熔融制样-X射线荧光光谱法测定铝铬质耐火材料中主次成分

陆尹 宋祖峰 荚江霞（马鞍山钢铁股份有限公司技术中心，安徽 马鞍山 243000）

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铝铬质耐火材料中主次成分

陆尹 宋祖峰 荚江霞（马鞍山钢铁股份有限公司技术中心，安徽 马鞍山 243000）

采用熔融制样的方法，以标准样品配制熔融的系列标准玻璃样片来建立工作曲线，用X射线荧光光谱法测定铝铬质耐火材料中Al2O3、Cr2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3等6种主次元素。通过实验确定的熔融条件如下：样品经1000OC灼烧后,称取0.2g（精确至0.0002g）与8.000g（1+1）的四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂混合均匀，以1.000g碳酸钠为助熔剂，加入6滴溴化铵（300g/L）溶液为脱模剂，熔融温度为1150OC，熔融时间为15min。方法应用于矾土和铬铁矿混合标准样品中各元素的测定，结果与认定值相符，标准物质的测定值与认定值的偏差在0.4%之内。采用实验方法测定铝铬质耐火材料样品，结果与国标方法值比较，其结果在误差范围之内。

X射线荧光光谱法；铝铬质耐火材料；灼烧减量；主次成分

X射线荧光光谱(XRF)分析法快速、简便、准确，分析元素多，测定的含量范围宽，精度高，能同时测定样品中主次量元素及微量杂质元素。同时XRF分析成本低，对环境污染小。因此，广泛应用于冶金、有色和建材等多个领域的元素成分分析[1-5]。本文研究了用X射线荧光光谱仪分析铝铬质耐火材料的方法，试样熔点较高，所以本文选用四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂，碳酸钠为助熔剂，高温熔融制备标准玻璃片。配合合适的标准系列样品，用理论α系数和经验系数相结合校正元素间的吸收-增强效应，元素的含量跨度较大，用标准样品和试样验证，各组分定量分析结果满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器

PW4400型X射线荧光光谱仪（荷兰帕纳科公司）；自动熔融炉（成都多林电器）；铂-黄坩埚（95%Pt+5%Au），氩-甲烷气体（90%Ar，10%CH4）。

1.2 仪器分析条件的选择

表1 仪器分析条件

1.3 实验方法

1.3.1灼烧减量测定[6.7]

分别称取(1．0g±0．000 1g)预干燥试料于已灼烧恒重的方舟中，将方舟置于300℃以下的高温炉中，逐渐升高炉温至1000℃，灼烧至恒重，计算灼烧减量。

1.3.2玻璃片制备

称取灼烧后的试样0.2g（精确至0.0002g）与8.000g（1+1）的四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂混合均匀，以1.000g碳酸钠为助熔剂，滴加6滴溴化铵（300g/L）为脱模剂，在115OoC温度下用自动熔融炉熔融，时间为15min。中途加少量固体溴化铵赶去气泡。

1.3.3分析结果的计算

按公式1计算待测元素氧化物的含量，数值用%（m/m）表示。

W0——表示待测元素氧化物的含量

IOL—— 表示试样的灼烧减量[9]

2 结果与讨论

2.1 试样量

试验中分别称取0.2000g和0.4000g和熔剂按一定的比例混合，熔融制作玻璃片。试验结果发现0.2000g试样量时制出的玻璃样片均匀透明，冷却时不结晶开裂，测定时主次量元素荧光强度适宜。而0.4000g试样没有能够完全熔解，容易开裂，玻璃片中有黑点产生，加大溶剂的用量对环境造成更大污染，所以本方法选定0.2000g试样量。

2.2 稀释比

通过试验可以得出1:40的稀释比可以完全熔融试样，无黑点产生。

2.3 熔融温度和时间

通过试验可以得出在1150OC温度下用自动熔融炉熔融，时间为15min时，能得到较好的玻璃片。

2.4 基体效应和谱线重叠校正

基体效应在XRF分析中普遍存在，是元素分析时误差的主要来源。采用高温熔融玻璃片法制样能够消除试样的颗粒度和不均匀性，减小基体效应，但是基体效应仍然会存在。本文采用帕纳科公司SuperQ软件的综合数学校正公式校正基体效应，数学公式如公式2所示。

式中：Ci为分析元素i的浓度或计数率；Di分析元素i校准曲线截距；

Lij为重叠干扰系数；Ei为分析元素i的校准曲线斜率；

Ri分析元素i的计数率；n为共存(或重叠干扰)元素数；

α为基体校正因子；i为分析元素；

m为重叠干扰元素；j共存元素。

使用理论a系数和经验系数相结合的方法进行方法校正，有效地消除了基体效应和重叠谱线干扰。

2.5 准确度

由表2可见：本方法测定值与标准方法的测定值误差在标准范围之内，准确度能够满足日常的分析要求。

表2 准确度%

3 结语

（1）采用8.000g四硼酸锂与偏硼酸锂混合熔剂，1.000g的碳酸钠，0.2000g试样在1150OC熔融15min，可得到均匀性满足要求的玻璃片。

（2）以矾土和铬铁矿标准样品配制出系列标准玻璃片，解决了国内无系列标准样品的问题

（3）本文方法分析结果与化学分析法具有较好的一致性，能够满足铝铬质耐火材料常规分析的技术要求。

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