粗制氧化锌的X射线衍射全谱图拟合定量相分析探讨

采用X射线荧光光谱(XRF)半定量法或化学法分析粗制氧化锌中ZnO含量时,如存在Zn、ZnFe₂O₄等非ZnO物相,结果往往偏高,导致一些禁止进口的固体废物进入我国。为此,实验选取两种粗制氧化锌试样,先采用X射线荧光光谱半定量法测定ZnO含量,然后采用X射线衍射(XRD)分析技术和Rietveld全谱图拟合定量相分析。利用整个衍射空间的散射信息,用多个不同物理含义的模型对实验数字衍射谱进行Rietveld全谱图拟合。拟合过程采用线性最小平方拟合算法不断调节模型中参数,获得与实际谱线吻合的理论谱线(加权图形剩余方差因子R_wp＜10%),最后获得试样组成相的含量。采用在粗制氧化锌中分别加入一定量ZnO,按照上述方法进行Rietveld全谱图拟合分析,结果差值小于5.0%。结果表明:方法精修后得到粗制氧化锌中各常见物相的晶体结构参数与已报道的文献非常接近,实现了ZnO相含量的更准确测定,可用于进口粗制氧化锌的检验监管和属性鉴别。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高炉炉料中氧化钾、氧化钠、氧化锌

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定高炉炉料中氧化钾、氧化钠和氧化锌的含量。样品采用盐酸、氢氟酸、硝酸、高氯酸溶解,在0.6mol/L的盐酸介质中进行测定。对样品中的共存元素铁、钙、镁等的干扰进行了试验,为适应不同系列炉料的分析,分别建立了含铁和不含铁校准曲线,对铁干扰元素进行了校正。方法测定氧化钾、氧化钠和氧化锌的检出限均小于0.2mg/L,背景等效浓度均小于6.0mg/L。该方法用于同时测定高炉炉料中氧化钾、氧化钠和氧化锌的含量,相对标准偏差值均小于2%,回收率在98%～104%之间。     

氧化锌的制备及其光催化性能研究

本文以醋酸锌和氢氧化钠为原料,以聚乙二醇(PEG)作为活性剂,水热法制备出粒径均匀的氧化锌,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对ZnO的形貌、结构进行了表征,以纳米氧化锌作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光催化降解实验,结果表明,制备的ZnO具有良好的光催化性能.     

X射线荧光光谱法测定氧化锌粉中锌铁硫铜铅

以粉末压片方法自制样品,采用荷兰帕纳科Axios—PW4400型波长色散X射线荧光光谱仪一次测定氧化锌粉中的锌、铁、硫、铜、铅5种元素含量。试验测定结果与常规化学分析方法测定结果一致。分析结果准确、快速,成本低,适合湿法炼锌工艺系统中连续生产需要。     

火焰原子吸收光谱法间接测定氧化锌烟尘中氯

以稀硝酸溶解样品,然后向样品溶液中加入过量Ag⁺标准溶液,溶液中的微量Cl^-会与定量的Ag⁺形成氯化银胶体,加热煮沸溶液使氯化银胶体迅速凝聚并完全沉淀,采用火焰原子吸收光谱法测定滤液中剩余的Ag⁺量,通过换算间接得出氧化锌烟尘中的氯含量。讨论了共存离子的干扰、试样溶解条件、沉淀反应时间和测定介质,确定了最佳实验条件。采用实验方法测定烟化炉氧化锌烟尘和回转窑氧化锌烟尘中氯的含量,测得结果与氯化银比浊法基本一致,相对标准偏差(n=5)为0.65%～0.89%,回收率为99%～101%。     

氧化锌低酸上清经还原再用锌浮渣或氧化锌焙砂沉铟试验研究

针对公司富集工段铟富集渣渣率大、铟品位低、杂质含量高等问题,以氧化锌低酸上清为富集铟原料,开展了氧化锌低酸上清直接用锌浮渣沉铟,氧化锌低酸上清经还原再用锌浮渣或氧化锌焙砂沉铟等研究试验,同时考察了F、CI、As等元素在沉铟前后溶液中的变化。结果表明,氧化锌低酸上清直接用锌浮渣沉铟及经还原再用氧化锌焙烧沉铟,得到的铟富集渣渣率大、铟品位低及难以过滤等问题,而氧化锌低酸上清经还原采用锌浮渣沉铟较好地解决了上述问题,铟富集渣含铟品位在2.5%以上,且杂质含量也低。     

氧化锌纳米线阵列/泡沫石墨烯电化学检测左旋多巴

采用化学气相沉积法以泡沫镍为模板制备三维多孔网状泡沫石墨烯（GF）,利用水热法在其表面垂直生长氧化锌纳米线阵列（ZnO NWAs）,得到三维形貌的ZnO NWAs/GF复合材料.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱等测试方法对该复合材料进行了表征.结果表明:制备的石墨烯层数较少且纯净无缺陷.ZnO NWAs垂直于三维GF表面且尺寸分布均匀.利用电化学方法用ZnO NWAs/GF检测左旋多巴（LD）.电化学测试结果表明,ZnO NWAs/GF在线性范围为0~80μmol·L-1内检测LD时,检测灵敏度为0.41μA·（μmol·L-1）-1,且具有良好的重复性和稳定性.在尿酸（UA）干扰下,ZnO NWAs/GF对检测LD有很好的选择性.      

快速直熔法测定生石灰中氧化钙与二氧化硅含量

采用了熔融制样法和X射线荧光光谱仪测定生石灰中氧化钙、二氧化硅含量。通过应用X射线荧光光谱仪自带软件中的"平衡"功能,省略了熔融制样法的人工计算烧损值的实验步骤,大大缩短了实验时间。利用灼烧后的石灰石标准样品及化学值定制的生产样品绘制了标准曲线,解决了没有生石灰标准样品的问题。利用此标准曲线测定生石灰样品的氧化钙、二氧化硅,能够缩短分析时间,分析结果的准确度能够满足要求。     

粉末压片-能量色散X射线荧光光谱法测定粗制氢氧化钴中钴铜铁锰钙镁铝

粗制氢氧化钴的主要化学成分为钴、铜、铁、锰、钙、镁、铝,其含量是判定粗制氢氧化钴品级的决定性指标。采用能量色散X射线荧光光谱法(ED-XRF)替代化学湿法测定粗制氢氧化钴中钴、铜、铁、锰、钙、镁、铝的含量,可缩短分析周期,实现各元素的同时、快速测定。实验采用粉末压片法制样,将样品研磨至74μm,以硼酸为粘结剂垫底镶边,在15 t的压力下保压10 s,压制成光滑平整的样片。搜集16个各元素含量具有一定梯度,能覆盖粗制氢氧化钴中各元素含量范围,且由行业标准YS/T 1157—2016定值的粗制氢氧化钴生产样品作为校准样品系列制作校准曲线,并采用经验系数法进行基体校正,建立了能量色散X射线荧光光谱测定粗制氢氧化钴中钴、铜、铁、锰、钙、镁、铝的方法。各元素校准曲线的线性相关系数均大于0.998,方法检出限为0.001 4%～0.093%。按照实验方法对同一氢氧化钴样品进行精密度测试,各元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.11%～3.9%,另选取4个非校准系列中的粗制氢氧化钴生产样品,分别按照实验方法和行业标准YS/T 1157—2016进行测定,两种方法的差值均满足行业标准YS...     

基于神经网络集成-X射线荧光光谱法的铁矿石中全铁含量测定

为了探索人工智能在铁矿石品质快速检验中的应用,研究了机器学习算法与化学计量学和X射线荧光光谱仪(XRF)相结合快速测定铁矿石中全铁含量的方法。收集来自于不同产地的,主要物相为赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、针铁矿和多物相混和结构的铁矿石样品共1098个作为样本集。采用X射线荧光光谱仪对铁矿石样品熔片进行扫描,扫描后的光谱图提取数据点后作为神经网络的输入,以全铁含量作为输出结果。然后依据X射线衍射(XRD)得到的物相结构优化自组织(SOM)网络,并对全部样本的XRF图谱进行分类,对分类后的每一个子集分别采用反向传播(BP)和径向基函数(RBF)网络建立回归子模型,对各子模型的预测结果进行整合,最终建立基于集成神经网络和X射线荧光光谱法的铁矿石中全铁含量预测模型。方法模型建立后,不需要额外标准物质建立校准曲线,能够实现对未知样品的分类和输出全铁含量结果。     

固体进样直接测定法测定锌精矿中汞

使用国家标准方法GB/T 8151.15—2005酸溶-原子荧光光谱法测定锌精矿中汞时,采用开放式酸消解体系对样品进行前处理,再利用原子荧光光谱法测定汞,检测流程较长,不能满足进口锌精矿在口岸快速验放的需求。实验建立了固体进样-直接测汞仪分析锌精矿中汞含量的快速检测方法,无需对样品进行前处理,并通过正交实验法确定了样品分解时间为330s,分解温度为800℃,称样量为0.050~0.10g,测定范围为0.50~150μg/g。校准曲线在50~15000ng范围内线性良好,曲线决定系数为1.0000。方法定量限为0.44μg/g。按照实验方法测定锌精矿样品中汞,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为2.8%~5.4%;与现行国家标准方法GB/T 8151.15—2005测定结果无显著性差异。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定氧化锌粉中钾钠

通过对仪器测定参数的优化,建立了在稳健性条件下测定氧化锌粉中钾和钠的电感耦合等离子体原子发射光谱法。试验结果表明,采用基体匹配的校准曲线,在稳健性条件下测定,基体效应较小,试样中基体锌的含量在一定范围内波动对钾、钠的测定没有影响。因此,在日常分析中,就可以使用同一基体匹配校准曲线分析锌含量不同的氧化锌粉中钾和钠。氧化锌粉中其他元素含量很低,对钾、钠的测定没有影响,且被测元素间也不存在相互干扰。方法已用于氧化锌粉中钾和钠的测定,相对标准偏差≤1.2%,加标回收率在94%～103%之间。     

Structural and photoluminescence studies of Eu3+ doped zinc oxide nanorods prepared by precipitation method

Trivalent europium doped zinc oxide (ZnO:Eu3+) nanocrystals were synthesized via room temperature chemical co-precipitation and they were systematically characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and photoluminescence (PL) spectroscopy. The as-synthesized samples were found to have hexagonal wurtzite coexisted with the intermediate Zn5(OH)8Cl2·H2O phase, while the single hexagonal phase was facilitated due to the calcinations. The as obtained samples were broadly composed of nanoflakes while the highly crystalline nanorods were formed due to low temperature annealing of the as-synthesized samples. The crystallite size of the nanoflakes and nanorods (40-90 nm) were extracted from the XRD pattern which was found to be consistent with scanning electron microscopy (SEM) measurements. The photolumi-nescence (PL) spectra of nanophosphors showed bright red and orange emissions at 618 and 594 nm respectively with efficient broad blue green emission spectrum due to ZnO lattice. Further, a good energy transfer process from ZnO host to Eu3+ was observed in PL emission and excitation spectra of Eu3+ doped ZnO ions. In all, the present nanophosphors were found to have great potentiality for bio-applications.     

EDTA滴定法测定锌精矿中锌含量方法的改进

依次加入15 mL盐酸、15 mL硝酸溶解样品,在加入氯化铵的情况下,形成了锌胺络合物,然后在水中快速冷却,用沉淀分离方法分离铁、锰、铅等共存元素。在pH 5.5的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中,用饱和硫脲、抗坏血酸和氟化钾溶液掩蔽Cu²⁺、Hg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺等离子的干扰,最后,以二甲酚橙为指示剂,用EDTA标准溶液滴定出锌的含量。试验发现,采用盐酸和硝酸溶解样品,代替国标法的盐酸、硝酸、硫酸溶解样品,溶样较快;此外,两种方法溶解样品后都需要沉淀分离干扰元素,其中国标法采用的热液过滤可减免移液过程,但溶样和煮沸时间过长,实验方法采用冷却过滤避免了二次过滤,从而简化了分析步骤。精密度试验中,两个标准样品测定结果的相对标准偏差分别为0.23%和0.12%(n=10);采用国标法和实验方法对不同的锌精矿样品进行测定,测定结果基本一致。     

差热分析技术在鉴别硫化锌精矿理化性质中的应用

首先建立原生浮选硫化锌精矿标准谱图,即选用国标GB/T 8151—2012分析方法对粒度为200~230目(74~61μm)的锌精矿进行定量分析,确定主要成分(Zn、Fe、S)含量,然后称取8mg 200~230目硫化锌精矿样品,以标配氧化铝坩埚做参比坩埚、以升温速率为10℃/min的分析条件在差热分析仪上进行分析,得到具有在450℃和680℃左右有两个明显放热峰的原生浮选硫化锌精矿差热分析标准谱图。其次,在相同实验条件下建立未知矿源锌精矿的差热分析谱图。最后,进行锌精矿理化性质的鉴别,即将未知矿源锌精矿的差热分析谱图与原生浮选硫化锌精矿标准谱图进行比对,根据差热谱图的差异,可判断出未知矿源硫化锌精矿的理化性质,而不再需要进行定量分析。实验对不同矿源的4个锌精矿样品进行了差热分析试验,通过谱图比对可以看出甘肃巨科锌精矿和西藏矿差热分析(DTA)曲线和标准谱图比对趋于正常;但甘肃某1~~#矿和甘肃某2~#矿的锌精矿没有热反应发生,没有标准的放热峰,峰面积也比较小。因此通过与标准原生浮选锌精矿差热谱图进行比较,可以直观快速地判断出甘肃某1~#矿和某2~#矿的锌精矿为人为配制的假矿,不是硫化锌精矿。实验研究为快速、直观鉴别硫化锌精矿的理化性质提供了参考,对降低有色锌冶炼在采购、验收环节的风险具有一定意义。     

进口含锌物料的固体废物鉴别方法

基于已完成的进口含锌物料固体废物鉴别实践,系统地介绍了所遇到的进口含锌物料的申报品名、每种品名所占的比例、种类以及每种种类的特征、固体废物鉴别的关键方法和每种鉴别结果所占的比例,其中申报品名中锌精矿或锌矿砂所占比例为55.2%,而鉴别结果中锌精矿仅占3.4%。重点介绍了锌精矿、副产品氧化锌、电弧炼钢烟尘、冶炼渣、固体废物简单处理产物等含锌物料的鉴别方法:首先进行外观观察和必要的试验分析,包括肉眼观察物料的外观特征,利用烘箱测量含水率、X射线荧光光谱仪分析主要成分和含量、滴定法确认锌元素及典型重金属元素的准确含量,另外,利用X射线衍射仪及矿相显微镜确定物料的物相组成,对于粉末物料,还需利用激光粒度仪分析其粒度分布;其次,根据物料的外观特征和试验结果,通过资料对比、实地调研、专家咨询的方法,判断出物料的产生来源;最后,根据《固体废物鉴别导则》(试行)得出物料的固体废物鉴别结论。所进行的研究为进口含锌物料的固体废物鉴别和监管提供参考,对将含锌冶炼渣、含锌烟尘、含锌固体废物简单处理产物等固体废物堵在国门之外具有重要意义。     

湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣的鉴别

湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣是湿法炼锌工艺中常见的固体废物,且均为我国禁止进口的固体废物。这两种固体废物中锌含量较高,常冒充锌精矿向我国进口。因此实验针对湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣进行鉴别,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对制得粉末样品中的元素进行分析,结果表明,湿法炼锌浸出渣的主要元素为Fe、Zn,黄钾铁矾渣的主要元素为Fe、S、Zn,且湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣中均含有As、Cd、Ga、In、Ag等元素。再利用X射线衍射仪(XRD)对粉末样品中存在的物相进行分析,湿法炼锌浸出渣的主要物相为ZnFe₂O₄,并含有少量PbSO₄、Zn₂SiO₄、ZnS,黄钾铁矾渣的主要物相为KFe₃(SO₄)₂(OH)₆、ZnFe₂O₄、Zn₂SiO₄。实验建立的湿法炼锌浸出渣和黄钾铁矾渣的鉴别方法为进口固体废物的监管提供了技术支持。     

EDTA滴定法测定氧化锌浸出渣中铅含量

提出了一种采用EDTA滴定法测定含铁、硅较高的氧化锌浸出渣中铅的分析方法。将试样用盐酸和硝酸溶解, 加入氟化铵分解渣料中的硅酸盐, 使包裹在硅酸盐中铅全部溶解出来, 然后加入硫酸使铅形成硫酸铅沉淀, 过滤, 使铅与锌、铁等易溶于硫酸的共存元素分离。用乙酸-乙酸钠缓冲溶液溶解硫酸铅, 加入抗坏血酸掩蔽少量铁, 以二甲酚橙为指示剂, 在pH 5～6的条件下, 用EDTA标准溶液滴定溶液至亮黄色为终点。样品测定结果的相对标准偏差在0.23%～0.76 %之间, 平均加标回收率为100.2%。