王曼娟 劉 琰 戴國(guó)宣 李永武 方利紅

(馬鋼檢測(cè)中心 理化檢驗(yàn)一站，安徽 馬鞍山 243000)

0 前言

燒結(jié)礦、球團(tuán)礦及塊礦進(jìn)入高爐前需篩分，篩下物按一定比例混和后即為高爐返粉。高爐返粉重新燒結(jié)后即可再返回高爐使用。為了提高高爐返粉的利用率，將高爐返粉中TFe，MgO，SiO2，CaO，Al2O3，MnO，S，P，F(xiàn)eO，TiO2共10種成分的含量進(jìn)行分析檢測(cè)。目前高爐返粉全鐵分析采用重鉻酸鉀滴定法，SiO2，CaO，MgO，Al2O3，MnO，TiO2，P采用ICP原子發(fā)射光譜法測(cè)定。其中化學(xué)分析方法，分析步驟繁瑣，檢驗(yàn)周期長(zhǎng)，人的影響因素多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。采用X射線熒光光譜法分析可以實(shí)現(xiàn)多組分的同時(shí)測(cè)定。生產(chǎn)實(shí)踐證明，本方法具有精密度好、準(zhǔn)確度高、分析速度快等特性，完全能夠滿足生產(chǎn)需要[1-3]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品的準(zhǔn)備

X射線熒光光譜分析需同類型標(biāo)準(zhǔn)樣品，目前缺少高爐返粉標(biāo)準(zhǔn)樣品，無(wú)法滿足X射線熒光光譜繪制工作曲線的要求，為此我們收集了高爐返粉生產(chǎn)樣品進(jìn)行化學(xué)方法自定值。高爐返粉試樣用震動(dòng)磨碎機(jī)磨碎后過(guò)120 μm篩，用化學(xué)方法對(duì)7個(gè)試樣進(jìn)行了定值，結(jié)果如表1所示。

表1 試樣含量匯總表 Table 1 A summary for sample contents /%

1.2 主要儀器和試劑

PW2640/00型X射線熒光光譜儀(帕納科公司)；箱式電阻爐：額定溫度1 050 ℃以上。

無(wú)水四硼酸鋰，硝酸銨(AR)，實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

溴化銨溶液：稱取50.0 g溴化銨，加水溶解稀釋到體積為100 mL，搖勻后放入棕色瓶中保存。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取試樣0.500 0 g(精確到0.000 2 g)、8.000 0 g(精確到0.000 2 g)四硼酸鋰、0.400 0 g(精確到0.000 5 g)硝酸銨，置于70 mm×40 mm稱量瓶中搖勻，移入底部加有6滴溴化銨的鉑黃坩堝中，在1 150 ℃馬弗爐中熔融6 min后，取出搖勻趕氣泡，再放入馬弗爐中繼續(xù)熔融6 min，取出，水平放置冷卻，待測(cè)。開(kāi)啟X射線熒光光譜儀至儀器穩(wěn)定后，按設(shè)定條件分析試樣，儀器自動(dòng)分析并顯示結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣量與熔劑比例的選擇

本實(shí)驗(yàn)選擇試樣量與熔劑的比例為1∶16， 即

試樣量為0.500 0 g，四硼酸鋰8.000 0 g，0.400 0 g硝酸銨，此條件下各預(yù)測(cè)量元素的強(qiáng)度滿足要求，熔融時(shí)流動(dòng)性較好，且樣品的燒失量不影響測(cè)定。

2.2 儀器工作條件

經(jīng)過(guò)對(duì)試樣中各待測(cè)元素進(jìn)行位置掃描和能量掃描，確定各元素的分析條件，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 各元素測(cè)量條件 Table 2 Measuring conditions for each element

2.3 工作曲線的線性范圍

為建立適用范圍較寬的工作曲線，我們?cè)诶L制工作曲線時(shí)添加了成分范圍較為相近的燒結(jié)礦標(biāo)準(zhǔn)樣品，在選定的測(cè)量條件下，測(cè)量組分的強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，以輸入組分濃度為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線，用經(jīng)驗(yàn)法對(duì)曲線進(jìn)行校準(zhǔn)，建立了測(cè)定元素的工作曲線。各測(cè)定元素的含量范圍見(jiàn)表3。

表3 各測(cè)定元素含量范圍 Table 3 Content ranges for the elements to be determined /%

2.4 精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

將一生產(chǎn)樣，采用本方法熔制成11個(gè)熔片，測(cè)定待測(cè)元素的含量，計(jì)算RSD值。測(cè)定的主元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<3%。精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果 Table 4 Results of precision experiments (n=11) /%

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品及自定值樣品進(jìn)行了準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)，比較測(cè)定值和標(biāo)準(zhǔn)值，偏差較小，見(jiàn)表5。實(shí)驗(yàn)表明，本方法精密度好，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

表5 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn) Table 5 Accuracy tests /%

3 結(jié)論

通過(guò)選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品、實(shí)驗(yàn)熔片條件、優(yōu)化儀器參數(shù)、曲線回歸等措施，選擇出方法的最佳條件，實(shí)現(xiàn)了X射線熒光光譜法對(duì)高爐返粉中SiO2等8種成分的快速準(zhǔn)確測(cè)定。

分析結(jié)果通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值、化學(xué)法對(duì)照，符合情況較好。方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確，測(cè)定范圍寬，取代了繁瑣的化學(xué)分析方法，可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

[1] 章連香,符斌.X-射線熒光光譜分析技術(shù)的發(fā)展[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué),2013,3(3)：1-7.

[2] 陳永欣,唐夢(mèng)奇,黎香榮,等.X射線熒光光譜法同時(shí)測(cè)定富錳渣中主次組分[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué),2012,2(4)：39-42,46.

[3] 商英,王彬果,趙靖,等.X射線熒光光譜法測(cè)定鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石中多種元素[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué),2012,2(2)：27-29.