 12:22 | 3:1 | 熔解良好 |
CeO2 | 67:33 | 8:1 | 熔于四硼酸锂+偏硼酸锂(67:33)中的溶解度更高 |
La2O3 | 67:33 | 4:1 | 熔于四硼酸锂+偏硼酸锂(12:22)中,自然冷却后结晶,更换熔剂即可 |
表4待测元素含量范围
Table 4 Concentration ranges of the elements
元素 | 含量(%) | 元素 | 含量(%) |
Nb2O5 | 0.004~55.040 | CaO | 0.063~6.464 |
Ta2O5 | 0.013~40.035 | MgO | 0.050~6.620 |
TiO2 | 0.011~5.323 | Al2O3 | 4.105~24.530 |
SiO2 | 9.918~55.825 | Na2O | 0.209~4.970 |
Fe | 0.105~11.851 | K2O | 0.222~7.750 |
Mn | 0.086~15.986 | WO3 | 0.391~10.078 |
表5精密度与准确度实验结果
Table 5 Precision andaccuracy tests of the method
元素 | 样品编号 | XRF测定值 (%) | 理论值 (%) | RSD (n=6) |
Nb2O5 | 1 | 0.087 | 0.080 | 0.87 |
2 | 35.688 | 35.000 | 0.11 | |
Ta2O5 | 1 | 0.018 | 0.015 | 2.25 |
2 | 35.271 | 35.000 | 0.11 | |
TiO2 | 1 | 0.848 | 0.857 | 0.28 |
2 | 0.276 | 0.265 | 0.55 | |
SiO2 | 1 | 52.255 | 51.593 | 0.26 |
2 | 15.616 | 16.251 | 0.24 | |
Fe | 1 | 5.713 | 5.761 | 0.34 |
2 | 1.710 | 1.645 | 0.41 | |
Mn | 1 | 1.667 | 1.700 | 0.38 |
2 | 0.041 | 0.034 | 3.66 | |
CaO | 1 | 4.70 | 4.85 | 0.30 |
2 | 1.551 | 1.608 | 0.32 | |
MgO | 1 | 4.214 | 4.214 | 0.65 |
2 | 1.258 | 1.398 | 1.01 | |
Al2O3 | 1 | 14.001 | 14.006 | 0.34 |
2 | 3.962 | 4.182 | 0.48 | |
Na2O | 1 | 2.175 | 2.155 | 1.05 |
2 | 0.618 | 0.705 | 1.66 | |
K2O | 1 | 1.751 | 1.573 | 0.47 |
2 | 0.359 | 0.399 | 0.21 |
原文由 玉米馒头(alhoon) 发表:
在2.2节中已经考察了铌、钽的挥发损失情况,且低稀释比熔融制样确实依赖高温,但若只考虑待测元素氧化物的熔沸点的话,S、As、Sb、Bi、Te挥发损失应该是很可观的,但通过易挥发元素Bi/Te等氧化物的实际实验发现,样片质量质量变化其实极小,以上氧化物在硼酸锂盐熔体中的饱和蒸气压计算应是不同的,相关研究现在开展尚浅,所以现阶段也只能以实验数据说话。