X荧光光谱法测定硫精矿中硫元素

赵永宏

(金堆城钼业股份有限公司监测中心，陕西华县 714102)

硫精矿是金堆城钼业股份有限公司主要副产品之一，主要用作化工原料，生产硫酸。准确测定硫精矿中的硫元素含量，对硫精矿质量控制具有重要意义。硫精矿中硫元素分析通常采用燃烧中和法［1］，该方法是传统的化学分析方法，对标准溶液的配制和标定、滴定终点判定都有严格要求，操作繁琐且分析时间长。笔者采用波长色散X射线荧光光谱法测定硫精矿，其原理是由X射线管发出的一次X射线激发硫精矿样品，使其中的硫元素辐射特征荧光X射线，根据谱线的波长和强度对被测样品中硫元素进行定量分析［2–3］。该法操作简便，节能、环保，测定结果准确可靠。

1 实验部分

1．1 主要仪器与试剂

X射线荧光光谱仪：Axios型，配有SuperQ4.0分析软件，荷兰帕纳科公司；研磨机：GJ–1型，河南鹤壁煤设备有限公司；压片机：ZHY–401A型，河南鹤壁煤设备有限公司；

电子天平：AE200型，最大称量205 g，分度值0.1 mg，瑞士梅特勒公司；

硼酸、乙醇：分析纯。

1．2 仪器工作条件

分析线：Kα；晶体：PE002；准直器：300 μm；探测器：Flow ；滤光片：None；电压25 kV；电流：160 mA。

1．3 实验方法

1.3.1 工作曲线绘制

由于没有硫精矿标准样品，故选用生产中不同品位段的硫精矿样品，对选中样品研磨5 min，然后对选取的样品进行定值，采取不同人员，用不同分析方法对样品进行多次测定，保证标样定值准确，标样粒度控制在75μm。按照压片条件压制好标准样品，再按照测量条件设定好X射线荧光光谱仪的分析参数，对标准样品进行采谱、统计计数率，然后在SuperQ4.0分析软件上计算强度，绘制工作曲线。

1.3.2 样品测定

将待测压片样品放入样品测量室，启动分析程序，仪器自动进行条件设定和数据测量，测量结束后显示分析结果。

2 结果与讨论

2．1 粒度试验

把 同 一 样 品 研 磨 成 150，75，48 μm (–100，–200，–300目 )3种粒度的粉末，在压力 30 t、保压时间 20 s条件下进行压片［4–5］。结果发现，150 μm粉末压片表面粗糙，75，48 μm粉末压片表面光滑，因此确定样品粒度为75 μm。

2．2 压片试验条件

硫精矿采用硼酸垫底镶边，压片条件试验结果见表1。由表1结果可知，硫精矿的压片压力30 t，保压时间20 s时压片表面质量好。称样量设为(8±0.1) g，硼酸称量为 (10±0.1) g。

表1 压片条件试验结果

2．3 基体效应与谱线重叠校正

由于压片法很难消除粒度效应、矿物效应，标准样品中组分的含量变化很大，同时需要克服样品的基体效应、矿物效应及元素间的相互干扰等［6］，即需要进行基体效应校正［7］，校正数学公式见式(1)：

式中：Ci——未知样品中分析元素i的含量；

Di——分析元素i的校准曲线的截矩；

Lik——干扰元素k对分析元素i的谱线重叠干扰校正系数；

Zk——干扰元素k的含量或计数率；

Ei——分析元素i校准曲线的斜率；Ri——分析元素i的计数率；

N——共存元素的数目；

α——基体校正因子；

i，j，k——分析元素、共存元素和干扰元素；Zj——共存元素的含量。

2．4 检出限

方法检出限按式(2)计算：

式中：m——单位含量的计数率；

Ib——背景计数率；

tb——背景的计数时间。

经计算硫元素的检出限为3.05 μg／g。

2．5 精密度试验

用所建方法对同一硫精矿样品进行11次平行测定，计算测定结果的相对标准偏差，结果见表2。由表2可知，测定结果的相对标准偏差为0.42%，说明方法的精密度较高，满足检测要求。

表2 精密度试验结果 %

2．6 准确度试验

采用本方法和化学法(燃烧中和法)对10批硫精矿样品进行测定，测定结果见表3。由表3可知，10个样品中8个样品的测定结果与化学法测定结果之间的相对偏差在–0.2～0.5%之间，小于硫精矿燃烧中和法允许差(0.60%)［1］，说明所建方法测定结果准确、可靠。

表3 两种方法对硫精矿样品的测定结果 %

2．7 稳定性试验

用该方法在 6 个月 (5，6，7，8，9，10 月 )内对同一样品进行测定，检验仪器和分析方法的稳定性，硫含量测定结果分别为48.12%，48.56%，48.37%，48.06%，48.58%，48.13%，极大值和极小值之间相差0.52%，在允许误差范围内，说明本方法测定结果的稳定性良好。

3 结语

采用X射线荧光光谱法测定硫精矿中的硫元素，其技术难点是克服样品的基体效应、矿物效应及元素间相互干扰，其优点是节能、环保、快速、准确，能随时对样品进行分析，比化学分析方法更有利于硫精矿生产过程中产品质量控制。

［1］ GB／T 2462–1996 燃烧中和法［S］.

［2］ 李金明 . X 射线荧光光谱仪［J］.甘肃冶金，2011，33(6): 121–123.

［3］ 田文辉，王中岐，张敏.能量色散X射线荧光光谱法测定钼矿石中钼铅铜［J］.岩矿测试，2008,27(3): 235–236.

［4］ 尹静，黄睿涛.粉末压片制样法–X射线荧光光谱法测定铁矿石中钛砷锰［J］.岩矿测试，2011，30(7): 40–43.

［5］ 张香荣，陈洁，张立新.铝质、硅质和镁质耐火材料的X荧光光谱快速分析［J］.冶金分析，2005，25(1): 15–18.

［6］ 王宝玲.钼选矿工艺中钾元素检测分析研究［J］.现代化工，2014(2): 164–166.

［7］ 张磊. X荧光分析基体效应校正研究及在水泥工业中的应用［J］.中国建筑材料科学研究，2008，13(6): 38–40.