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。     

压片制样-X射线荧光光谱法分析铁矿石中钾钠锌

在高炉炼铁过程中,入炉料铁矿石中钾、钠、锌3种元素会与高炉耐火砖发生反应,严重时会使耐火砖砖体破裂,影响高炉生产。为保证炼铁高炉稳定顺行,需要对铁矿石中钾、钠、锌3元素快速、准确测定。实验将试样研磨过200目(74μm)筛,压样机压力30t,保压时间30s,应用压片制样-X射线荧光光谱仪(XRF)测定铁矿石中钾、钠、锌3种元素。对同一铁矿石试样进行精密度测试,钾、钠、锌3种元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为1.3%、1.5%、2.8% 。对铁矿石标准样品进行分析,测定值与认定值一致,相对误差在允许范围内。     

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。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定保护渣中氧化钾和氧化钠

保护渣试样经盐酸、硝酸、氢氟酸酸化溶解,高氯酸冒烟后的残渣用盐酸溶解,选择766.485 nm和589.586 nm的光谱线分别作为钾和钠的分析线,在体积分数5%盐酸介质中用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定试液中氧化钾和氧化钠含量。方法的检出限,对于钾为0.001 μg/mL,对于钠为0.005 μg/mL。基体对钾、钠测定的干扰程度较小,元素间基本无干扰,可以直接用氧化钾、氧化钠标准溶液绘制校准曲线。方法用于氧化钾和氧化钠含量不同的保护渣样品分析,氧化钾和氧化钠测定结果与化学法测定结果相符,无显著性差异,相对标准偏差(RSD)小于2.0%,可以满足保护渣试样成分的测定要求。     

压片制样-X射线荧光光谱法测定粗铜吹炼炉渣中12种组分

粗铜吹炼炉渣组分的检测没有相应的国家或行业标准可以借鉴,为此实验采用粉末压片法制样,建立了X射线荧光光谱法(XRF)测定粗铜吹炼炉渣组分的方法。通过试验确定分析条件为:磨样时间60s,粒度180目(84μm);压样压力25t;保压时间25s;工作电压电流60kV、50mA。为克服Pb、Sb、Bi组分的校准曲线线性差的问题,利用理论α系数和经验系数法进行了校正,各组分校准曲线的均方根偏差(RMS)和品质因子(K)均满足要求。对同一闪速粗铜吹炼炉渣压制7个压片以进行精密度试验,结果表明,对于质量分数不小于1%的常量组分,测定结果的相对标准偏差(RSD)小于2%;质量分数小于1%的微量组分,测定结果的RSD小于10%。对粗铜吹炼炉渣试样进行分析,测定值与其他方法的测定值基本一致,尽管Cu分析结果偏差较大,但仍能满足炉前快速分析的要求。     

钾、钠、氟在高炉冶炼过程中的行为

本文着重分析钾、钠、氟在高炉内的行为。主要的依据资料是炉内的气体、固体取样和渣铁成分分析。文中指出钾、钠、氟在炉内的循环富集主要区域是炉腹炉腰及炉身中下部,并具体叙述了在纵向和横向的分布趋势及影响因素。提高炉渣的排碱能力是防止和削弱碱金属危害的主要措施。提高烧结矿中的MgO含量,降低炉渣碱度,降低生铁含硅量,适当增加渣量等都有利于加强炉渣的排碱能力。从各种取样中查明,从炉渣排走的钾比钠少,而炉料中钾的富集比钠多,说明必须以钾为主要控制对象。从气相中钾、钠、氟含量的测定可以初步看到分布规律,并初步明确了气相中钾含量与炉料、炉况及渣碱度的关系。     

电渣重熔用中氟渣配渣方式对熔点测定的影响

对相同成分不同配渣方式的电渣重熔用炉渣试样采用半球法测定的熔点存在差异的原因进行了研究,以期对进一步深入了解含氟渣系升温过程中的特点、熔点测定试验以及电渣制备工艺提供参考。对预熔渣和相同成分的化学纯试剂配制渣样进行了半球法熔点测定和热重分析,并对两种渣参照熔点测定的气氛及升温速度等进行了煅烧,对烧后的试样进行了物相检测分析(XRD及SEM)。结果表明,两组试样平均熔点差异为72℃,在测定的升温过程中有明显的失重现象,其中化学纯试剂配制试样的失重(7.79%)明显大于预熔渣(1.11%)。失重主要源于高温过程CaF_2的挥发。氟化钙挥发引起炉渣成分变化,进而导致物相变化,化学纯试样熔后冷却样含有大量的枪晶石和尖晶石等高熔点物质,而预熔渣熔后冷却样存在大量黄长石、二铝酸钙等低熔点相。因此,两组炉渣在测定中的挥发量不同,引起试样后期成分差异是熔点差异的主要原因。     

压片制样-X射线荧光光谱法测定铝用石墨质阴极材料中14种元素

当前铝用阴极材料无元素含量检测的规定,目前阴极材料的元素测定尚处于空白状态。采用压片制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定铝用炭素阴极材料杂质元素目前鲜见报道。实验通过无烟煤标样、高纯石墨、铝用阳极材料标样配制成和阴极材料成分、基体类似的合成系列标准样品,研磨压片法制样,用X射线荧光光谱仪测定铝用石墨质阴极材料中硅、铝、铁、钙、镁、磷、钾、钠、钛、钒、锰、镍、铬、铅的含量。参考煤炭粘结指数测定方法,同一条件下测定对比各种粘结剂的粘结性能,选择分析纯硬脂酸作粘结剂;样品和粘结剂最合适比例为12.00g炭素试样加入2.00g硬脂酸,研磨时间为30s。通过扫描电镜(SEM)对比各类炭素微观结构,SEM图像对比以及准确度实验表明,形态差异巨大的碳元素同素异形体结构引起的基体效应对荧光测定的影响不能忽略。各元素工作曲线用经验系数法校正,未知样品的检测结果与标准值对照良好。精密度试验表明,样品中各元素多个梯度测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于5%,最高的钠和镁元素也是在7.5%左右;实验方法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对照结果没有显著性差异。     

粉末样品的粒度对压片-X射线荧光光谱法测定炉渣准确度的影响

压片-X射线荧光光谱法(XRF)测定炉渣的准确度常常受到粒度效应和矿物效应的影响。实验结合扫描电镜和能谱仪的检测手段,从宏观和微观的角度研究了炼钢精炼炉渣各组分在不同粒径范围的分布;对不同制备方法制得的粉末样品进行压片法和熔片法制片后采用X射线荧光光谱测定,并分析了检测结果产生差异的原因;借助ANOVA一元方差统计分析法,在0.16~0.088mm粒度范围内,讨论了粒度对不锈钢精炼渣、电炉渣、碳素钢精炼渣、电炉渣主成分的压片-X射线荧光光谱法结果的影响:同一样品的同一组分在不同粒度范围内所占份额不同,特别是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁尤为显著,以至影响样品的均匀性和代表性;当样品粒度研磨至0.16~0.088mm时,粒度影响不显著,压片法测定结果趋于稳定,可满足生产检验需求。     

氟化物挥发对连铸保护渣熔点的影响

 保护渣氟含量虽然不高，但其对炉渣的性能影响很大。由于在加热过程中存在氟化物的逸出，其对炉渣成分影响是不可忽略的，进而对炉渣性能的影响也必须引起关注。以Q195L和Q235B连铸保护渣为例，以预熔渣和相同成分的化学纯混合试样为研究对象，进行了FactSage软件理论计算、荧光光谱分析(XRF)、热重 质谱检测(TG)、“半球法”熔点检测。结果表明，在升温过程中，化学纯配制试样挥发特性表现较为明显，挥发分主要为NaF、SiF4、CaF2以及少量NaAlF4和AlF3，最终化学纯试样相对预熔渣熔点高出近180 ℃。其差异主要是由于氟化物的挥发特性不同，在测定中的挥发量不同，引起试样熔点测定的差异。这对研究氟化物的挥发机理以及炉渣高温性能测定与控制具有价值。     

饱和磁性分析法快速测定闪速吹炼炉渣中磁性四氧化三铁含量

探讨了饱和磁性分析仪快速测定闪速吹炼炉渣中磁性四氧化三铁含量的方法。通过选择试验发现了采用自制四氧化三铁合成标准物质绘制校准曲线时适用的局限性,改用实际闪速吹炼炉渣标准样品系列绘制校准曲线,得到了很好的应用。研究了试样量、试样粒度、共存磁性物质等各种因素的影响,确定了最佳实验条件。方法测定闪速吹炼炉渣中磁性四氧化三铁的含量范围为2409%～6662%,方法检出限为014%,相对标准偏差（RSD,n=12）在064%～079%之间,样品的分析结果与X射线衍射分析法（XRD）结果吻合较好,能完全满足生产控制快速分析的需要。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定钒钛渣中10种组分

钒钛渣富含钒、钛等有益元素,具有较高综合利用价值,其化学成分的测定一般采用化学分析法,操作步骤繁琐、化学试剂用量大、分析周期长。实验以四硼酸锂-碳酸锂为熔剂,稀释比1∶20,碘化钾为脱模剂,在700℃预氧化20min,在1100℃熔融22min,制得透明的熔片。使用钒渣、钒钛高炉渣、转炉渣等标准样品及钒尾渣、钒铁炉渣、铁矿石等湿法定值的生产样品,组成测定样品浓度和梯度相匹配的系列校准样品,拓展了校准曲线含量范围,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定钒渣、钒钛高炉渣、钒铁炉渣、钒尾渣中TFe、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、MnO、V₂O₅、TiO₂、Cr₂O₃、P的快速检测方法,解决了每种钒钛渣都要建立一套分析方法,不能同时测定多种类型钒钛渣的问题。对钒钛渣样品进行精密度考察,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于7%;采用实验方法对钒钛渣标准样品进行分析,测定结果与认定值相符,能满足钒钛渣中各成分的检测要求。     

高频燃烧红外吸收法测定钒钛高炉渣中硫

钒钛高炉渣是钒钛磁铁矿经高炉冶炼后形成的炉渣,其中的硫含量是划分该产品等级的一个重要指标。参照行业标准YB/T 4145—2006对坩埚进行预处理,称取(0.30±0.01)g试样于预先铺有0.8 g纯铁助熔剂的坩埚中,再向其内加入1.6 g钨锡助熔剂,设定分析功率为1.95 kW,建立了高频燃烧红外吸收法测定钒钛高炉渣中硫的方法。优化后的分析条件为:分析功率1.95 kW;以0.8 g纯铁和1.6 g钨锡为助熔剂;称样量为0.30 g。空白试验结果表明,空白的标准偏差为0.000 5%,检出限和定量限分别为0.001 5%和0.005%。采用实验方法对钒钛高炉渣实际样品中的硫进行测定,测得结果与YB/T 505.8—2007中的重量法基本吻合,相对标准偏差(RSD,n=8)均小于3%。     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定萤石中硅铁镁钾钠磷硫

采用密闭微波消解技术对萤石试样进行预处理,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定萤石中硅、铁、镁、钾、钠(以氧化物计)以及磷、硫含量的分析方法。对试样的溶解进行探讨,结果表明:在微波消解的条件下,采用盐酸、硝酸和氢氟酸消解试样,样品溶解完全,且避免了硫、磷、硅等非金属元素的挥发损失。绘制校准曲线时采用在部分标准样品溶液中加入适量的氧化钾、硫、磷标准溶液和使用氧化钾、硫、磷及氧化镁含量范围宽的国外标准样品,使氧化钾、硫、磷及氧化镁的分析范围得到扩大。实验方法应用于萤石标准样品和实际样品的分析,测定值与认定值或X射线荧光光谱法(XRF)测定值一致,相对标准偏差 (RSD, n=10) 除磷外均小于5.0%。在样品中加入各成分的标准溶液进行加标回收试验,测得回收率为91.5%~109.0%。     

火焰原子吸收光谱法测定铜精矿中钾和钠

铜精矿中钾和钠杂质含量对铜冶炼工艺有重要影响.采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸分解试样,在5％盐酸介质中,采用空气-乙炔火焰,分别以K 766.5 nm、Na 589.0 nm作为测定波长,建立了火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定铜精矿中钾和钠的方法.在优化的实验条件下.钾和钠的质量浓度均在1.00～5.00 μg/mL...     

碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地质样品中硫

对于成分复杂含硫量高的土壤以及矿石样品,采用敞口酸溶时,由于样品溶解不完全从而造成硫的测定结果偏低。实验采用3.0g氢氧化钠为熔剂,在750℃马弗炉熔融8min,可以将0.50000g样品熔解完全;使用沸水提取后,加入酒石酸掩蔽碱金属以及二价金属离子,使用盐酸酸化并稀释溶液,最终采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定地质样品中硫。校准曲线的线性相关系数大于0.999,方法检出限为35μg/g。实验方法用于测定土壤、水系沉积物、岩石标准物质中硫,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为1.6%~5.0%;硫的测定值与认定值基本一致,相对误差均不大于4.6%。按照实验方法测定硫含量高的土壤和岩石实际样品,测定结果的RSD(n=12)不大于1.6%。方法可以有效解决硫含量高的难熔样品中硫的测定问题,经过碱熔-酸化处理后的样品溶液通过调节pH值还可以用于氟离子选择性电极测定氟。     

碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地质样品中硫

对于成分复杂含硫量高的土壤以及矿石样品,采用敞口酸溶时,由于样品溶解不完全从而造成硫的测定结果偏低。实验采用3.0g氢氧化钠为熔剂,在750℃马弗炉熔融8min,可以将0.50000g样品熔解完全;使用沸水提取后,加入酒石酸掩蔽碱金属以及二价金属离子,使用盐酸酸化并稀释溶液,最终采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定地质样品中硫。校准曲线的线性相关系数大于0.999,方法检出限为35μg/g。实验方法用于测定土壤、水系沉积物、岩石标准物质中硫,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为1.6%~5.0%;硫的测定值与认定值基本一致,相对误差均不大于4.6%。按照实验方法测定硫含量高的土壤和岩石实际样品,测定结果的RSD(n=12)不大于1.6%。方法可以有效解决硫含量高的难熔样品中硫的测定问题,经过碱熔-酸化处理后的样品溶液通过调节pH值还可以用于氟离子选择性电极测定氟。