高稀释比熔融-X射线荧光光谱法分析硅酸盐岩石样品中18种组分

卜道露, 邱海, 龚仓, 帅林阳, 丁洋. 高稀释比熔融-X射线荧光光谱法分析硅酸盐岩石样品中18种组分[J]. 地质与资源, 2021, 30(6): 740-746. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.06.014
引用本文: 卜道露, 邱海, 龚仓, 帅林阳, 丁洋. 高稀释比熔融-X射线荧光光谱法分析硅酸盐岩石样品中18种组分[J]. 地质与资源, 2021, 30(6): 740-746. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.06.014
BU Dao-lu, QIU Hai, GONG Cang, SHUAI Lin-yang, DING Yang. DETERMINATION OF EIGHTEEN COMPONENTS IN SILICATE ROCKS BY X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY WITH HIGH DILUTION RATIO FUSION SAMPLE PREPARATION[J]. Geology and Resources, 2021, 30(6): 740-746. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.06.014
Citation: BU Dao-lu, QIU Hai, GONG Cang, SHUAI Lin-yang, DING Yang. DETERMINATION OF EIGHTEEN COMPONENTS IN SILICATE ROCKS BY X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY WITH HIGH DILUTION RATIO FUSION SAMPLE PREPARATION[J]. Geology and Resources, 2021, 30(6): 740-746. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2021.06.014

高稀释比熔融-X射线荧光光谱法分析硅酸盐岩石样品中18种组分

  • 基金项目:
    自然资源部项目"甘肃阳山金矿岩金普查"(DD20191028)
详细信息
    作者简介: 卜道露(1986-), 男, 硕士, 工程师, 现从事岩石矿物分析测试工作, 通信地址  四川省成都市郫都区唐元镇长林大道19号, E-mail//budaolu509@163.com
  • 中图分类号: P585.2

DETERMINATION OF EIGHTEEN COMPONENTS IN SILICATE ROCKS BY X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY WITH HIGH DILUTION RATIO FUSION SAMPLE PREPARATION

  • 选取土壤、水系沉积物、岩石、超基性岩、黏土等标准物质,应用混合溶剂与样品质量比为14:1的高稀释比方法熔融制备测试样品,拟合校准曲线,建立X射线荧光光谱(XRF)同时测定硅酸盐岩石样品中18种组分(SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、TiO2、BaO、MnO、P2O5、Cr2O3、V2O5、Rb、Sr、Zr、Cu、Ni)的快速分析方法.应用帕纳科Eagon2全自动高频电感熔样机,称取7.0000 g(45Li2B4O7+10LiBO2+5LiF)混合溶剂与0.5000 g样品混合均匀,分别加入氧化剂饱和硝酸铵溶液2滴,脱模剂饱和溴化锂溶液4滴,于700℃先预氧化4 min,再1 120℃熔融9 min制备样片,自然冷却至室温.此熔样方法能保证样品中待测组分熔化完全,并制得表面光滑平整的样片.用国家标准物质验证,测试结果的准确度和精密度均符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130-2006)要求.

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  • 表 1  校准样品中各组分的含量范围

    Table 1.  Concentration ranges of components in calibration samples

    组分 含量范围/% 组分 含量范围/%
    SiO2 6.65~92.36 MnO 0.008~0.32
    Al2O3 0.68~29.26 P2O5 0.005~0.946
    TFe2O3 0.21~24.75 Cr2O3 0.005~1.56
    MgO 0.05~38.82 V2O5 0.0014~0.137
    CaO 0.095~51.10 Rb 0.0004~0.10
    K2O 0.012~5.34 Sr 0.0003~0.12
    Na2O 0.008~8.99 Zr 0.0011~0.154
    TiO2 0.01~7.36 Cu 0.00022~0.123
    BaO 0.001~0.198 Ni 0.00023~0.19
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    表 2  分析组分的测量条件

    Table 2.  Determination conditions of analyzed components

    组分 分析线 分析晶体 探测器 准直器/μm 电压/kV 电流/mA 2θ/(°) PHD
    谱峰 背景 LL UL
    SiO2 Kα PE 002 Flow 300 30 120 109.10 2.73 24 78
    Al2O3 Kα PE 002 Flow 300 30 120 144.89 -1.44 22 78
    TFe2O3 Kα LiF 200 Scint. 300 60 60 57.51 0.96 19 78
    MgO Kα RX 1 Flow 700 30 120 23.09 1.54 35 65
    CaO Kα TAP Flow 150 30 120 113.11 1.68 29 73
    K2O Kα TAP Flow 300 30 120 136.69 2.11 31 74
    Na2O Kα RX 1 Flow 700 30 120 27.92 1.72 35 66
    TiO2 Kα LiF 220 Flow 300 40 90 86.16 -1.58 29 71
    BaO Lα LiF 200 Flow 300 40 90 87.19 0.75 33 71
    MnO Kα LiF 200 Flow 300 60 60 62.96 1.38 15 68
    P2O5 Kα Ge 111 Flow 300 30 120 140.95 1.87 35 65
    Cr2O3 Kα LiF 200 Flow 300 40 90 69.35 0.86 15 69
    V2O5 Kα LiF 220 Flow 300 40 90 77.29 -1.17 13 69
    Rb Kα LiF 200 Scint. 150 60 60 26.56 -0.62 25 75
    Cu Kα LiF 200 Scint. 300 60 66 45.03 0.95 15 72
    Ni Kα LiF 200 Scint. 300 60 66 48.66 0.94 15 69
    Sr Kα LiF 200 Scint. 150 60 60 25.11 0.76 22 78
    Zr Kα LiF 200 Scint. 150 60 60 22.52 0.50 24 78
    Br Kα LiF 200 Scint. 150 60 60 29.92 1.09 20 78
    Zn Kα LiF 200 Scint. 300 60 60 41.76 0.96 23 72
    Rh Kα-c LiF 200 Scint. 150 60 60 18.47 26 78
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    表 3  熔剂及稀释比试验

    Table 3.  Test results of fluxes by dilution ratios

    组号 稀释比 流动性 成片状况 熔解程度 工作曲线线性 SiO2和Na2O结果
    1 1:8 流动性差 有气泡,不均匀 不完全
    2 1:10 流动性较差 部分有气泡,不均匀 不完全 较差
    3 1:12 流动性好 无气泡,均匀 不完全 较差
    4 1:14 流动性很好 无气泡,均匀 完全 很好
    5 1:16 流动性很好 无气泡,均匀 完全 很好
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    表 4  温度选择试验

    Table 4.  Test results of temperature selection

    组号 温度/℃ 熔片状况 熔解程度 测试结果
    1 1 000 结晶,不均匀,部分开裂 不完全
    2 1 050 稍透亮,不均匀 不完全 一般
    3 1 100 透亮,均匀 完全 一般
    4 1 120 透亮,均匀 完全
    5 1 150 透亮,均匀 完全
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    表 5  各组分的检出限

    Table 5.  Detection limits of components

    组分 检出限/10-6 组分 检出限/10-6
    理论 本法 理论 本法
    SiO2 126 330 MnO 10.6 150
    Al2O3 107 300 P2O5 21.8 120
    TFe2O3 56 280 Cr2O3 12.6 90
    MgO 63 180 V2O5 8.2 80
    CaO 34 170 Rb 3.7 12
    K2O 28 150 Sr 2.4 9
    Na2O 55 380 Zr 3.5 12
    TiO2 23 120 Cu 1.6 13
    BaO 16.4 140 Ni 1.9 10
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    表 6  精密度试验结果

    Table 6.  Test results of precision

    组分 GBW07107 GBW07304a
    Ycr 结果之差绝对值范围 Ycr 结果之差绝对值范围
    SiO2 0.433 0~0.11 0.463 0.01~0.14
    Al2O3 0.253 0~0.10 0.175 0~0.02
    TFe2O3 0.111 0~0.04 0.090 0~0.02
    MgO 0.072 0~0.01 0.061 0~0.01
    CaO 0.044 0~0.006 0.049 0~0.01
    K2O 0.060 0~0.01 0.029 0~0.01
    Na2O 0.102 0.001~0.011 0.102 0~0.004
    TiO2 0.015 0~0.004 0.017 0~0.005
    BaO 0.009 0~0.004 0.008 0~0.004
    MnO 0.0027 0~0.001 0.0068 0~0.002
    P2O5 0.0086 0~0.004 0.0077 0~0.003
    Cr2O3 0.0029 0~0.001 0.0025 0~0.002
    V2O5 16.60 1.05~7.37 16.24 0.93~6.54
    Rb 15.78 0.36~6.42 18.57 0.71~9.66
    Sr 0.0012 0~0.0004 0.0013 0~0.0004
    Zr 0.0009 0~0.0003 0.0009 0~0.0004
    Cu 0.0019 0~0.0006 0.0017 0~0.0003
    Ni 0.0012 0~0.0007 0.0011 0~0.0002
    单位:%. n=6.
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    表 7  准确度试验结果

    Table 7.  Test results of accuracy

    组分 GBW07107 GBW07122 GBW07430 GBW07382
    测定值 推荐值 Y 相对误差 测定值 推荐值 Y 相对误差 测定值 推荐值 Y 相对误差 测定值 推荐值 Y 相对误差
    SiO2 59.26 59.23 0.44 0.05 49.59 49.62 0.53 0.06 63.76 63.81 0.40 0.07 82.92 82.85 0.27 0.09
    Al2O3 18.79 18.82 1.60 0.15 13.79 13.76 1.88 0.25 17.89 17.85 1.65 0.20 7.92 7.90 2.41 0.20
    TFe2O3 7.63 7.6 2.45 0.42 14.78 14.80 1.81 0.14 5.40 5.44 2.79 0.67 3.08 3.05 3.41 0.92
    MgO 2.00 2.01 3.89 0.30 7.23 7.20 2.50 0.35 0.84 0.84 4.97 0.12 0.66 0.67 5.27 2.24
    CaO 0.61 0.60 5.42 1.53 9.54 9.60 2.22 0.66 0.41 0.40 5.99 1.25 0.13 0.13 7.73 1.54
    K2O 4.17 4.16 3.07 0.28 0.47 0.48 5.73 2.71 2.52 2.50 3.63 0.84 2.10 2.07 3.85 1.45
    Na2O 0.35 0.35 6.19 0.29 2.03 2.07 3.85 1.83 0.33 0.33 6.27 1.52 0.082 0.080 8.56 2.50
    TiO2 0.65 0.66 5.29 0.45 0.91 0.92 4.86 1.31 0.97 0.96 4.79 0.51 0.51 0.51 5.64 0.46
    BaO 0.048 0.050 9.41 4.49 0.007 0.007 13.63 1.10 0.045 0.046 9.58 1.96 0.035 0.036 10.07 1.45
    MnO 0.021 0.020 11.24 3.50 0.21 0.21 6.98 0.19 0.058 0.057 9.18 1.86 0.061 0.063 9.00 2.78
    P2O5 0.16 0.16 7.41 1.90 0.081 0.082 8.51 1.70 0.23 0.22 6.87 2.37 0.053 0.051 9.37 3.32
    Cr2O3 0.014 0.015 11.94 3.14 0.021 0.020 11.24 4.98 0.010 0.0098 12.81 5.23 0.0061 0.0063 13.85 3.16
    V2O5 0.015 0.016 11.78 3.36 0.049 0.053 9.32 6.64 0.020 0.019 11.35 5.26 0.011 0.011 12.60 4.44
    Rb 0.020 0.021 11.19 3.41 0.0027 0.0029 15.84 6.90 0.018 0.017 11.55 3.47 0.0078 0.0082 13.22 4.88
    Sr 0.0088 0.0090 13.01 2.18 0.015 0.014 11.97 3.76 0.0071 0.0068 13.67 4.38 0.0019 0.0018 17.17 4.25
    Zr 0.0098 0.0096 12.86 2.26 0.0054 0.0057 14.10 4.86 0.027 0.028 10.58 3.37 0.028 0.027 10.58 2.04
    Cu 0.0044 0.0042 14.87 4.95 0.0082 0.0084 13.17 2.77 0.0031 0.0032 15.58 4.52 0.0014 0.0015 17.76 3.66
    Ni 0.0038 0.0037 15.19 1.80 0.011 0.012 12.41 4.62 0.0026 0.0027 16.03 4.63 0.0018 0.0019 16.97 6.25
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出版历程
收稿日期:  2021-01-12
修回日期:  2021-02-05
刊出日期:  2021-12-30

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