X荧光熔融分析蛇纹石方法研究

杜建民 郑建道 杜 娟

(安阳钢铁股份有限公司)

X荧光熔融分析蛇纹石方法研究

杜建民 郑建道 杜 娟

(安阳钢铁股份有限公司)

对蛇纹石X荧光熔融分析方法进行了研究。采用滑石、镁砂等标准样品，配制成蛇纹石标准系列，用于蛇纹石检测。蛇纹石含有一定量的结晶水，熔融后，同样的含量，因稀释后的体积不同，将产生偏差，通过校正，提高了检测结果的准确性。

蛇纹石 熔融 X荧光分析

0 前言

蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，其结构为Mg6(Si4O10)(OH)8，由于产地不同，常含有 Fe2O3、Al2O3、CaO、以及少量的磷酸盐、硫酸盐、NiO等杂质。在冶金行业，常作为冶炼溶剂的配料和耐火材料。如:在高炉和烧结配料，添加一定量的蛇纹石作造渣剂可明显地改善炉渣的流动性，使烧结矿具有较好的结构特征和机械强度［1］。由于受标样的限制，蛇纹石成分检测多采用化学分析(重量法测定SiO2，EDTA容量法测定CaO、MgO，光度法测定 Al2O3、Fe2O3、P2O5、NiO，红外碳硫议测定 S)。采用X荧光熔融分析蛇纹石，有两大难题，一是标样，至今还没有蛇纹石标样出售;二是蛇纹石含带有一定量的结晶水，熔融后，同样的成分，因稀释的体积不一致造成大的偏差。资料［2］采用炉渣、粘土、铝土矿标样以及蛇纹石控样，高温灼烧后，Li2B4O7熔样，X荧光分析蛇纹石。笔者采用滑石、镁砂标准样品扣除烧失量后，配加少量的铁精矿，配制成近似蛇纹石标准系列，根据蛇纹石成分的酸度指数［3］13，采用Li2B4O7－LiBO2－LiF混合熔剂熔样，用X荧光分析蛇纹石，同时，对蛇纹石中的主要成分:SiO2、MgO、Fe2O3分析结果偏高与分析总量偏高的对应关系进行校正，取得了较好的效果。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

岛津MXF－2400X射线荧光光谱仪;TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融炉;无水四硼酸锂－偏硼酸锂－氟化锂混合熔剂(3+6+1);碘化铵。

1.2 仪器工作条件

TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融炉工作条件:自动三档，静熔300 s，转动240 s。MXF－2400X射线荧光光谱仪工作条件见表1。

表1 仪器工作条件

1.3 实验方法

称取0.7000 g已烘过的(105℃，烘干2 h)蛇纹石样品于熔融炉专用铂—黄金坩埚中，加入7.00 g混合熔剂，混匀后，加入约0.1 g碘化铵，盖上坩埚盖，按照TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融炉的工作条件，960℃，静熔5 min，转动4 min，取下，摇匀后冷却，倒出冷却后的样片，按照MXF－2400X射线荧光光谱仪的工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 熔剂的选择

常用的熔剂有:Li2B4O7、LiBO2、Li2CO3等。采用混合熔剂可降低熔点［3］24，加入少量的LiF作助熔剂，可改善熔体的流动性。根据蛇纹石的结构，本试验分别采用 Li2B4O7、Li2B4O7－LiBO2、Li2B4O7－Li-BO2－LiF等不同的配比熔融蛇纹石样品，结果表明:Li2B4O7－LiBO2－LiF比较好，熔点低，熔融状态流动性好，可有效地降低熔样温度。

2.2 熔样温度

蛇纹石含有少量的硫化物成分，高温熔样时，可形成SO2挥发，为此，在满足分析精度的前提下，尽量降低熔样温度，以保证S的分析精度，本试验分别采用1100℃、1050℃、1000℃、950℃、900℃等温度熔样，进行精密度试验和红外碳硫议测定S对比，结果表明:低于1000℃，S的测定结果趋于一致，综合考虑，熔样温度选择960℃。

2.3 熔剂与矿样的量比

高温熔样，熔剂与样品的量比取决于被测成分的灵敏度和熔剂的试剂空白，对于被测成分的灵敏度较高，在保证分析精度的前提下，尽可能减少称样量。由于熔样所用的熔剂是分析纯试剂，对熔剂中的杂质成分较高，而且影响样品中被测成分的精度，熔剂的用量要少一些。一般要求熔剂与矿样的比例8～12∶1，对于不同的熔剂，也存在一定差异，经试验:熔剂与矿样的比例为10∶1较好。

2.4 工作曲线

蛇纹石，目前还没有定值的标准样品。为达到X荧光熔融分析蛇纹石的目的，经试验，采用GBW03130、GBW03131滑石标准样品;BH0116－2A镁砂标准样品高温灼烧后，还原到扣除烧减后的标准含量，与GBW07221a铁矿石标准样品，配制成与蛇纹石成分相近的系列，采用实验方法熔融，绘制蛇纹石分析的标准曲线，满足分析的需要。

2.5 分析结果的校正

蛇纹石含有一定量的结晶水和少量的易挥发性成分，高温熔融后挥发，造成熔融后的样片的质量不一样，同样的含量因稀释的体积不一致，造成有烧失量的样品分析结果偏高，而且，烧失量越高偏差越大。为消除其影响，需对主成分的分析结果进行校正。经试验:依据烧失量为零的样品，熔融后样片的质量、其主要成分SiO2、MgO的含量与测定各成分总量和的对应关系，分别计算在不同烧失量的条件下，SiO2、MgO偏高值与成分总量和的变化，计算出分析总量与主成分SiO2、MgO的偏高系数，利用X荧光计算机软件的功能，对主要成分SiO2、MgO进行校正，达到了满意的效果，对于低含量的成分(＜10%)，烧失量低的样品(＜15%)，校正结果小于0.1%，可忽略校正。

2.6 精密度试验

按照实验方法，对任选一蛇纹石样品，在同样条件下，熔融6个样片，用于X荧光分析，结果见表2。

表2 蛇纹石精密度试验

3 样品分析

选择两个蛇纹石样品，采用X荧光分析和化学－ICPAES法测定结果进行比对。其结果见表3。

表3 蛇纹石分析结果比对wt%

由表3可看出，X荧光分析法具有较好的准确度。

4 结束语

用X荧光熔融测定蛇纹石样品，是对没有标样而实施X荧光分析的一种尝试，方法操作简便快捷，准确可靠，和化学分析相比，大大提高了工作效率和工作质量，为开发其他品种检测，提供了依据。

［1］ 万义东.配制蛇纹石提高烧结矿强度的生产实践.河北冶金，2010(1):45－48.

［2］ 蒋薇.X射线荧光光谱分析法测定蛇纹石成分.化学分析计量，2009，18(3):80 －81.

［3］ Fernand Claisse，Jimmy S.Blanchette［加］著.卓尚军译.硼酸盐熔融的物理与化学.上海:华东理工大学出版社，2006:13－24.

STUDY ON X－RAY FLUORESCENCE MELTING ANALYSIS TO SERPENTINE

Du Jianmin Zheng jiandao Du Juan

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The serpentine X－ray fluorescence analysis was studied on melting sample.Serpentine standard series was prepared with talcum and magnesite etc standard specimen for inspection.Accuracy of testing result was improved by correcting the deviation due to crystal water in the serpentine.

serpentine melting X－ray fluorescence analysis

*

2011—5—16