X射线荧光分析方法在矿产品检测中的应用

李萍

【摘 要】在现代采矿业的发展中，矿产品的质量检测方法占据着十分重要的地位，由于对矿产品的质量检测标准越来越高，我们发现传统的化工分析检测方法已经无法满足精细检测的需要，因此，我们需要寻找新的更有效的矿产品检测方法。X光射线荧光分析方法就是一项新的技术，其相对于化学方法分析具有更加有效的优势，本文将对此方法展开分析与讨论，希望能够给相关产业提供一些借鉴与帮助。

【关键词】X射线荧光分析；矿产品检测；应用

通过一些实际的测验与对比，我们发现X射线荧光分析方法相对于传统化学分析更具有实效性，X射线荧光分析方法便于操作、精准度高、检测速度快，十分适合投入到现代矿产品检测中使用。因此，为了使X射线荧光分析方法能够更好的投入使用，为我国矿产业的发展提供更有效的帮助，我们需要对其具体使用要点与操作难点进行分析，为了能够更好的将X射线荧光分析检测技术全方位的应用到矿料检测中，解决化学方法检测时间长、精准度低且操作复杂等问题，本文将就“X射线荧光分析方法在矿产品检测中的应用”此题目进行分析与探讨。

一、X射线荧光简介

X射线荧光分析（XRF）是一种确定物质中常量和微量元素种类和含量的方法。它使用初级X射线光子或其他微粒子激发物质中的原子，产生二次特征X射线（X射线荧光），用于材料成分分析和化学状态研究。

二、X射线荧光分析仪器简介

现代X射线荧光光谱仪由以下部分组成：X射线发生器（X射线管，高压电源和稳定电流装置），光谱检测系统（分析晶体，准直器和检测器），计数和记录系统（脉冲辐射分析仪，校准器，定时器，积分器，记录仪）。光谱中不同荧光强度的线条与元素的浓度有一定的关系。因此，可以通过仪器中产生的光谱波长与荧光强度来进行定性和定量分析。该方法具有谱线简单，分析速度快，多元素测量和同时分析的优点。

在20世纪50年代早期，当首次引入商用X射线荧光光谱仪时，它们的主要功能是元素的定性和半定量分析。在20世纪80年代后期元素相互作用的数学校正结果已应用于半定量分析。随后，X射线荧光光谱仪制造商推出了自己的X射线荧光分析仪器，这些仪器的共同特点是都需要标准样品。在仪器使用时，可以一次性确定样品，而样品的大小，形态和形状可以不同。分析元素是从氟到铀的元素，样品的分析时间为15到30分钟。

三、X射线荧光分析原理简介

使用由X射线发生器或放射性同位素源发射的X射线作为能量源，相同的元素相互作用以激发原子的内部电子。从当前基态转变为激发态。一旦电子从激发态返回到基态，它就会释放能量并发射元素固有能量的X射线。它被称为特征X射线。特征X元素的含量和强度在特定条件下显示直接比例，并且可以根据比例关系进行定量分析。在样品分析过程中，由于样品的不同，应考虑基体效应校正。如果矿物质由许多物质组成，则应考虑基体效应校正，标准曲线分别校准。另外，特征X射线元素的含量与仅在一定范围内的强度之间存在线性相关。所以如果它具有广泛的变化，可用于确定过程，以提高仪器分析的准确性和精密性。

X射线荧光光谱法是一种相对分析方法。X射线荧光光谱仪仅提供X射线荧光的强度，以及其准确的量化需求。但是通常难以获得各种标准样品，这限制了X射线荧光光谱法的应用。

四、X射线荧光分析仪在矿产业中的应用

（一）小型X射线荧光分析仪

小型X射线荧光分析仪可用于对单一金属元素的检测分析，除了需要检测的尾矿和浓缩物外，总铁量的测定可以通过铁矿厂来进行具体的分析。为了提高仪器分析的准确性，有必要测试10种含量范围从3%到70%的工艺产品。可以校准五种标准曲线的半成品尾矿和半成品浓缩物，零级尾矿和零级浓缩物和原矿石。许多对比实验如表1所示。与化学分析相比，利用X射线荧光分析仪进行检测所产生的最大误差为0.53%，最大尾矿误差为0.58%，远小于传统化学检测误差，完全可以满足生产过程的控制要求。

从表1中，我们可以看到以下几点。首先，存在较大的个体错误。这是因为矿石特性存在很大差异。近年来，通过调整补充标准曲线，对于不同矿石特性的适应性得到了很大提高。浓缩物的误差小于尾矿的误差，因为尾矿中较高的杂质含量和较低的总铁含量会在一定程度上影响仪器的测量。尾矿分析中测量的准确性和化学分析方法的误差导致最终仪器分析和实验室分析之间的差异很大。

（二）大型X射线荧光分析仪

与小型仪器相比，大型X射线荧光分析仪对不同矿料的特性具有更高的辨识率，对于矿石成分的识别更加精准。激发能量主要用于放射性物质和X射线管。它可用于Mn，Mg的检测。在萤石和菱镁矿，锰矿石工厂检查中，可以应用到Ca、Fe和Si等元素的检测中。大型X射线荧光分析仪与小型仪器具有相同的原理，许多原料的性质都对其产生一定的影响。如果我们想要有效地提高检测的准确性，我们应该正确的使用仪器。对于锰矿石和萤石等原材料，每年都有大量的原材料，而根据制造商的说法，不同原材料供应商的标准曲线是分开校准的，因此线路校准工作进行的不够完整，并且由于时间长，对供应商的抽样工作受多种因素影响无法实现。因此，大型X射线荧光分析仪器的使用仍存在一定的困难。

（三）强度测量的可靠性

在非标准样品分析方法中，分析样品中的组分范围为10%至100%（质量分数）。每个特征谱线的确定条件由软件自动给出。通常，当仪器工作在全功率或高功率时，它可以获得强信号，可以满足微量元素测定的要求。但在确定高含量元素时，它将超过探测器的线性范围。仪器会自动将电流降低5到10倍，以确保主要元素计数率的可靠性。

五、小结

小型X射线荧光分析仪是不全面的，因为它只能测量单个元素，仅用于检测工厂加工产品与过程检测。大型X射线荧光分析仪可检测锰，镁，钙，铁，硅等元素，并检测进口矿产品和矿渣，它更适用于测量与全面的性质检查。过去，化学分析需要很长时间，这会增加工人的劳动强度，而新的检测方法会大幅度降低工人的勞动强度。该方法不仅操作简便，而且可以缩短采购产品的测试时间和矿石生产样品的分析时间，分析效率非常高。更重要的是，在使用X射线荧光分析后，可以检测出购买的不合格产品，并且可以增加萤石，锰矿等矿石的合格率。希望在日后的研究中，相关人员能够研究出更加有效的X射线荧光分析检测技术。

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