陳 鵬，閆紅紅

（陜鋼集團(tuán)漢鋼公司計(jì)量檢驗(yàn)中心，陜西 勉縣 724200）

化學(xué)分析步驟繁瑣復(fù)雜、使用試劑種類繁多，分析結(jié)果易受試劑、操作人員、分析步驟等因素影響。儀器分析樣品前期處理簡(jiǎn)單，處理后為玻璃狀固體，可以長(zhǎng)期保存降低成本和減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，分析步驟簡(jiǎn)單，速度比化學(xué)分析快2~3倍，受外界因素影響較小，熔片樣片對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染。

一定含量的硅有助于提高鋼在空氣中的耐腐蝕性，隨著硅含量的增加會(huì)降低鋼鐵塑性。礦石中硅含量的準(zhǔn)確分析可為鋼鐵冶煉提供數(shù)據(jù)支持，從而保證鋼水中硅含量的有效控制，通過(guò)礦石熔片準(zhǔn)確分析礦石中二氧化硅含量，對(duì)存樣進(jìn)行二氧化硅復(fù)核分析，發(fā)現(xiàn)保存一定時(shí)間的樣品再次分析結(jié)果和第一次分析結(jié)果存在一定差異，因此研究礦石熔片保存時(shí)間對(duì)礦石中二氧化硅結(jié)果的影響非常必要。

1 設(shè)備、試劑、技術(shù)指標(biāo)

1.1 設(shè)備

X射線熒光光譜儀（PW4400/40 7.5 kVA）。熔片機(jī)：全自動(dòng)熔樣機(jī)TNRY-02C（使用溫度1 150℃）。電子天平：AL104（實(shí)際分度值：0.000 1 g。最小稱樣量為10 mg）。三邊鉑金坩堝：m（Pt）：m（Au）=95：5。

1.2 熔片的技術(shù)指標(biāo)分析

溶樣溫度：1 100℃。溶樣時(shí)間：預(yù)熔300 s，熔融900 s，靜置60 s。

1.3 試劑

混合助溶劑：分析純，無(wú)水四硼酸鋰（67%）+偏硼酸鋰（33%）。硝酸鈉：分析純（84.99%）。二氧化鈷：分析純（99.0%）。脫模劑：50%溴化鋰溶液。

將樣品制備成硼酸鹽玻璃狀熔融樣片，測(cè)量待測(cè)元素的X射線熒光強(qiáng)度[1]。試樣和熔劑稀釋比為1：20

2 樣品制備

1）將混合助溶劑7 g、三氧化二鈷0.1 g、試樣0.350 0 g、硝酸鈉0.500 0 g混合均勻倒入坩堝內(nèi)，加入5滴50%的溴化鋰溶液。

2）裝有試劑和試樣的三邊堝的放入1 100℃的熔片機(jī)內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)定的條件（預(yù)熔300 s、熔融900 s、靜置60 s）程序進(jìn)行玻璃樣片的制備。

3 結(jié)果分析及討論

1）熒光儀二氧化硅分析通道條件：PE002晶體、300 μm準(zhǔn)直器、流汽探測(cè)器，30 kV，100 mA。

2）熒光室環(huán)境條件：溫度為22~26℃；濕度（RH）為45%~65%。

3）玻璃片的保存方法：將熔好的玻璃片分析結(jié)束后，裝入自封袋內(nèi)放入熒光室干燥器內(nèi)。

4）標(biāo)準(zhǔn)分析曲線的建立：根據(jù)測(cè)試樣品中種類，選取多個(gè)同類且二氧化硅含量成一定的梯度的標(biāo)準(zhǔn)樣，該標(biāo)準(zhǔn)樣首先與待測(cè)樣的物理、化學(xué)性質(zhì)相近，即標(biāo)準(zhǔn)樣品的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)應(yīng)與待測(cè)樣品相似[2]。準(zhǔn)確稱取7 g混合助溶劑在玻璃坩堝內(nèi)，再分別稱取0.1 g三氧化二鈷、0.350 0 g標(biāo)樣、0.500 0 g硝酸鈉混合均勻轉(zhuǎn)移到鉑金坩堝內(nèi)，加入5滴50%的溴化鋰溶液。再將鉑金坩堝放入溫度1 100℃的熔片機(jī)內(nèi)，設(shè)定好熔片條件進(jìn)行制樣（熔片條件：預(yù)熔300 s、熔融900 s、靜置60 s），熔片結(jié)束后將玻璃片冷卻至室溫，按照熒光儀二氧化硅分析通道條件（PE002晶體、300 μm準(zhǔn)直器、流汽探測(cè)器，30 kV，100 mA），分析建立元素含量與熒光強(qiáng)度的工作曲線，用于未知樣品的二氧化硅含量測(cè)定[3]。

5）X熒光光譜儀為表面分析方法，采用硼酸鹽熔片分析面光滑平整，而硼酸鹽，長(zhǎng)時(shí)間樣品和空氣接觸，表面受到空氣中氧氣和水的作用形成一層氧化膜，玻璃樣品表面發(fā)生變化也不再是剛?cè)酆媚菢庸饣秸?。不管怎樣保存樣品都?huì)和空氣接觸使表面發(fā)生變化從而對(duì)分析結(jié)果造成影響[4]。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)熔好玻璃標(biāo)樣冷卻至室溫選擇二氧化硅分析通道進(jìn)行分析。將再分析完的樣品裝在自封袋內(nèi)放入熒光室干燥器內(nèi)，分別保存3 d分析，保存一周分析和保存半個(gè)月分析得出數(shù)據(jù)見(jiàn)下頁(yè)表1。每次保存的樣品時(shí)用干凈的無(wú)塵布對(duì)分析面進(jìn)行擦拭保證樣片表面干凈無(wú)污染。

表1 礦石中二氧化硅熔片分析結(jié)果（自封袋內(nèi)） %

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以看出同一標(biāo)樣裝在自封袋內(nèi)放入干燥器中保存，結(jié)果隨保存時(shí)間的增長(zhǎng)分析結(jié)果越高。

6）硼酸玻璃片容易吸收水分受潮發(fā)生變質(zhì)，如果樣片保存不好就會(huì)影響分析結(jié)果。長(zhǎng)時(shí)間將樣品暴露在空氣中，就會(huì)是樣品發(fā)生變質(zhì)和氧化是結(jié)果不穩(wěn)定，不準(zhǔn)確，給后續(xù)設(shè)備調(diào)試和數(shù)據(jù)判斷造成一定影響，化驗(yàn)室分析室濕度（RH）保持在45%~65%。樣品暴露高濕度的環(huán)境下最多一個(gè)月后樣品表面就會(huì)生成一層白色的氧化物質(zhì)，表面不在光滑，會(huì)掉一些白色粉末對(duì)設(shè)備造成影響，同時(shí)樣片發(fā)生變形無(wú)法進(jìn)行分析。樣片強(qiáng)度也隨著保存時(shí)間的增長(zhǎng)，強(qiáng)度下降容易發(fā)生破裂。熒光儀在分析過(guò)程中，要保持樣片一直處于真空狀態(tài)，儀器會(huì)對(duì)分析室進(jìn)行不間斷的抽正空，如果樣片達(dá)不到強(qiáng)度，就會(huì)在抽正空時(shí)發(fā)生破裂碎片進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部對(duì)設(shè)備造成影響。

將樣品暴露在濕度（RH）為45%~65%的環(huán)境中，不同時(shí)間段進(jìn)行分析，得出以下數(shù)據(jù)。

通過(guò)對(duì)同一樣品暴露在空氣中不同時(shí)間段分析，得出暴露在空氣中時(shí)間越久分析結(jié)果超出允許誤差，半個(gè)月以上的就超出允許誤差的2倍以上。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)比對(duì)，同一樣品在相同分析條件下，二氧化硅玻璃片保存時(shí)間越長(zhǎng)結(jié)果越高，對(duì)當(dāng)天完成的熔片冷卻至室溫應(yīng)進(jìn)行分析，分析結(jié)果與參考值誤差最小，準(zhǔn)確性高（見(jiàn)表2）。如果外界條件允許，熔片玻璃樣保存在自封袋內(nèi)放入干燥器內(nèi)保存，要盡可能的減少樣片與空氣的接觸，保存時(shí)間不宜超過(guò)3 d。如果環(huán)境濕度（RH）大于60%時(shí)，建議樣品當(dāng)天熔當(dāng)天分析。對(duì)于保存的樣品分析時(shí)要對(duì)樣片表面進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理保證樣片表面氧化膜全部處理掉，樣片表面光滑平整，如果發(fā)現(xiàn)樣片有變形不能在進(jìn)行分析防止在分析過(guò)程中樣片發(fā)生破裂對(duì)設(shè)備在成影響。

表2 礦石中二氧化硅熔片分析結(jié)果（在空氣中） %