用于X射线荧光光谱法测定镁质耐火材料的变质镁砂标样认定值的修正与再利用

镁砂标样易吸潮变质,为了探讨变质镁砂标样继续使用的可能性,对9种烧失量已经发生变化的镁砂标准样品进行了条件试验,对变质镁砂标样的推荐值进行了校正。将样品进行高温灼烧处理,再通过定性半定量程序确定其未知元素的种类和含量,采用熔融制样法,建立了基于变质镁砂标样的高硅质镁基耐火材料中MgO、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、MnO、P₂O₅的X射线荧光光谱(XRF)分析方法。实验方法用于测定1个变质镁砂标样镁砂425中MgO、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅,其中K₂O测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为11%,其他组分的RSD(n=11)均在3%以下;按照实验方法测定2个变质镁砂标样和2个人工合成样品中MgO、SiO₂、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、P₂O₅,测定值与认定值/理论值相符,允许差满足国家标准分析方法的分析要求,使变质镁砂标准样品能够回收再利用。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定硅藻土中6种主次组分

硅藻土是一种重要的非金属矿产,其主次组分的测定一般采用重量法、滴定法等,操作过程繁琐、化学试剂用量大、分析周期长。实验采用熔融法制样,X射线荧光光谱法(XRF)同时测定硅藻土中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、TiO₂等主次组分。选择高纯试剂人工合成校准样品系列,用测定烧失量后的样品制备玻璃熔片,克服了缺少硅藻土标准物质及烧失量对测定结果的影响。样品与四硼酸锂-偏硼酸锂-氟化锂混合熔剂(质量比为4.5∶1∶0.4)的稀释比为1∶10,LiBr溶液作为脱模剂,在1050℃熔融9min制备熔融片。各组分校准曲线的线性相关系数在0.9962~0.9999之间;方法检出限在18~266μg/g之间。按照实验方法测定硅藻土样品中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、TiO₂,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)在0.25%~1.4%之间。所建方法应用于相近标准物质(GBW03103软质粘土和GBW03114硅质砂岩)和4种不同品位的硅藻土样品中各组分的测定,测定结果与标准物质认定值或实际样品湿法测定值基本一致。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定珊瑚礁样品中15种主次和微量组分

珊瑚礁样品中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O、MnO、TiO₂和P₂O₅等低含量组分的测试通常需要采用不同的方法和仪器,难以满足批量样品测试的需求。实验以Li₂B₄O₇-LiBO₂-LiF为熔剂,采用高温熔融制样,建立X射线荧光光谱法(XRF)测定珊瑚礁样品中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、MnO、TiO₂、P₂O₅、SO₃、Sr、Zr、Ba和Cr含量的方法。对熔融制样条件进行了优化,其中脱模剂LiBr饱和溶液最佳用量为150 μL。选取岩石、碳酸盐岩石、水系沉积物国家标准物质以及在标准物质中加入Sr标准溶液的方式建立校准样品系列,Sr和Zr采用经验系数法和康普顿散射线内标法校正基体效应,其他组分采用理论α系数校正基体效应,有效克服了基体效应的影响。结果表明,各组分测定值的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.25%～19.5%。方法用于珊瑚礁实际样品分析,其分析结果与采用化学湿法的测定结果吻合,各组分的相对误差绝对值为0～28.86%。     

波长色散X射线荧光光谱法测定中低品位铝土矿和高硫铝土矿中主次组分

中低品位铝土矿种类繁多,Al₂O₃含量较低,而其他组分较为复杂,常富含Fe₂O₃、CaO、MgO、S等组分,应用熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定富含Fe₂O₃、S的样品在熔融时会腐蚀铂-金坩埚,样品流动性差,而且高温下S挥发严重。实验使用NH₄NO₃作为氧化剂,采用熔融法制样,建立了波长色散X射线荧光光谱法同时测定中低品位铝土矿和高硫铝土矿中Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、K₂O、Na₂O、MgO、P₂O₅、S的分析方法。为了拓宽Fe₂O₃、S等组分的含量范围,采用国家标准物质之间互相配制和经多次化学分析的样品来绘制校准曲线;通过试验确定样品与熔剂的稀释比为1∶20,加入1.0g NH₄NO₃作为氧化剂,滴加0.5mL LiBr溶液作脱模剂,在1050℃下熔样8min,可制得透彻、玻璃化程度高的样片。各组分的检出限在27.7~259μg/g之间,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)小于3%。经实际样品分析,各组分测定值与其他方法分析结果相吻合,有效解决了富含Fe₂O₃、S的中低品位铝土矿和高硫铝土矿的制样问题及S不易被准确测定的难题,可用于测定S质量分数15%以内的铝土矿样品。     

电感耦合等离子体原子发射光谱-内标法测定优质石英砂中8种杂质组分

优质石英砂主要成分为SiO₂,其中的杂质直接影响其品质。通常杂质的测定方法如分光光度法和原子吸收光谱法,存在流程长、不能多组分同时测定等问题,难以满足实际检测需求。实验采用氢氟酸、硝酸、高氯酸分解样品,加入In标准溶液作内标,简化实验流程,消除基体效应、仪器漂移及定容体积不准确造成的测定误差,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)-内标法测定优质石英砂中Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、P₂O₅等8种杂质组分的方法。在各组分校准曲线线性范围内,线性相关系数在0.9994~1.0000之间;方法中各组分的检出限为0.0001%~0.0038%(质量分数)。按照实验方法测定石英岩标准物质GBW07837中的各待测组分,结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为0.92%~6.6%,测定值和认定值相吻合。采用实验方法对优质石英砂实际样品中8种组分进行测定,结果的RSD(n=6)为0.59%~8.1%,测定结果与参考值基本一致。     

Ca-Si处理对易切削非调质钢30MnVS中硫化物形态和成分的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和热力学计算,研究了Ca-Si变质处理对30MnVS钢(%:0.30～0.33C、1.40～1.60Mn、0.08～0.14V、0.065～0.090S)硫化物形貌和组成的影响。结果表明,随着Ca含量(0.001 2%、0.002 1%、0.003 5%、0.004 6%)的增加,团簇的杆状硫化物逐渐转变为均匀分散的球状硫化物,并且大多数球形硫化物中含有复合氧化物核心。其成分变化规律为CaO·3(Al₂O₃)·SiO₂-3(CaO)·6(Al₂O₃)·2(SiO₂)-6(CaO)·9(Al₂O₃)·4(SiO₂)-4(CaO)·3(Al₂O₃)·2(SiO₂),计算结果与实验分析结果基本吻合。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定黑刚玉中6种组分

黑刚玉是一种以Al₂O₃、SiO₂和TiO₂为主要成分的新型环保材料,其化学成分的分析一般采用滴定法、分光光度法或原子吸收光谱法等,这些方法操作相对繁琐、流程长。实验采用H₃BO₃-Li₂CO₃ 混合熔剂(m∶m＝7∶3)按质量比为1∶10的稀释比进行熔融制样,加入0.15 g NH₄I脱模剂,有效地消除了矿物效应、粒度效应。实验选择矾土、黏土、焦宝石等与黑刚玉组分相似的标准物质和人工合成校准样品建立校准曲线,各组分校准曲线的相关系数均大于0.998,实现了熔融制样-X射线荧光光谱法对黑刚玉中Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂、CaO和MgO含量的同时测定。对黑刚玉样品进行准确度考察,实验方法的测定值与其他方法的测定值吻合较好,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD)均小于2.0%。     

X射线荧光光谱法测定磷矿石中11种主次组分

建立了X射线荧光光谱法测定磷矿石中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、P₂O₅、Na₂O、K₂O、SrO、TiO₂、F等主次成分的分析方法。选择熔融制样作为样品前处理手段,通过比较P、Ca两元素响应值与观察实验现象以优化实验参数,确定取样量为0.7000g,稀释比为8∶1,预氧化时间为4min,熔样温度为1050℃,熔样摆动时间为5min。混合磷矿石标准物质以配制具有浓度梯度的校准样品序列,以熔融制样方法处理,保证校准曲线工作范围涵盖磷矿石精、中、尾矿中各成分含量分布,测定样品灼烧减量并手动输入进行归一化补偿。方法检出限为63(SiO₂)、141(Al₂O₃)、35(Fe₂O₃)、198(CaO)、67(MgO)、275(P₂O₅)、39(Na₂O)、46(K₂O)、2(SrO₂)、42(TiO₂)、102(F)μg/g。方法应用于3个混合标样的多次测定,实测值与理论值相符,结果的相对标准偏差(n=10)在0.066%~5.3%之间。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定菱镁矿中主次组分

实验采用熔融法制样,以X射线荧光光谱法(XRF)实现了菱镁矿中MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、CaO、TiO₂、MnO、Fe₂O₃主次量组分的测定。选择白云岩、水镁石和石灰石国家一级标准物质及人工合成校准样品绘制校准曲线解决了高含量MgO和低含量CaO的测定问题。先测量样品灼烧减量,用灼烧后的样品进行熔片,以消去灼烧减量的含量与X射线荧光强度建立校准曲线,并进行基体校正,测出未知样灼烧后的含量后,再换算为样品实际含量。灼烧后样品与熔剂Li₂B₄O₇的稀释比为1∶10,加入1滴LiBr溶液(1.0 g/mL)作为脱模剂,在1 050 ℃熔融9 min制备熔片。各组分校准曲线的相关系数在0.997 6~0.999 9之间;方法检出限在10~320 μg/g之间。对一菱镁矿实际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=12)在0.25%～3.6%之间。所建方法应用于菱镁矿标准物质和实际样品的测定,结果与标准物质认定值或实际样品湿法值基本一致。     

粉末压片制样-波长色散X射线荧光光谱法测定直接还原铁中6种组分

直接还原铁中的Si、Al、P、Mg、Ca和S等杂质元素对钢的质量有重要影响,目前一般采用化学湿法分析和熔融制样-X射线荧光光谱法检测,程序相对繁琐。为缩短检测周期,研究采用粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,通过试验确定将淀粉作为粘结剂,在7.000 0 g样品中加入0.350 0 g淀粉,研磨120 s混匀并使其粒度小于0.074 mm,于30 t压力下压制成片。选取与待测试样组成、结构及粒度相似的具有一定梯度含量的直接还原铁标准样品/校准样品建立校准曲线,SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S校准曲线的线性相关系数分别为0.999、0.998、0.992、0.995、0.997和0.999。按照实验方法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)分别为0.014%、0.030%、0.076%、0.009%、0.026%和0.047%;分别采用实验方法与国家标准方法测定直接还原铁中SiO₂、Al₂O₃、P、MgO、CaO和S,结果相一致。方法满足进口直接还原铁样品的快速检测要求。     

X射线荧光光谱法测定锆矿中10种主次成分

采用四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂熔融制样,利用X射线荧光光谱仪(XRF)测定锆矿中的ZrO₂、HfO₂、MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、CaO、TiO₂、Fe₂O₃、BaO等10种主次成分含量。利用锆矿标准物质及锆矿标准物质与基准试剂SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃、CaCO₃、KH₂PO₄、MgO、BaO、HfO₂按一定比例混合配制的系列校准样品绘制校准曲线,满足各成分的含量梯度。选择0.450 0 g样品加入9.000 g混合熔剂(m_四硼酸锂∶m_偏硼酸锂=12∶22)、熔样时间为15 min、熔融温度为1 050 ℃、无需加脱模剂进行熔融,熔样效果好。选择ZrL_α线避免了ZrK_α线以及ZrK_β线穿透样片的问题;采用变异α系数校正基体效应。对锆矿石标准样品及自制校准样品进行分析,各成分的测定值与认定值或参考值相吻合;精密度考察结果表明各成分测定结果的相对标准偏差在0.29%～7.9%之间。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定磷矿石中主次组分

磷矿石是一种不可再生资源,其伴生组分F等也有较高的利用价值,熔片法处理样品后以X射线荧光光谱法(XRF)测定磷矿石中难挥发组分具有精密度高、准确度好的特点,但组分F在高温条件下易挥发,检出限偏高。文章重点研究了F组分高温挥发特性,建立了熔融制样-X射线荧光光谱仪测定磷矿石中P_2O_5、F、SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、CaO、Na_2O、K_2O、TiO_2、MnO和SrO等12种组分的分析测试方法。通过试验确定的分析条件为:稀释比为1∶15,预氧化温度为700℃,熔样温度为1 050℃,熔样时间为4 min。方法中,F、MgO、K_2O为造岩轻组分,无须基体校正;SrO采用Rhα-c作内标;P_2O_5、SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、CaO、Na_2O、TiO_2和MnO组分采用理论系数法校正基体效应。方法检出限在0.000 2%~0.042%之间,特别是F组分的检出限可达到0.042%。以GBW07210和GBW07212为对象考察方法精密度,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.07%~5.1%之间;采用实验方法分析磷矿石标国家标样,及由标准样品合成的样品,测定值与认定值或理论值吻合良好。     

NORDTEST不确定度评定在熔融制样-X射线

报道了NORDTEST不确定度评定在熔融制样 X射线荧光光谱法测定岩石样品中10种主次成分（氧化钠、氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅、五氧化二磷、氧化钾、氧化钙、二氧化钛、氧化锰和三氧化二铁)分析结果中的应用。依据NORDTEST规则, 对3个国家一级标准物质GBW07104、GBW07105和GBW07106进行10个组分分析结果不确定度的评估。发现具有明显浓度梯度的二氧化硅的浓度与求得的相对不确定度具有很好的相关性, 相关系数R²=0.953 9。单个标准物质与3个标准物质求出的相对不确定度, 除了低含量组分的差别较大外, 其余组分的不确定度结果接近。     

雾化气流量对ICP-AES测定钾长石中钾、钠、钙、镁、铝、铁和钛的影响

采用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸分解样品,电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定钾长石中CaO、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、K₂O、Na₂O。在选择待测元素的分析谱线及背景校正方式基础上,考察了雾化气流量分别在1.0、 0.6、 0.5、0.4 L/min时对钾、钠、钙、镁、铝、铁、钛等元素的谱线强度、测定结果的精密度以及校准曲线线性影响。当雾化气流量为0.4 L/min和0.5 L/min时各元素测定结果的精密度最好,校准曲线线性相关系数均大于0.999;但雾化气流量为0.5 L/min时各元素谱线强度最高,因此选择雾化气流量为0.5 L/min。根据确定的雾化气流量,用ICP-AES对GBW03116钾长石标准物质中上述6种组分进行测定,测定值与认定值的相对误差(RE)在-3.64%~4.26%之间, RSD(n=11)为0.76%~4.2%。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定硅质、铝质、镁质和铬质耐火材料中15种组分

硅质、铝质、镁质和铬质耐火材料中MgO、Na₂O、Fe₂O₃、MnO、Cr₂O₃、TiO₂、P₂O₅、SiO₂、CaO、K₂O、Al₂O₃等组分含量的分析,一般采用EDTA滴定法、分光光度法、原子吸收光谱法测定,操作繁琐,耗时长;而使用X射线荧光光谱法分析时,4种基体的耐火材料需要采用不同的熔融方法和校准曲线。为了将4种基体的耐火材料统一制样方法,并使用同一组校准曲线同时测定MgO、ZrO₂、Na₂O、ZnO、NiO、Fe₂O₃、MnO、Cr₂O₃、V₂O₅、TiO₂、P₂O₅、SiO₂、CaO、K₂O、Al₂O₃等主次组分,实验选用3套国外耐火材料标准样品,并对熔融温度、时间、稀释比等熔融制样条件进行优化;通过峰位及强度扫描确定各元素电压、电流、准直器等条件,达到灵敏度与分辨率最佳,通过扫描PHA确定脉冲宽度,提高准确度。理论α系数校正元素间吸收增强效应,用比例法计算校正谱线重叠,优化校准曲线,提高分析方法准确度。各组分校准曲线线性相关系数R²在0.9940~0.9999之间。按照实验方法熔融JRRM507、JRRM803、JRRM129 3个标准样品,进行方法精密度和熔片精密度试验,结果表明重复性均能达到GB/T 21114—2007要求。按照实验方法选择镁铬矿、高岭土、铝土矿3类标准物质进行正确度验证,VS P14/3、UNS KK、ZBK394标准物质中MgO、ZrO₂、Na₂O、ZnO、NiO、Fe₂O₃、MnO、Cr₂O₃、V₂O₅、TiO₂、P₂O₅、SiO₂、CaO、K₂O、Al₂O₃等主次组分的测定结果与认定值相吻合。     

经验系数-X射线荧光光谱法测定镁质耐火材料中10种组分

为了适应各类镁质耐火材料的测定要求,实验以样品与混合熔剂(Li_2B_4O_7-LiBO_2-LiBr)稀释比为1∶10、1 050℃熔融20min制备玻璃片,应用X射线荧光光谱法(XRF)测定镁质耐火材料中MgO、CaO、SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、MnO、P_2O_5、TiO_2、Cr_2O_3、K_2O等10种组分。以光谱纯物质、标准样品、纯物质与标准溶液合成样品、化学定值样品联合制作校准曲线。通过经验系数法判据对基体项的计算值间的比较以选择校正项参与各组分的基体效应校正,各组分校准曲线拟合准确,有效克服了镁质耐火材料中各组分测定时基体效应的影响。对样品进行精密度试验考察,相对标准偏差(RSD,n=7)在0.053%~3.1%之间。对标准样品及未知样品进行准确度考察,测定值与认定值或湿法值一致。