杜建民 鄭建道 杜 娟

(安陽鋼鐵股份有限公司)

X熒光熔融分析蛇紋石方法研究

杜建民 鄭建道 杜 娟

(安陽鋼鐵股份有限公司)

對(duì)蛇紋石X熒光熔融分析方法進(jìn)行了研究。采用滑石、鎂砂等標(biāo)準(zhǔn)樣品，配制成蛇紋石標(biāo)準(zhǔn)系列，用于蛇紋石檢測(cè)。蛇紋石含有一定量的結(jié)晶水，熔融后，同樣的含量，因稀釋后的體積不同，將產(chǎn)生偏差，通過校正，提高了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

蛇紋石 熔融 X熒光分析

0 前言

蛇紋石是一種含水的富鎂硅酸鹽礦物的總稱，其結(jié)構(gòu)為Mg6(Si4O10)(OH)8，由于產(chǎn)地不同，常含有 Fe2O3、Al2O3、CaO、以及少量的磷酸鹽、硫酸鹽、NiO等雜質(zhì)。在冶金行業(yè)，常作為冶煉溶劑的配料和耐火材料。如:在高爐和燒結(jié)配料，添加一定量的蛇紋石作造渣劑可明顯地改善爐渣的流動(dòng)性，使燒結(jié)礦具有較好的結(jié)構(gòu)特征和機(jī)械強(qiáng)度［1］。由于受標(biāo)樣的限制，蛇紋石成分檢測(cè)多采用化學(xué)分析(重量法測(cè)定SiO2，EDTA容量法測(cè)定CaO、MgO，光度法測(cè)定 Al2O3、Fe2O3、P2O5、NiO，紅外碳硫議測(cè)定 S)。采用X熒光熔融分析蛇紋石，有兩大難題，一是標(biāo)樣，至今還沒有蛇紋石標(biāo)樣出售;二是蛇紋石含帶有一定量的結(jié)晶水，熔融后，同樣的成分，因稀釋的體積不一致造成大的偏差。資料［2］采用爐渣、粘土、鋁土礦標(biāo)樣以及蛇紋石控樣，高溫灼燒后，Li2B4O7熔樣，X熒光分析蛇紋石。筆者采用滑石、鎂砂標(biāo)準(zhǔn)樣品扣除燒失量后，配加少量的鐵精礦，配制成近似蛇紋石標(biāo)準(zhǔn)系列，根據(jù)蛇紋石成分的酸度指數(shù)［3］13，采用Li2B4O7－LiBO2－LiF混合熔劑熔樣，用X熒光分析蛇紋石，同時(shí)，對(duì)蛇紋石中的主要成分:SiO2、MgO、Fe2O3分析結(jié)果偏高與分析總量偏高的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行校正，取得了較好的效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

島津MXF－2400X射線熒光光譜儀;TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融爐;無水四硼酸鋰－偏硼酸鋰－氟化鋰混合熔劑(3+6+1);碘化銨。

1.2 儀器工作條件

TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融爐工作條件:自動(dòng)三檔，靜熔300 s，轉(zhuǎn)動(dòng)240 s。MXF－2400X射線熒光光譜儀工作條件見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.7000 g已烘過的(105℃，烘干2 h)蛇紋石樣品于熔融爐專用鉑—黃金坩堝中，加入7.00 g混合熔劑，混勻后，加入約0.1 g碘化銨，蓋上坩堝蓋，按照TK－4200 Bead Fuse－Sampler熔融爐的工作條件，960℃，靜熔5 min，轉(zhuǎn)動(dòng)4 min，取下，搖勻后冷卻，倒出冷卻后的樣片，按照MXF－2400X射線熒光光譜儀的工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 熔劑的選擇

常用的熔劑有:Li2B4O7、LiBO2、Li2CO3等。采用混合熔劑可降低熔點(diǎn)［3］24，加入少量的LiF作助熔劑，可改善熔體的流動(dòng)性。根據(jù)蛇紋石的結(jié)構(gòu)，本試驗(yàn)分別采用 Li2B4O7、Li2B4O7－LiBO2、Li2B4O7－Li-BO2－LiF等不同的配比熔融蛇紋石樣品，結(jié)果表明:Li2B4O7－LiBO2－LiF比較好，熔點(diǎn)低，熔融狀態(tài)流動(dòng)性好，可有效地降低熔樣溫度。

2.2 熔樣溫度

蛇紋石含有少量的硫化物成分，高溫熔樣時(shí)，可形成SO2揮發(fā)，為此，在滿足分析精度的前提下，盡量降低熔樣溫度，以保證S的分析精度，本試驗(yàn)分別采用1100℃、1050℃、1000℃、950℃、900℃等溫度熔樣，進(jìn)行精密度試驗(yàn)和紅外碳硫議測(cè)定S對(duì)比，結(jié)果表明:低于1000℃，S的測(cè)定結(jié)果趨于一致，綜合考慮，熔樣溫度選擇960℃。

2.3 熔劑與礦樣的量比

高溫熔樣，熔劑與樣品的量比取決于被測(cè)成分的靈敏度和熔劑的試劑空白，對(duì)于被測(cè)成分的靈敏度較高，在保證分析精度的前提下，盡可能減少稱樣量。由于熔樣所用的熔劑是分析純?cè)噭?，?duì)熔劑中的雜質(zhì)成分較高，而且影響樣品中被測(cè)成分的精度，熔劑的用量要少一些。一般要求熔劑與礦樣的比例8～12∶1，對(duì)于不同的熔劑，也存在一定差異，經(jīng)試驗(yàn):熔劑與礦樣的比例為10∶1較好。

2.4 工作曲線

蛇紋石，目前還沒有定值的標(biāo)準(zhǔn)樣品。為達(dá)到X熒光熔融分析蛇紋石的目的，經(jīng)試驗(yàn)，采用GBW03130、GBW03131滑石標(biāo)準(zhǔn)樣品;BH0116－2A鎂砂標(biāo)準(zhǔn)樣品高溫灼燒后，還原到扣除燒減后的標(biāo)準(zhǔn)含量，與GBW07221a鐵礦石標(biāo)準(zhǔn)樣品，配制成與蛇紋石成分相近的系列，采用實(shí)驗(yàn)方法熔融，繪制蛇紋石分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線，滿足分析的需要。

2.5 分析結(jié)果的校正

蛇紋石含有一定量的結(jié)晶水和少量的易揮發(fā)性成分，高溫熔融后揮發(fā)，造成熔融后的樣片的質(zhì)量不一樣，同樣的含量因稀釋的體積不一致，造成有燒失量的樣品分析結(jié)果偏高，而且，燒失量越高偏差越大。為消除其影響，需對(duì)主成分的分析結(jié)果進(jìn)行校正。經(jīng)試驗(yàn):依據(jù)燒失量為零的樣品，熔融后樣片的質(zhì)量、其主要成分SiO2、MgO的含量與測(cè)定各成分總量和的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分別計(jì)算在不同燒失量的條件下，SiO2、MgO偏高值與成分總量和的變化，計(jì)算出分析總量與主成分SiO2、MgO的偏高系數(shù)，利用X熒光計(jì)算機(jī)軟件的功能，對(duì)主要成分SiO2、MgO進(jìn)行校正，達(dá)到了滿意的效果，對(duì)于低含量的成分(＜10%)，燒失量低的樣品(＜15%)，校正結(jié)果小于0.1%，可忽略校正。

2.6 精密度試驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)任選一蛇紋石樣品，在同樣條件下，熔融6個(gè)樣片，用于X熒光分析，結(jié)果見表2。

表2 蛇紋石精密度試驗(yàn)

3 樣品分析

選擇兩個(gè)蛇紋石樣品，采用X熒光分析和化學(xué)－ICPAES法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。其結(jié)果見表3。

表3 蛇紋石分析結(jié)果比對(duì)wt%

由表3可看出，X熒光分析法具有較好的準(zhǔn)確度。

4 結(jié)束語

用X熒光熔融測(cè)定蛇紋石樣品，是對(duì)沒有標(biāo)樣而實(shí)施X熒光分析的一種嘗試，方法操作簡(jiǎn)便快捷，準(zhǔn)確可靠，和化學(xué)分析相比，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量，為開發(fā)其他品種檢測(cè)，提供了依據(jù)。

［1］ 萬義東.配制蛇紋石提高燒結(jié)礦強(qiáng)度的生產(chǎn)實(shí)踐.河北冶金，2010(1):45－48.

［2］ 蔣薇.X射線熒光光譜分析法測(cè)定蛇紋石成分.化學(xué)分析計(jì)量，2009，18(3):80 －81.

［3］ Fernand Claisse，Jimmy S.Blanchette［加］著.卓尚軍譯.硼酸鹽熔融的物理與化學(xué).上海:華東理工大學(xué)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

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2011—5—16