中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

熔融制样X射线荧光光谱法测定锑矿石中的锑和14种微量元素

刘江斌, 余宇, 段九存, 赵伟华, 李瑞仙, 黄兴华, 和振云, 党亮. 熔融制样X射线荧光光谱法测定锑矿石中的锑和14种微量元素[J]. 岩矿测试, 2014, 33(6): 828-833.
引用本文: 刘江斌, 余宇, 段九存, 赵伟华, 李瑞仙, 黄兴华, 和振云, 党亮. 熔融制样X射线荧光光谱法测定锑矿石中的锑和14种微量元素[J]. 岩矿测试, 2014, 33(6): 828-833.
LIU Jiang-bin, YU Yu, DUAN Jiu-cun, ZHAO Wei-hua, LI Rui-xian, HUANG Xing-hua, HE Zhen-yun, DANG Liang. Determination of Antimony and 14 Trace Elements in Antimony Ores by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sample Preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(6): 828-833.
Citation: LIU Jiang-bin, YU Yu, DUAN Jiu-cun, ZHAO Wei-hua, LI Rui-xian, HUANG Xing-hua, HE Zhen-yun, DANG Liang. Determination of Antimony and 14 Trace Elements in Antimony Ores by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sample Preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(6): 828-833.

熔融制样X射线荧光光谱法测定锑矿石中的锑和14种微量元素

  • 基金项目: 甘肃省科技计划资助项目(1306FTGA011)
详细信息
    作者简介: 刘江斌, 工程师, 长期从事X射线荧光光谱分析.E-mail: liu-jiangbin@163.com
  • 中图分类号: P578.14;O657.34

Determination of Antimony and 14 Trace Elements in Antimony Ores by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sample Preparation

  • 锑矿石分析通常分别采用酸分解系统和碱熔系统, 萃取分离后应用容量法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等分析手段进行单项测定, 样品处理繁琐、操作复杂, 分析过程常因熔矿不完全而导致结果偏低或失真, 难以满足地质测试的需要。本文建立了玻璃熔融制样, 波长色散X射线荧光光谱测定锑矿石中的锑及14种次量元素与伴生元素(Cu、Pb、Zn、As、Co、Ni、W、Ba、S、SiO2、Al2O3、TFe、CaO、MgO)的快速分析方法。用国家标准物质和人工合成标准参考物质拟合校准曲线, 对熔融条件进行了研究。确定样品与四硼酸锂-偏硼酸锂-氟化锂复合熔剂的熔融稀释比例为1:20, 以硝酸铵为氧化剂, 碳酸锂为保护剂, 700℃预氧化, 在1050℃温度下熔融完全, 有效地防止了As、S的挥发损失, 解决了化学法测试样品处理复杂、不能同时测定多元素、测试元素偏少的问题。一些元素的检出限为Sb 0.14%, Cu 0.0027%, Pb 0.0025%, Zn 0.0046%, As 0.0028%, S 0.021%;方法精密度(RSD, n=12) 小于5%;选用合成标准物质和实际生产锑矿试样进行验证, 测定结果与参考值或化学值一致性良好。本法大部分元素检出限都要稍高于粉末压片法, 但操作简单, 测试范围更宽, 适用于实验室对不同锑矿矿种批量样品中多元素快速、准确检测的需要。

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  • 表 1  元素测量条件

    Table 1.  Measurement conditions of the elements

    分析线分光晶体准直器探测器衰减器PHA电压
    (kV)
    电流
    (mA)
    2θ(°)t(s)
    峰值背景峰值背景
    Sb KαLiF1S2SC1/10100~300606013.44014.7802010
    Cu KαLiF1S8SC1/1100~330606045.01446.5002010
    Pb LαLiF1S8SC1/1100~300606033.91834.8803015
    Zn KαLiF1S8SC1/1100~300606041.78442.5002010
    As KαLiF1S8SC1/1100~310606033.98534.8802010
    Co KαLiF1S8SC1/1100~300606052.78254.0203015
    Ni KαLiF1S8SC1/1100~300606048.65650.4202010
    W LαLiF1S8SC1/1100~320606043.02044.3403015
    Ba LαLiF1S8SC1/1100~350606087.16488.5602010
    S KαGeS8F-PC1/1120~3006060110.818113.8004010
    Si KαPETS4F-PC1/1100~3104090109.184110.7002010
    Al KαPETS4F-PC1/1100~3004090144.894147.0502010
    Fe KαLiF1S2SC1/1100~290606057.51456.2202010
    Ca KαLiF1S4F-PC1/1100~3004090113.154114.8003015
    Mg KαRX25S4F-PC1/1100~310409038.01039.4003015
    Rh KαcLiF1S2SC1/1100~300505018.360-10-
    注:PHA为脉冲高度分析器。
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    表 2  校准样品中分析元素的含量范围

    Table 2.  Concentration ranges for elements in calibration samples

    元素含量
    (%)
    元素含量
    (%)
    Sb0.25~83.52Ba0.010~17.90
    Cu0.0010~2.00S0.28~19.87
    Pb0.010~1.86SiO21.03~75.26
    Zn0.016~1.74Al2O30.30~19.62
    As0.0080~3.55TFe2O30.15~6.36
    Co0.0005~1.50CaO0.12~12.50
    Ni0.0010~1.42MgO0.070~4.77
    W0.0050~1.59
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    表 3  重叠谱线和影响元素

    Table 3.  Concentration ranges for elements in calibration samples

    元素内标线干扰重叠线基体影响元素
    SbRh Kαc-Si, Al, Fe
    CuRh KαcZn KαSb, Si, Fe, Ca
    PbRh KαcAs KαFe, Ca
    ZnRh KαcCu KβSb, Si, Fe, Ca
    AsRh KαcCu Kα, Pb LαSi
    CoRh KαcFe Kα, Ni KαSb, Si
    NiRh KαcCo KβSb, Fe, Ca
    WRh KαcNiKα, Zn KαSi, Fe
    Ba--Sb, Fe
    S--Sb, Si, Al, Fe
    Si--Sb, Fe, Ca, Mg
    Al--Sb, Si, Fe
    Fe--Sb, Si, Ca, Mg
    Ca-Ni Kβ1Si, Fe, Mg
    Mg-As LαSi, Fe, Ca
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    表 4  硝酸铵-碳酸锂加入量试验

    Table 4.  The experiment on dosage of NH4NO3-Li2CO3

    试样元素及含量0.2 g碳酸锂保持不变时,
    硝酸铵加入量(g)
    2.0 g硝酸铵保持不变时,
    碳酸锂加入量(g)
    1.02.03.00.10.20.30.4
    Sb-1As(1.51%)403.253442.762442.584410.613442.762442.507436.988
    S(5.02%)35.24138.72738.72538.24438.72738.72638.519
    Sb-5As(0.076%)49.99650.07350.07550.08150.07350.04750.002
    S(0.29%)3.3733.3843.3823.3863.3813.3793.326
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    表 5  熔融温度试验

    Table 5.  Melting temperature tests of the method

    元素荧光强度(kcps)
    1000℃1050℃1100℃
    As100.135103.454100.381
    S13.28215.32412.697
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    表 6  方法检出限与测定范围

    Table 6.  Detection limits and measurement range of the method

    元素检出限
    (%)
    测定范围
    (%)
    元素检出限
    (%)
    测定范围
    (%)
    Sb0.140.50~83.50Ba0.0890.10~15.00
    Cu0.00270.0040~2.00S0.0210.30~19.00
    Pb0.00250.012~1.50SiO20.151.05~75.00
    Zn0.00460.030~1.70Al2O30.0770.50~15.00
    As0.00280.020~3.50TFe2O30.0130.30~5.00
    Co0.00110.0020~1.50CaO0.0150.15~12.50
    Ni0.00360.0070~1.42MgO0.0930.30~4.50
    W0.00700.0070~1.50
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    表 7  方法精密度

    Table 7.  Precision tests of the method


    含量(%)RSD
    (%)

    含量(%)RSD
    (%)
    参考值测量平均值参考值测量平均值
    Sb19.2119.280.38Ba8.978.941.69
    Cu0.800.782.45S2.592.564.87
    Pb0.930.963.02SiO236.4236.610.76
    Zn0.810.800.98Al2O36.706.671.73
    As0.760.784.14TFe2O31.071.100.65
    Co0.710.703.52CaO0.780.780.50
    Ni0.710.693.66MgO0.650.620.82
    W0.800.794.97
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    表 8  分析结果对照

    Table 8.  Comparison of analytical results

    元素SY-1SY-2SY-32013KY637
    参考值
    (%)
    本法
    (%)
    参考值
    (%)
    本法
    (%)
    参考值
    (%)
    本法
    (%)
    其他方法
    (%)
    本法
    (%)
    Sb30.9631.021.921.7968.4968.5768.5468.57
    Cu1.281.340.0800.0780.530.540.0260.027
    Pb1.481.520.0960.0910.660.630.120.13
    Zn1.291.310.0830.0840.540.550.0270.030
    As1.211.240.0760.0750.500.520.250.27
    Co1.141.170.0710.0740.470.470.00300.0026
    Ni1.111.090.0720.0730.380.400.00070.0002
    W1.271.310.0810.0860.530.560.00010.0000
    Ba14.3314.460.930.955.965.99-0.012
    S4.024.070.690.621.681.7012.6812.57
    SiO214.5714.3365.5565.705.305.23-3.49
    Al2O32.682.6312.0611.980.780.75-0.83
    TFe2O30.330.342.032.060.500.490.800.77
    CaO0.250.231.471.5110.0910.270.350.35
    MgO0.440.411.591.633.173.200.200.19
    注:其他测定方法说明:Sb采用容量法,Cu、Pb、Zn、Co、Ni、W采用电感耦合等离子体发射光谱/质谱法,As采用原子荧光光谱法,S采用燃烧法,TFe、CaO、MgO采用原子吸收光谱法
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出版历程
收稿日期:  2013-12-02
修回日期:  2014-10-23
录用日期:  2014-11-15
刊出日期:  2014-06-25

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