X射线荧光光谱法测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量(修改稿).doc

X射线荧光光谱法测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量王晓雯（中国铝业河南分公司 河南 郑州 450041）摘要：本文采用硼酸镶边衬底制备石灰石样片，用波长色散X射线荧光光谱仪测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量。本方法测量准确度、精密度较好，所得结果与化学分析结果一致。关键词：X射线荧光光谱法，石灰石1前言石灰石是生产氧化铝的主要原料之一，其中SiO2、CaO、MgO含量一直采用滴定、比色等原始的化学分析方法进行测定1，分析方法繁琐，人为影响因素大，且劳动强度大，分析周期长，越来越不能够适应企业现代化大规模生产的需求。本文采用硼酸镶边衬底制备石灰石样片2，用波长色散X射线荧光光谱仪测定石灰石中SiO2、CaO、MgO含量，解决了制约氧化铝生产快速发展的“瓶颈”问题。2实验仪器及方法2.1仪器及测量条件S4 Explorer型X射线荧光光谱仪，铑靶光管，功率1kW，德国Bruker AXS公司制造，测量条件见表1。HERZOG HTP40型半自动压片机，德国SIEMENS公司生产。表1 元素的测量参数例元素SiCaMg分析谱线K1K1K1光管条件20kV，50mA50kV，20mA20kV，50mA准直器(dg)0.460.230.46分光晶体PETLiF200OVO-55计数器F.C.F.C.F.C.谱峰角度(2)108.850113.03720.740测量时间(s)601060注：F.C.为流动计数器。2.2试剂工业硼酸；标准样品：国家标准样品。2. 3试样：在110下干燥2h，粒度不大于74m。2.4试样制备称取5g石灰石样品和7g硼酸，在压片机中压片。压力200kN，保压时间20s。3结果与讨论3.1测量和基体效应的校正按所定的测量条件测定标准样品的X射线荧光强度，按随机分析软件SpectraPlus中的可变理论影响系数法进行回归及基体效应的数学校正2，见公式（1）：Ci=slope(Ii+K)(1+ijCj)式中：Ci、Cj测量元素和影响元素的浓度；slope、K标准曲线的斜率和截距；Ii测量元素的X射线荧光强度；ij可变理论影响系数。Si、Ca、Mg三种元素相互产生基体效应的影响，因此在测量其中任一种成分时，要同时对其它两种元素进行基体效应的校正。3.2样片制备条件的影响工业硼酸容易吸潮且杂质含量相对较高，因此使用前应先进行干燥，防止所制样片开裂，并避免样片表面粘有硼酸，影响准确测量。3.3精密度实验对同一样片重复测量10次，得到仪器测量精密度；同一样品制十个样片进行测量，得到方法测量精密度，见表2。表2 仪器测量精密度和方法测量精密度 （%）化合物SiO2CaOMgO仪器测量精密度平均值标准偏差相对标准偏差1.820.000.1451.080.020.042.430.000.10方法测量精密度平均值标准偏差相对标准偏差2.340.010.5852.620.170.320.370.011.54从上表可以看出，所选用的波长色散型X射线荧光光谱仪适合于石灰石样品的日常杂质含量分析，且已达到常规化学分析方法的要求（化学分析的允许偏差为SiO2：0.070.10%；CaO：0.30%；MgO：0.030.10%）。3.4分析结果对照按选定的测量条件对11个样品进行测定，与化学分析结果对照见表3。表3 实验结果对照 （%）序号XRF分析化学分析SiO2CaOMgOSiO2CaOMgO11.0452.951.431.1752.771.5321.8551.551.981.8451.142.1332.2450.452.672.1450.182.7541.5651.142.221.6451.372.2551.3052.211.841.4151.871.9661.4652.491.431.6051.901.3771.1553.870.481.1553.760.4691.1253.410.861.1252.980.88105.2148.971.745.3148.641.70110.8354.150.610.7853.840.554结论1） 粉末压片X射线荧光光谱法测定石灰石中的SiO2、CaO、MgO，测量准确度、精密度较好。2） 采用硼酸镶边衬底压片，制样简单快速，样片结实且表面平整，适于XRF法分析。3） 各成分的测量精密度已达到化学分析方法的要求。4） 使用XRF法测定石灰石样品，可大大缩短分析时间，减少人为影响因素，提高分析效率。参考文献（1）中华人民共和国国家标准石灰石、白云石化学分析方法