X射线荧光光谱法快速测定艾萨炉冶炼过程铅精矿等物料中的主要元素(修改稿).doc

X射线荧光光谱法快速测定艾萨炉冶炼过程铅精矿等物料中的主要元素史红明 张云晖 周光忠 李艳（云南驰宏锌锗股份有限公司技术监督一处，云南曲靖市，655000）摘要 本文采用粉末压片，H3BO3镶边垫底的制样方法，以X射线荧光光谱法快速测定铅精矿中的Pb、Fe、SiO2、S、Zn、CaO、MgO、Al2O3等主要元素，方法应用于艾萨炉冶炼过程铅精矿中的主要元素控制分析，结果满意。关 键 词 X射线荧光光谱，铅精矿1 前言艾萨炉是云南驰宏锌锗股份有限公司从澳大利亚引进的一套新型自动化程度较高的冶炼设备，主要用于冶炼铅精矿生产粗铅等半成品，采用艾萨炉冶炼工艺生产粗铅，据现有文献资料介绍，在国内外尚属首例。为此，对炉前控制分析检测工作也就提出了较高的要求。在投料以前必须对混合铅精矿等含硫较高的物料进行炉前快速准确分析检测，以便为客观反映指导实际生产的顺利进行提供可靠的、及时有效的数据保障，通过条件试验研究，我们确定了X射线荧光光谱法快速测定铅精矿中的主要元素的最佳仪器检测条件，拟定了X射线荧光光谱法快速测定铅精矿中的Pb、Fe、SiO2、S、Zn、CaO、MgO、Al2O3等主要元素，该方法应用于实际生产的炉前控制分析检测，具有较强的可操作性。铅精矿等样品分析结果令人满意，能较好的满足艾萨炉实际生产的要求。2 实验仪器及方法2.1 主要仪器及测量条件2.1.1 X射线荧光光谱仪（S4 pioneer）：铑靶X光管，功率4kW，德国Bruker公司制造。X射线荧光光谱仪的测量条件见表1。2.1.2 振动磨（YYJ-40）：中科院长春光学精密机械与物理研究所2.1.3 压样机(ZM-1)：中科院长春光学精密机械与物理研究所2.1.4 电子天平（AV812）：梅特勒托利多仪器（上海）有限公司表 1 X射线荧光光谱仪的测量条件成分分析谱线分光晶体峰位角()电压(kV)电流(mA)测量时间(s)Pb Pb LB1LiF20028.27250530FeFe K 1LiF20057.537502010SiO2Si K1PET108.9722711110SS K1PET75.7922710010ZnZn K1LiF20041.816502010CaOCa K1LiF200113.143506010MgOMg K1OVO5520.4462711110Al2O3Al K1PET144.55727111102.2 主要试剂2.2.1硼酸：工业纯2.3 试料片的制备称取样品100克，并均匀地放入振动磨盘中，研磨三分钟。将磨制好的样品用硼酸镶边垫底压制成片，压力30吨，保压时间20秒。3 实验结果及分析3.1研磨条件试验称取样品100克，分别研磨17分钟，实验表明，随研磨时间的增加，测量结果随之升高。但3分钟以后趋于稳定。把研磨时间定为3分钟。3.2配制标准样品 选用品位及杂质含量差别较大的两种铅精矿，分别按不同的比例称取总量为100克，采用振动磨磨3分钟或者更长的时间磨制混匀样品配制成15个以上的混合样品，经经典化学法定值后得到15个以上含量高低不同的标准样品，该含量范围基本覆盖了实际生产过程中所用物料主要分析元素的含量。3.3测量将15个标准样品压制成片，按所定的测量条件测定绘制工作曲线，用随机分析软件Spectra Plus 中的可变理论影响系数法进行基体效应的校正。成分的测量范围及校准曲线的标准偏差见表2表2 成分的测量范围及校准曲线的标准偏差成分测量范围(%)校准曲线的标准偏差(%)Pb50.3774.220.1697Fe1.9111.990.1102SiO20.796.350.08732S14.3625.170.1755Zn1.487.720.06502CaO1.391.750.06040MgO0.430.890.003542Al2O30.170.630.0094923.4 精密度试验对同一试料片重复测量10次，得仪器测量精密度，对同一试料制备10个试料片进行测量，得方法测量精密度，见表3。表3 仪器测量精密度和方法测量精密度(%)成分PbFeSiO2SZnCaOMgOAl2O3仪器测量精密度Average50.37 12.030.7825.287.691.370.430.24Std.Dev0.020.010.000.010.000.000.000.00RSD0.050.080.530.040.060.130.091.06方法测量精密度Average50.8111.340.8425.047.801.440.000.00Std.Dev0.030.030.000.030.010.000.000.00RSD0.060.290.550.110.150.160.141.043.5本法与化学法的比较对4个混合铅精矿样品按选定的测量条件进行测量，与化学法的对比结果见表4。表4 XRF法和常规化学分析法分析结果比较(%)样品编号测量方法PbFeSiO2SZnCaOMgOAl2O31化学法55.069.710.8323.266.411.360.520.20XRF法55.059.680.7623.136.371.450.530.192化学法62.196.980.8620.104.591.59 0.660.245XRF法61.866.900.8419.994.501.60 0.660.253化学法69.004.400.9116.432.721.750.800.29XRF法68.754.370.8916.772.701.700.790.284化学法74.221.910.7914.361.481.750.890.32XRF法74.351.810.9514.281.551.800.900.314、 结论（1） 本方法可操作性较强，具有简单、快速、准确的特点，能较好的满足炉前控制分析检测工作的要求。（2） 由于是采用粉末压片法制样，颗粒效应，矿物效应严重，在铅精矿原料改变后，由于基体效应可能产生一定的误差。（3） 熔融制样可以很好地消除基体效应，但自然界铅精矿多以硫化物的形式存在于矿床中，样品中含硫高，必须经过预氧化，耗时较长，不利于快速分