熔融制样-X射线荧光光谱法测定酸溶性钛渣中主次量成分

酸溶性钛渣是优质的钛白生产原料,产品中的主次成分含量直接影响到后续钛白产品质量。针对酸溶性钛渣中含有低价物的特点,试验了粉末压片法制备样品的X射线荧光光谱法分析效果,并建立了熔融玻璃片制备方法:采用Li₂B₄O₇和Li₂CO₃作为熔剂,NH₄NO₃作为氧化剂,在石墨垫底瓷坩埚中先将酸溶性钛渣预氧化,再将熔球转入铂黄金坩埚,解决了样品中低价物对铂黄金坩埚腐蚀的难题。实验采用理论α影响系数法进行基体效应和谱线重叠干扰校正,进而通过对熔融条件及各待测元素测量条件的优化,以及采用金红石、钛渣、钛精矿等标准样品及人工合成校准样品绘制校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)同时测定酸溶性钛渣中TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、MnO、CaO、MgO、TFe、V₂O₅、ZrO₂等主次量成分的方法。将实验方法应用于酸溶性钛渣实际样品分析,所测组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于1.5%。采用实验方法测定酸溶性钛渣中主次量成分,分析结果与化学湿法结果吻合。     

熔融制样-X射线荧光光谱法快速测定富钛料中主次成分

以Li₂B₄O₇为熔剂,Li₂CO₃作助熔剂,NH₄I作脱模剂,熔融法制备样品,建立了X射线荧光光谱法测定富钛料中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、MnO、TiO₂、TFe的分析方法。试验表明,采用高温预氧化处理,解决了高钛渣样品中低价钛对铂黄金坩埚的腐蚀问题;在最佳试样量为0.4 g、稀释比(m_样品:m_熔剂)为1∶15、脱模剂使用量为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后,测定富钛料样品中各成分的相对标准偏差(RSD,n=10)在0.06%~0.84%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化学分析方法测定值相符,能够满足日常分析的要求。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定环境土壤中主次组分

环境土壤中组成复杂,为了能够同时检测土壤中主次组分,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定环境土壤中主次组分的方法。为了防止腐蚀铂-金坩埚,实验先对环境土壤样品进行预氧化,即在800℃马弗炉灼烧2 h;再以四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33)作为熔剂,确定稀释比为10∶1,以溴化锂为脱模剂,在1 050℃熔融10 min,制得玻璃熔片。选择土壤系列套标绘制校准曲线,并采用经典系数法对校准曲线进行校正,建立环境土壤中SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Mn₃O₄、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃、V₂O₅     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定钒铁中钒硅磷锰铝铁铬镍铜

钒铁主要用作合金钢的添加剂,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。实验采用两步法熔融制备玻璃片,即先将Li₂B₄O₇、Li₂CO₃、硝酸盐与试样混匀,在石墨粉垫底的瓷坩埚中熔融,样品熔球后转入铂黄坩埚再次熔融,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定钒铁合金中V、Si、P、Mn、Al、Fe、Cr、Ni、Cu含量的方法。试验表明:在Li₂B₄O₇、Li₂CO₃及试样质量比为7∶2∶0.2,脱模剂NH₄I 用量为0.5～1 g时,在1 050 ℃熔融15~20 min,熔样效果最佳。采用理论系数法对基体效应进行校正,各元素校准曲线的相关系数均大于0.996。精密度试验结果表明,钒铁中各元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于4%;对实际样品进行分析时,实验方法的测定结果与其他方法的比对结果一致性较好。     

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连铸保护渣中7种组分

连铸保护渣成分构成复杂,采用粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定时基体效应严重。实验采用将样品在1 100 ℃下灼烧2 h以测定灼烧减量,选择氧化剂NH₄NO₃在600 ℃下对样品预氧化10 min,然后将氧化后的样品、NH₄NO₃与Li₂B₄O₇-LiBO₂混合熔剂(m:m=67:33)按质量比为1:2:10的比例进行熔融制样,熔片效果良好。使用专用氧化物标准样品绘制校准曲线,以数学回归法、基本参数法和理论影响系数法消除基体效应和谱线干扰,校准曲线的相关系数均大于0.999。从而建立了熔融制样-X射线荧光光谱法快速测定连铸保护渣中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O和TFe的分析方法。对同一个连铸保护渣样品进行精密度考察,7种组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于2%;准确度验证结果表明,实验方法的测定值与其他方法的测定值吻合较好。     

X射线荧光光谱法测定锌精矿中主次量成分

采用无水四硼酸锂熔剂熔融法制样,波长色散X射线荧光光谱法测定了锌精矿中的Zn、Pb、Fe、Cu、SiO₂、As和Cd等7个主次量成分。采用低温硝酸锂预氧化处理,解决了锌精矿样品对铂黄金坩埚的腐蚀问题。以8个锌精矿标准样品建立校准曲线,用理论α系数法校正基体效应。测定锌精矿样品各成分的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.20%～6.8%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化学方法测定值相符。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定硫铁矿中主次成分

采用X射线荧光光谱法测定硫铁矿主量成分S、TFe及10个次量成分MgO、Al₂O₃、SiO₂、P、CaO、TiO₂、Mn、Cu、Zn、Pb的含量。采用熔融制样以消除试样的粒度效应和矿物效应,优化后的熔融条件为:0.500 0 g试样,7.222 3 g Li₂B₄O₇为熔剂,3.805 5 g LiNO₃为氧化剂,0.02 g NH₄I为脱模剂。通过熔融Li₂B₄O₇挂壁形成保护层避免腐蚀铂金坩埚,在610 ℃预氧化硫铁矿40 min,1 050 ℃熔融15 min可得到满足测试要求的试料片。以固定理论α影响系数法校正基体效应。对一硫铁矿标准样品进行精密度考察,各成分的相对标准偏差(RSD)为0.51%～8.0%;方法用于硫铁矿实际样品分析,测定值与其他方法测得结果相吻合。方法在提高硫铁矿检测效率的同时也节约了试剂用量。     

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。     

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。     

压片制样-X射线荧光光谱法测定不锈钢渣中10种组分

由于不锈钢标渣在市场上很难购买,且熔融制样-X射线荧光光谱(XRF)无法满足炉前不锈钢渣样的快速分析要求,实验利用转炉渣、高炉渣、平炉渣等标准样品和文献方法定值的不锈钢渣生产样品,建立熔融制样-X射线荧光光谱的校准曲线,并用于不锈钢渣样的定值分析,将此定值分析结果用于压片制样-X射线荧光光谱校准曲线的绘制,从而实现不锈钢渣中CaO、SiO₂、Al₂O₃、MnO、MgO、TFe、P₂O₅、TiO₂、Cr₂O₃和NiO的炉前快速分析。对熔融制样的条件及方法的精密度和准确度均进行了考察,保证了绘制校准曲线用不锈钢渣测定结果的准确性。通过试验确定压片制样-X射线荧光光谱的分析条件为:研磨时间50 s;40 g试样中添加5粒粘合剂;100 kN压力,保压时间15 s进行压片。各组分校准曲线的相关系数均大于0.999。对同一不锈钢渣进行压片制样-XRF的精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差为0.43%～4.6%;准确度验证结果表明,压片制样的测定结果同熔融制样的测定结果一致,但压片制样XRF满足炉前不锈钢渣分析量大、分析速度快的要求。     

X射线荧光光谱扩展基本参数法解析不锈钢炉渣成分

针对复杂的不锈钢炉渣成分解析问题,实验采用Li₂B₄O₇-LiBO₂(m∶m=67∶33)为混合熔剂,NH₄NO₃做氧化剂,LiBr溶液(500g/L)做脱模剂,制备玻璃熔片;应用X射线荧光光谱(XRF)分析软件UniQuant扩展基本参数法,建立并校正不锈钢炉渣的背景形状、杂质因子,以谱线灵敏度系数和光谱重叠系数校正光谱干扰和基体效应,对不锈钢渣中可能存在的20余种成分进行解析,实现了不锈钢渣系中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、MnO、Fe₂O₃、P₂O₅、SO₃、F、Cr₂O₃、NiO、V₂O₅、BaO共14种成分的定量分析及其他成分的定性半定量分析。对不锈钢工艺炉渣进行制样方法精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.15%~11%;对标样JKS11进行精密度测试,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.030%~12%;对不锈钢炉渣标样和不锈钢工艺炉渣试样进行分析,14种主要组分的测定值与认定值或湿法值比对一致性好。     

熔融制样-X射线荧光光谱测定不锈钢渣中10种组分

采用玻璃片熔融方法制样,建立了X射线荧光光谱(XRF)分析不锈钢渣中氧化铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、氧化锰、三氧化二铬、二氧化钛、氧化镍和五氧化二磷的快速检测方法。以四硼酸锂-偏硼酸锂(质量比1∶1)为熔剂,稀释比1∶24,在1 100 ℃下,静置5 min,摇摆20 min熔融,制得均匀不锈钢渣玻璃片。选用炉渣标准样品、三氧化二铬高纯试剂及镍标准溶液合成系列不锈钢渣校准样品,经X射线荧光光谱仪测定并绘制校准曲线,采用谱线重叠干扰校正系数和基体效应校正系数有效地消除了光谱干扰和基体效应。采用高纯氧化物和标准溶液配制不锈钢渣合成样品,采用实验方法对合成样品及生产样品进行分析,测定值与参考值或湿法测定值一致;精密度试验结果显示,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD, n=9)为0.34%~9.4%。     

粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定炉渣中9种组分

快速准确地测定炉渣中多种组分含量,既是冶炼生产工艺的要求,也是环境保护和冶金废弃物综合利用的要求。实验采用聚酯(PET)薄膜包裹粉末压片法制样,选取与待测样品粒度一致的炉渣标准样品与高纯物质按照不同的比例,配制成各组分含量从低到高具有一定梯度炉渣校准样品,对其拟合校准曲线,建立了X射线荧光光谱法(XRF)同时测定高炉渣、转炉渣、电炉渣或平炉渣中SiO₂、TFe、Al₂O₃、CaO、MgO、TiO₂、S、P₂O₅、TMn含量的快速分析方法。PET薄膜包裹压片制样,减少了粉尘污染,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。通过调整仪器分析参数,控制试样在粒度大小方面一致以及采用OXSAS软件自带的TL+方程同时进行谱线重叠干扰校正和基体效应校正,有效地克服了炉渣复杂体系中各元素谱线干扰与基体效应,实现了粉末压片制样-X射线荧光光谱法对炉渣各组分的测定。按照实验方法对高炉渣样品进行精密度试验,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.16%～2.1%。采用实验方法对高炉渣、转炉渣、电炉渣或平炉渣标准样品和实际样品进行测定,结果与认证值或熔融法测定值相吻合。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定微晶铸石中6种组分

利用工业废渣(高炉矿渣、钢渣、铜渣、铬渣、铁合金渣等)为主要原料生产微晶铸石效益巨大,而目前对微晶铸石中主要组分(SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、TFe、TiO₂)的分析一般采用化学湿法,操作相对繁琐、流程长。实验采用Li₂B₄O₇-LiBO₂混合熔剂(m∶m=67∶33)按质量比为1∶12.5的比例进行熔融制样,无需采用氧化剂预氧化,加入0.15g NH₄I做脱模剂,消除了样品的矿物结构效应,降低了基体效应的影响,实现了熔融制样-X 射线荧光光谱法对微晶铸石中SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、TFe和TiO₂含量的同时测定。实验选择与微晶铸石基体相似的国家级和行业级转炉渣、高炉渣、古冶熟料、矾土等标准物质人工合成校准样品绘制校准曲线,解决了微晶铸石标准物质缺失的问题,以数学回归法、基本参数法和理论影响系数法消除基体效应和谱线干扰,校准曲线的相关系数均大于0.999。对同一个微晶铸石样品进行精密度考察,6种组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于5.0%;正确度验证结果表明,实验方法的测定值与其他方法的测定值吻合较好。