董 瑩，王鵬程

1.云南省曲靖市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局綜合技術(shù)檢測(cè)中心，云南曲靖 655000

2.云南省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)站，云南曲靖 655000

0 引言

分析鋁土礦的方法包括絡(luò)合滴定法、分光光度法以及重量法等，這些方法的操作過(guò)程較為繁瑣、分析周期較長(zhǎng)，同時(shí)分析結(jié)果收到試劑以及分析人員的影響程度較大。因此，采用X光射線熒光的光譜分析法（XRF）應(yīng)運(yùn)而生。但是由于鋁土礦的來(lái)源和成分都較多，受到的干擾因素也較多，有待積極分析。

1 特征X射線光譜的產(chǎn)生

當(dāng)加載到X光管的高壓電達(dá)到或者是超過(guò)X射線管的陽(yáng)極材料激發(fā)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，產(chǎn)生的高速電子將激發(fā)靶原子的內(nèi)層電子，同時(shí)釋放出對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)和強(qiáng)度的譜線，并疊加于連續(xù)的X射線之上。利用特征X射線的光譜特征能夠計(jì)算得到射線的強(qiáng)度，并獲得連續(xù)光譜強(qiáng)度以及特征X射線特有波長(zhǎng)的強(qiáng)度對(duì)比公式，在波長(zhǎng)色散以及能量色散譜儀的分析軟件中得到廣泛的應(yīng)用。

2 鋁土礦熒光壓片樣本的制備

2.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品

鋁土礦熒光壓片的標(biāo)準(zhǔn)樣品通常又被稱(chēng)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，一般是其一種或者是多種特定的特性經(jīng)過(guò)權(quán)威鑒定部門(mén)所確定的，能夠?qū)δ骋环N測(cè)量方法或者是某一個(gè)測(cè)量設(shè)備的分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和校正。由于X射線熒光光譜分析法屬于一種相對(duì)分析方法，因此在測(cè)試的過(guò)程中需要將待測(cè)樣品的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以得到樣品的精確值。通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)樣品物質(zhì)能夠提高結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的兼容程度，增加分析測(cè)量結(jié)果的可靠程度。

2.2 X射線熒光光譜分析樣品的基本要求

1）待測(cè)元素的含量要準(zhǔn)確可靠，需要有標(biāo)準(zhǔn)的參考物質(zhì)；2）在選定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，其物理性質(zhì)以及化學(xué)成分都要和待測(cè)樣品一致；3）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的物理性質(zhì)以及化學(xué)組分都應(yīng)該穩(wěn)定可靠，便于長(zhǎng)期使用與保存；4）應(yīng)該采用多個(gè)不同含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品來(lái)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣本系列，其范圍的大小應(yīng)該包含待測(cè)樣品元素含量的極小值與極大值。

2.3 粉末壓片制定方法

粉末壓片的制定基本步驟可以分為：干燥、燒焙、混合研磨以及壓片。其中，對(duì)樣品的干燥主要是要除去其中的水分，增加樣品制作的精度；而通過(guò)燒焙之后可以通過(guò)改變礦物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，來(lái)避免出現(xiàn)礦物效應(yīng)給分析結(jié)果帶來(lái)的影響。同時(shí)，燒焙還能夠很好的出去樣品中的結(jié)晶水與碳酸根。而通過(guò)混合研磨則可以盡量降低研磨過(guò)程中的不均勻問(wèn)題，避免出現(xiàn)粉末結(jié)果的“團(tuán)聚”問(wèn)題。

通常而言，純物質(zhì)的X射線熒光強(qiáng)度會(huì)隨著壓制壓力的增加以及研磨顆粒的減小而不斷的增加。而對(duì)于采用的多元體系，元素的強(qiáng)度還和射線管所采用的一級(jí)X射線光譜、X射線的熒光強(qiáng)度等相關(guān)。這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致元素的強(qiáng)度部分元素強(qiáng)度的增加以及另外一部分元素強(qiáng)度的減小。通常對(duì)大多數(shù)的樣品，當(dāng)采用的壓制活塞直徑為33mm時(shí)，壓力一般為20t～30t左右。

3 X射線熒光光譜分析方法

3.1 所采用的儀器、材料

1）瑞士ARL公司生產(chǎn)的9800型X射線熒光光譜分析儀；2）長(zhǎng)春光機(jī)生產(chǎn)的HP-40型粉末壓片機(jī)；3）分析用天平，精度為0.0001g；4）稱(chēng)量托盤(pán)天平，精度為0.2g；5）制樣采用的模具，塑料膠圈（直徑為32mm）、壓制模具。

3.2 儀器測(cè)量條件的選定

表1 選定的儀器測(cè)量條件

3.3 制樣時(shí)間的確定

選取大概200g熟料，在經(jīng)過(guò)破碎，混合，縮分處理之后，獲得5份35g的樣品，在制樣機(jī)器內(nèi)充分研磨混合5min之后，再進(jìn)行對(duì)應(yīng)成分的分析，得到的結(jié)果如下表2所示。

表2 不同制樣時(shí)間對(duì)熟料的影響

3.4 樣品的制備步驟

1）通過(guò)空試來(lái)檢查樣品壓片設(shè)備的運(yùn)行情況，確保其運(yùn)行過(guò)程中在上下兩面之間沒(méi)有出現(xiàn)異常聲音；合理的設(shè)定壓力值和擠壓時(shí)間，一般壓力控制在30kg/cm，并持續(xù)加壓25s；2）將塑料圈置于壓制模具上，并迅速的稱(chēng)取定量的樣品到環(huán)中，操作的過(guò)程重要穩(wěn)、準(zhǔn)、快，以免出現(xiàn)灑落問(wèn)題，同時(shí)用勺背將環(huán)中的樣品壓實(shí)，最后置入樣品壓制機(jī)中，并啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行壓片操作，一般需要保持25s之后再將樣品取出；3）在取出樣品之后，要觀察其完好程度，確保沒(méi)有裂縫。在確認(rèn)正常之后其表面清潔干凈，并用鉛筆在其背面進(jìn)行編號(hào)，完成最終的壓片。若發(fā)現(xiàn)存在裂縫等問(wèn)題時(shí)，則需要重新制作壓片。每次壓片之后都要對(duì)設(shè)備和模具進(jìn)行清潔，防止腐蝕設(shè)備。

在操作過(guò)程中要注意的一點(diǎn)是樣品中可能存在吸濕性較強(qiáng)的組分，諸如K2O、Na2O等，因此在制定完成合格的樣品之后要及時(shí)的裝袋密封。

3.5 結(jié)果統(tǒng)計(jì)

為了方便，取前20個(gè)樣品進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)采用熟料化學(xué)與壓片法熒光中，

SiO2、Fe2O3、NS、TiO2、CaO、Al2O3、Na2O、K2O 的含量分別為：6.5%、8%、2.8%、1.6%、11%、40%、10%、20%。

4 結(jié)論

1）從分析的過(guò)程來(lái)看，采用直接壓片的分析方法要比化學(xué)分析方法快很多，極大的提高了分析的效率，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；2）與化學(xué)分析方法相比，采用熟料樣品來(lái)進(jìn)行壓片熒光分析，除NS之外，對(duì)應(yīng)的分析結(jié)果精度要明顯提高，能夠很好的滿(mǎn)足氧化鋁的生產(chǎn)技術(shù)要求。

[1]趙合琴.X-射線熒光法進(jìn)行氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中物料分析的實(shí)驗(yàn)研究.中南大學(xué)，2005，11.

[2]王建華，王斌.鋁土礦中主成分的X射線熒光光譜分析[D].西部探礦工程，2012(1)：165-167.