X射线荧光光谱法快速测定锰矿石的Mn含量

肖飞燕，胡　洁，于丽丽

广东省资源综合利用研究所，广东 广州 510650



X射线荧光光谱法快速测定锰矿石的Mn含量

肖飞燕，胡洁，于丽丽

广东省资源综合利用研究所，广东 广州 510650

摘要：采用粉末压片法制样，用X射线荧光光谱法测定锰矿石中Mn的含量，分析测试结果与化学法基本一致，相对标准偏差(RSD)小于2.0%(n=9).该法操作简单、快捷，能够满足矿石样品的分析要求.

关键词：X射线荧光光谱法；锰；粉末压片法；锰矿石

关于锰矿石成分的分析方法通常采用原地质矿产部行业规范《岩石矿石分析规程》中的《锰及锰矿石分析规程》.该规程介绍的是采用化学分析方法，用酸溶法或碱熔法分解试样后，先用氧化剂将锰氧化至较高的价态，然后用还原剂滴定.硫酸亚铁铵滴定法是分析锰矿石中Mn元素最常用的方法，作为氧化剂的过硫酸铵，过量时必须煮沸破坏.煮沸时间过短，过硫酸铵分解不完全，使分析结果偏高；若煮沸时间过长，则高锰酸分解，导致分析结果偏低.因此该方法操作过程不好控制，分析流程长，成本高，劳动强度大，远远不能满足快速测定的需求.随着X射线荧光光谱(XRF)分析技术的快速发展，用X射线荧光光谱法测定矿石中金属元素含量的技术得到广泛应用，其快速、准确、简单、经济的特点越来越受到分析工作者和生产企业的重视.本文采用X射线荧光光谱法对锰矿石样品中Mn元素含量进行测定，测定结果准确，且测试时间由化学法的3～4 h缩短至不足10 min，大大减轻了劳动强度.

1实验部分

1.1仪器和测量条件

仪器：ASIOX型X射线荧光光谱仪(荷兰帕纳科X射线分析仪器公司)，最大功率4.0kW，最大电压60kV，最大电流120mA，端窗铑靶X光管，SuperQ5.0软件；ZHY-401A型压样机(北京众和创业科技发展有限公司)，最大压力40t.

仪器测量条件：元素Mn的Kα分析线；分光晶体LiF200；准直器300μm；流气探测器；电压60kV；电流60mA.

1.2样品制备

用粉碎机和磨矿机将样品磨细至-0.074mm，在105 ℃烘干2 h后置于干燥器中备用.称取5～6 g样品放入塑料环(外径40mm，内径34 mm)内，在30 MPa的压力下保压30 s，制成样片，确保样片均匀光滑、无裂纹，放入干燥器中待测.

1.3标准样品的选择与制备

X射线荧光光谱分析中，选择标样的基本原则是：与分析样品类型相近的标准物质作为标样，不仅要尽可能与样品的化学元素组成相近，还要尽可能与样品的物质结构相近.本实验采用经化学定值、不同含锰量的锰矿石样品作为标准样品，Mn的质量分数范围10%～30%.所选择的标准样品有代表性，化学组成基本相似，含量范围具有适当的梯度，能覆盖试验样品的含量范围.

标准样品中各组分的含量范围见表1，实验中用硫酸亚铁铵滴定法分析14个标准样品的Mn含量，化学分析定值结果列于表2.

表1　标准样品中各组分的含量范围

表2　标准样品的分析结果

2试验结果与讨论

2.1谱线重叠和基体校正

粉末压样存在基体效应和颗粒效应，因为标准样品和试验样品都是来自同一矿山，基体效应基本相似.对曲线校正采用经验系数法，建立曲线时加入Al2O3，Fe，SiO2，BaO，CaO作为校正元素.

2.2锰的标准工作曲线及线性

对本法制备的锰含量为10%～30%的标准样品系列按照1.2的方法制备实验样片，根据所选的测量条件测量Mn的荧光强度，然后绘制工作曲线.把14个标准样品的Mn含量作为横坐标，计数率作为纵坐标，得到图1所示的工作曲线.由图1可知，工作曲线具有良好的线性关系.

图1　锰的标准工作曲线Fig.1　Standard curve of manganese

2.3方法的精密度

将试验样品精矿和尾矿分别测试9次，考察仪器的精密度和稳定性，测试结果列于表3.由表3可知，所测精矿的相对标准偏差(RSD)为0.53%，尾矿的相对标准偏差(RSD)为1.11%.说明仪器的稳定性很高，分析测试结果的精密度良好.

2.4方法的准确度

选取一组选矿试验产品，采用本方法和硫酸亚铁铵滴定法分别进行测定，测定结果列于表4.由表4可知，XRF法与化学法测定结果基本一致，说明本方法准确度好，能满足选矿试验样品的定量分析要求.

表3　仪器精密度测试

表4　样品分析结果对比

3结论

用X射线荧光光谱法快速测定锰矿石中Mn的含量，采用直接粉末压片，操作简单、快速、环保.该法的分析测试结果与化学法基本一致，相对标准偏差(RSD)小于2.0%(n=9)，该方法的准确度和精密度令人满意，完全能够满足锰矿石中Mn的含量测定要求.

参考文献：

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[4] 岩石矿物分析编写组. 岩石矿物分析(第一分册)[M].北京: 地质出版社, 1991: 297-300.

Fast determination of manganese in ore by X-ray fluorescence spectrometry

XIAO Feiyan，HU Jie，YU Lili

GuangdongInstituteofResourceComprehensiveUtilization,Guangzhou510650,China

Abstract:This paper describes the way of fast determination of manganese in ore by X-ray fluorescence spectrometry with pressed powder pellet. The result shows that the measurement results have an agreement well with chemical standard values. The relative standard deviation (RSD) is less than 2% (n=9). This method is simple and quick, which can meet the requirements of ore samples.

Key words:X-ray fluorescence spectrometry; manganese; pressed powder pellet method; manganese ores

中图分类号：O657.34

文献标识码：A

文章编号：1673-9981(2016)01-0068-03

作者简介：肖飞燕(1965-)，女，江西吉安人，高级工程师，本科.

收稿日期：2015-12-18