熔融制样-X射线荧光光谱法测定含碳锆铝耐火材料中氧化锆、氧化铪和氧化铝

目前针对含碳耐火材料的分析方法以化学湿法为主,X射线荧光光谱法(XRF)多适用于普通的耐火材料。实验针对含碳锆铝耐火材料中的氧化锆、氧化铪和氧化铝进行研究,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法测定含碳锆铝耐火材料中这3种组分的方法。实验采用硝酸钠和过氧化钠作氧化剂预氧化样品,可消除碳化硅对铂-金坩埚的腐蚀。以四硼酸锂-偏硼酸锂(m∶m=5∶1)混合熔剂熔融,以碘化铵为脱膜剂,试样与熔剂比例为1∶20,在1100℃熔融15min,可制得表面光滑、无气泡、无结晶的均匀玻璃片。实验选择ZrLα、HfLβ和AlKα谱线测定含碳锆铝耐火材料中的氧化锆、氧化铪和氧化铝,曲线回归精度分别为0.162、0.033和0.209;测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)分别为1.7%、4.3%和0.21%;按照实验方法测定含碳锆铝耐火材料样品中氧化锆、氧化铪和氧化铝,与相应国家标准方法比对,结果一致。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铝电解槽用干式防渗料中主次成分

介绍了X射线荧光光谱法测定铝电解槽用干式防渗料中主次量成分(三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁)的方法。根据干式防渗料中主次成分的含量范围, 采用相似标样和高纯化学试剂配制校准样品建立校准曲线。试验表明, 以四硼酸锂与偏硼酸锂混合熔剂〔m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=12∶22〕熔融制样, 控制熔剂和试样比为10∶1, 在1 100 ℃温度下熔样, 以1滴溴化锂饱和溶液作脱模剂, 制备的样片测量效果较好。采用理论α系数或基本参数法校正元素间的吸收-增强效应。对拟定方法的精密度进行考察, 主量组分11次测定的相对标准偏差小于0.50%, 次量组分11次测定的相对标准偏差均小于5.0%。对干式防渗料实际样品和粘土标准样品进行准确度验证, 测量值与化学值或标准样品的认定值基本一致。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铁水预处理脱硅消泡剂中主次成分

消泡剂采用四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂[m(Li₂B₄O₇)∶ m(LiBO₂)=67∶33],稀释比为1∶10,滴加5滴200 g/L溴化铵溶液做脱模剂,在950 ℃下熔融18 min制备熔片。采用石灰石标准样品中添加基准碳酸钠的合成校准样品来绘制校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)对铁水预处理脱硅消泡剂中二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化钠等主次成分进行同时测定的方法。将烧失量作为消去组分处理,使用COLA模式校正,校正后的曲线能够准确测定未灼烧样品中主次成分的含量,大大缩短了分析时间。经验证,各组分测定结果的相对标准偏差(n=11)都在2%以内,消泡剂实际样品的分析结果与化学法分析结果吻合较好。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定钛铁合金中主量元素

目前行业内普遍存在的问题是低钛含量的钛铁合金比较容易氧化,高钛含量的钛铁合金如70钛铁在熔片过程中难氧化,铂-金坩埚腐蚀情况较严重,所用氧化剂往往很难兼顾到氧化能力和迸溅控制水平。经试验,将硝酸钾、硼酸和无水碳酸钠按1∶1∶4的质量比配制,能完全氧化高钛含量的钛铁合金,同时可有效避免迸溅损失。选择7 g四硼酸锂粉末铺底,采用2 g四硼酸锂-偏硼酸锂-氟化锂混合熔剂(m∶m∶m=65∶25∶10)覆盖样品和氧化剂,可避免铂-金坩埚被腐蚀,进而实现了X射线荧光光谱法(XRF)对钛铁合金中钛、硅、锰、铝、磷和铜等主量元素的测定。低含量锰、磷和铜的检出限依次为31.2、16.8、25.5 μg/g。精密度考察结果表明,各元素测定结果的相对标准偏差(RSD)均不大于3.0%。采用实验方法对钛铁合金标准样品和实际样品进行测试,结果与认定值或化学湿法值一致。     

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锆质耐火材料中11种主次组分

标准方法GB/T 4984—2007对于含锆耐火材料中主次组分的测定需要多种方法相结合,较为繁琐。采用选择日本耐火材料协会X射线荧光光谱分析专用锆质耐火材料系列标样和ZrO₂基准试剂混合配制2个校准样品,用该系列标准样品和校准样品制备出12个标准样品/校准样品玻璃片,建立了测定锆质耐火材料中11种主次组分(ZrO₂、HfO₂、Cr₂O₃、MgO、CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、K₂O、Na₂O)的X射线荧光光谱分析方法。实验表明,控制称样量为0.400 0 g,采用Li₂B₄O₇-LiBO₂(m∶m=12∶22)混合熔剂和1∶15的稀释比,加入0.2 mL 300 g/L NH₄I溶液为脱模剂,于1 050 ℃下熔融15 min,熔出的样片均匀光滑,达到检验要求。选择ZrLɑ和HfLβ1线为分析谱线,克服了ZrKɑ谱线荧光强度过高的影响;通过谱线校正消除谱线干扰,依据经验α系数法进行基体校正,扣除了样品中各元素的吸收增强效应。校准曲线精密度品质因子小于0.07,各组分检出限为0.007%～0.024%之间。采用实验方法对锆质耐火材料样品进行检测,各组分测量结果的相对标准偏差(RSD)在0.24%～4.9%之间。选择由专用锆质耐火材料系列标准样品和ZrO₂基准试剂混合配制的合成样品,分别采用实验方法和标准方法GB/T 4984—2007或GB/T 6900—2016对11种组分进行分析,发现实验方法和标准方法测定值保持一致,实验方法与参考值的误差在标准方法允许差范围内。     

X射线荧光光谱法测定钒渣、钒渣熟料和提钒尾渣中主次组分

以四硼酸锂-碳酸锂为熔剂,碘化铵做脱模剂,熔融法制备样品,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定钒渣、钒渣熟料、提钒尾渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化锰、五氧化二钒、氧化铬、磷、二氧化钛和全铁的分析方法。试验表明,在试样量为0.25 g、稀释比(m_样品∶m_熔剂)为1∶20、脱模剂用量为20 mg时熔样效果最佳。采用经验系数法对基体效应进行校正及谱线重叠干扰校正,测定钒渣样品各组分的相对标准偏差(RSD,n=10)在0.10%~1.9%之间,检出限在35~460 μg/g之间。用标准物质和实际样品验证,测定结果与标准物质认定值和实际样品湿法测定值相符,能够满足日常分析的要求。     

含钙乙酸分离-熔融制样-X射线荧光光谱法测定萤石中氟化钙

萤石的主要成分为氟化钙,其含量是决定矿石品级的主要指标。采用X射线荧光光谱法(XRF)测定氟化钙时,萤石中的碳酸钙及其他氟化物均会对其产生干扰,从而影响测定结果。采用含钙乙酸(含0.02 mol/L Ca²⁺)溶解萤石,过滤后保留残渣,残渣灰化灼烧至恒重,用质量校正系数法进行酸溶减量校正,以钙谱线为分析谱线,建立了一种XRF测定萤石中氟化钙的方法。实验表明,以四硼酸锂和偏硼酸锂的混合物(m_四硼酸锂∶m_偏硼酸锂=7∶3)为熔剂,控制熔剂与样品的稀释比为20∶1,以溴化铵溶液为脱模剂,于熔样机上650℃预氧化5 min、1 100℃摇动熔融8 min,可制备均匀、透亮的熔片。选用萤石标准物质及人工合成校准样品绘制校准曲线,校准曲线中氟化钙的含量范围为12.17%～94.91%(质量分数,下同),相关系数为0.999 8,方法的检出限为0.21%。按照实验方法测定萤石标准物质和实际样品中氟化钙,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均小于1.0%。分别按照实验方法和GB/T 5195.1—2017规定的EDTA滴定法测定8个萤石...     

X射线荧光光谱法测定含碳化硅铝质耐火材料中9种组分

采用6.000 0 g四硼酸锂熔剂挂壁打底铂金坩锅,0.600 0 g试样、1.500 0 g硝酸钠、1.500 0 g过氧化钡混合后放入熔剂挂壁打底坩埚内,加50 mg 碘化铵为脱模剂,在750 ℃预氧化35 min,然后在1 100 ℃下熔融15 min,避免对铂金坩埚产生腐蚀,获得均匀的玻璃片。采用铝质耐火材料标准样品、碳化硅标准样品和纯试剂合成系列含碳化硅铝质耐火材料的校准样品,实现了X射线荧光光谱法(XRF)测定含碳化硅铝质耐火材料中氧化铝、总硅、氧化钾、氧化铁、氧化锰、氧化镁、氧化钙、二氧化钛、五氧化二磷等9组分。对含碳化硅的铝质耐火材料样品进行精密度考察,发现主含量组分氧化铝(w(Al₂O₃)=55.20%)和全硅(w(TSi)=22.50%)的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.20%、0.23%,其他组分的RSD在0.27%～13.3%之间。采用实验方法对以标准样品和纯试剂配制的含碳化硅铝质耐火材料合成标准样品和含碳化硅铝质耐火材料实际样品进行分析,并与合成标准样品的理论值及实际样品的湿法分析值进行比对,结果显示了较好的一致性。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定石灰石和白云石中8种组分

采用四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂[m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33],稀释比为8∶1,脱模剂为10滴300 g/L碘化铵溶液,预氧化温度和时间分别是600 ℃和200 s,熔融温度和时间分别为1 050 ℃和7.5 min的熔样条件,实现了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)对石灰石和白云石中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、K₂O、P₂O₅等组分的准确测定。选择石灰石、白云石标准样品及由标准样品人工合成的校准样品进行校准曲线的绘制,各组分的相关系数均可达到0.99以上。采用OXSAS软件提供的AC+MC综合模式进行谱线重叠干扰校正和基体校正,效果良好。选择标准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)均小于3%。石灰石、白云石标准样品和实际样品的测定结果与认定值或其他方法测定值进行比较,结果基本相符。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铝矿中15种组分

铝矿中主、次及微量成分含量对生产工艺及产品质量具有重要影响,传统的检测方法操作过程繁琐,分析周期长,已难以满足检测需求。实验采用熔融法制样,样品经硝酸锂预氧化后,选择质量比为12∶22的Li₂B₄O₇和LiBO₂混合试剂作为熔剂,熔剂与样品比例为10∶1,以NH₄I为脱模剂,在1050℃下熔融10min制备熔片。采用有证标准物质及其与高纯Al₂O₃的人工合成样品为校准样品,对谱线重叠情况进行了考察,并通过变化的理论α系数法校正元素间的吸收增强效应,建立了铝矿中Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO、P₂O₅、Na₂O、K₂O、TiO₂、MnO、Ga₂O₃、ZrO₂、V₂O₅、Cr₂O₃及S等15种组分的X射线荧光光谱法(XRF)。精密度实验表明,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)在0.18%~12%之间;对标准样品进行正确度考察,测定值与认定值一致。方法可同时满足铝土矿、叶蜡石、莫来石、矾土、高岭土等多种铝矿的测定。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定钒钛磁铁矿中12种组分

钒钛磁铁矿中的铁和伴生组分是制造钢铁、合金的主要材料,以往采用多方法结合测定其主次元素,测量周期长,成本高。实验采用混合熔剂熔融制样后,使用X射线荧光光谱法(XRF)测定钒钛磁铁矿中TFe、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、V₂O₅、Cr₂O₃、MnO、K₂O、Na₂O、P等12种主次组分。为了防止试样对铂-金坩埚的腐蚀,采用预先烧失量处理。称量0.3000g样品与6.000g混合熔剂(m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33)于1050℃熔融,在熔样过程中添加溴化锂作为脱模剂。选用标准样品绘制校准曲线,采用理论α系数进行计算,校准曲线回归精度(SEE)小于0.3;方法中各组分检出限小于100μg/g。选取同一个样品进行熔融制样,并采用XRF测定其中TFe、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、V₂O₅、Cr₂O₃、MnO、K₂O、Na₂O、P等组分,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=5)符合DZ/T 0130—2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》要求。选取4个样品,分别按照实验方法和其他方法(分别采用滴定法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、分光光度法等)对上述12种组分进行测定,两种方法所得测定结果差值均符合DZG 93—07《岩石和矿石分析规程》中《钒钛磁铁矿石分析规程》所要求的允许误差范围。     

波长色散X射线荧光光谱法测定五氧化二钒中主次组分

采用熔融法制备试样,以混合熔剂(m_Li2B4O7∶m_LiBO2=67∶33)做熔剂,同样品放入铂-黄金坩埚中熔融成玻璃片,其中加入硝酸铵作为氧化剂可避免砷在熔融过程中的损失。通过熔融条件对比试验确定了熔剂稀释比为1∶13,熔融温度为950 ℃。以五氧化二钒高纯试剂作为基体,加入标准物质,制备标准融片并绘制五氧化二钒、铁、磷、硅、砷、氧化钾、氧化钠主次成分的校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定五氧化二钒中主次成分的方法。结果表明,铁、磷、硅、砷、氧化钾、氧化钠次量成分的检出限分别为200、100、100、100、100、100 μg/g,相对标准偏差(RSD)均小于0.2%。对五氧化二钒实际样品进行分析,实验方法的测定结果与目前行业标准所用方法的测定结果具有良好的一致性。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定深海沉积物中20种主次组分

深海沉积物中含有多种矿产资源,准确测定深海沉积物主次组分,对深海沉积物中矿产资源的开发利用有重要意义。实验采用熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)准确测定了深海沉积物样品中Na₂O、MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、SO₃、Cl、K₂O、CaO、TiO₂、MnO、Fe₂O₃、Ba、Cu、Ni、Sr、V、Y、Zn和Zr等20种主次组分。由于深海沉积物样品中SO₃和Cl含量(0.10%~3.00%)较高及微量元素Cu、Ni、Sr、V、Y、Zn和Zr一般在5~600μg/g之间,为了准确测定这些组分,对熔融制样条件进行了详细探讨。由于SO₃及Cl在熔融时易挥发损失,实验分别在600℃和700℃进行两次预氧化,有效防止了SO₃及Cl在熔融时挥发损失。经试验,熔融温度选为1100℃,样品和混合熔剂(m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33)的质量分别是0.7000g和7.000g,熔片质量较好。为了使制备的各元素校准曲线既有一定的含量范围,又有适当含量梯度,除选用深海沉积物标准样品GBW07313~GBW07316外,还选用海洋沉积物标准样品GBW07333~GBW07336,并将它们按1∶1质量比混合制备校准样品,同时还用深海沉积物标样GBW07316与硫酸钠、氯化钠高纯试剂按一定的比例混合,制备成SO₃质量分数为1.00%和Cl质量分数为5.00%合成校准样品。用经验系数法校正谱线重叠效应,理论α系数校正基体效应。在选定的实验条件下,利用GBW07316标准样品制备12个熔片进行精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD)在0.10%~4.6%;采用实验方法分别对标样及实际样品进行测定,主次组分的测定结果与标样的认定值及实际样品的电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)结果基本一致。     

X射线荧光光谱法测定碳化钨粉中铁

碳化钨是一种由钨和碳组成的深灰色化合物粉末,常应用于生产各类硬质合金。为了消除颗粒效应,实验采用熔融方法制样,因碳化钨不能直接熔融,故先将碳化钨氧化成三氧化钨,按稀释比1∶10加入混合熔剂[m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33],加0.25 mL 500 g/L溴化锂溶液为脱膜剂,高频熔样机1 050 ℃熔融14 min,制备三氧化钨的熔融玻璃片。建立了X射线荧光光谱仪(XRF)测定碳化钨粉中铁含量的分析方法。在无合适含铁的碳化钨及三氧化钨标样的情况下,采用在三氧化钨基体中加入铁标准溶液(硝酸介质)的方式配制标样,采用变动的理论α影响系数法校正基体效应,校准曲线在铁质量分数0.01%～0.30%范围内相关系数为0.999。对三氧化钨标准样品进行分析,测定值与认定值一致;对碳化钨实际样品进行分析,铁的测定结果同国家标准的分光光度法一致,相对标准偏差(RSD,n=7)小于4.0%。     

粉末压片-X射线荧光光谱法测定含碳化硅铝质耐火材料中8种组分

含碳化硅耐火材料已广泛地应用于冶金炉料中,目前对含碳化硅耐火材料测定常采用湿法分析,然而这些方法繁琐耗时,不适合大批量检测要求。实验采用聚酯(PET)薄膜包裹粉末压片法制样,以微晶纤维素为粘结剂,选取与待测试样粒度一致、基体相似、各成分含量有梯度的铝硅系耐火材料标准样品和碳化硅标准样品,按照不同的比例,配制成各组分含量从低到高具有一定梯度含碳化硅铝质耐火材料校准样品,对其拟合校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)同时测定含碳化硅铝质耐火材料中TSi、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO、TiO₂、P₂O₅、K₂O含量的快速分析方法。采用PET薄膜包裹压片不仅减少粉尘污染,把对仪器损坏的几率降到了最低,而且可以防止压片暴露在空气中,增加压片保存时间。对含碳化硅铝质耐火材料试样进行了精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.08%～3.7%。采用实验方法对合成含碳化硅铝质耐火材料校准样品(未用于校准曲线绘制)和实际样品进行测定,结果与参考值或国标方法的分析值相吻合。