劉永星，周成洪，付 瓏

（廣東省云浮市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所， 廣東 云浮 527300）

分析測試

X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量

劉永星，周成洪，付 瓏

（廣東省云浮市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所， 廣東 云浮 527300）

確定了用X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的含量的最佳測定條件，該方法簡單、分析速度快，SiO2、Al2O3、CaO、MgO的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.22%、1.9%、5.3%、6.1%，結(jié)果穩(wěn)定可靠。經(jīng)大量試驗(yàn)證明，采用此法測定，操作方便，準(zhǔn)確度高，結(jié)果令人滿意。

X射線熒光光譜法；砂巖；二氧化硅；三氧化二鋁；氧化鈣；氧化鎂

砂巖由石英顆粒形成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通常呈淡褐色或紅色，主要含SiO2、Al2O3、CaO、MgO等組分。砂巖是源區(qū)巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)在盆地中堆積形成，巖石由碎屑和填隙物兩部分構(gòu)成，碎屑除石英、長石外還有白云母、重礦物、巖屑等，填隙物包括膠結(jié)物和碎屑雜基兩種組分。砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的測定目前國家尚無相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，采用X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量具有分析速度快、精密度高、重現(xiàn)性好、一次可給出多種組分信息等優(yōu)點(diǎn)。作為一種實(shí)時(shí)、在線分析，X-射線熒光光譜法能夠準(zhǔn)確及時(shí)給出檢測結(jié)果[1-4]；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，X-射線熒光光譜儀將會(huì)在工業(yè)生產(chǎn)、分析研究等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛[5]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原理

試樣用無水四硼酸鋰和偏硼酸鋰的混合熔劑熔融，以硝酸銨為氧化劑，加入少量溴化鋰和碘化銨作脫模劑，放入高頻熔樣機(jī)中1 050 ℃溫度下熔樣10 min，冷卻后制成玻璃樣片，用X射線熒光光譜儀進(jìn)行測定，根據(jù)熒光強(qiáng)度計(jì)算成分含量。

1.2 儀器與試劑

X射線熒光光譜儀：帕納科PW4400/40;

高頻熔樣機(jī)：GHB-K1高頻熔樣機(jī);

鉑金坩堝：95%Pt+5%Au;

混合熔劑：2份Li2B4O（7AR）+1份LiBO（2AR）,在700 ℃灼燒2 h;

氧化劑：不含待測元素的硝酸銨（AR）;

脫模劑：溴化鋰溶液（15 g/L）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試樣的制備

將砂巖樣品磨細(xì)，全部過孔徑為125 μ m的試驗(yàn)篩，于(105±5)℃鼓風(fēng)烘箱中烘干2～4 h，取出置于干燥器中冷卻至室溫。

1.3.2 分析方法

稱取0.6 g試樣（精確至0.000 2 g）和6 g混合熔劑（精確至0.001 g）置于鉑金坩堝內(nèi)，混合均勻，滴加10滴脫模劑，放入高頻熔樣機(jī)中，預(yù)設(shè)700 ℃氧化5 min，1 050 ℃下熔樣10 min，啟動(dòng)熔樣機(jī)熔樣，形成32 mm大小的玻璃樣片，放置冷卻，則可成片。放入X-射線熒光光譜儀中測量分析元素的X射線強(qiáng)度。

1.3.3 儀器參數(shù)的選擇

X射線熒光光譜儀的工作條件選擇見表1。

1.3.4 儀器漂移校正

可通過監(jiān)控樣測量校正儀器漂移。

1.3.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

選擇砂巖國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為校準(zhǔn)樣品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，每個(gè)元素都應(yīng)有一個(gè)具有足夠的含量范圍又有一定梯度的標(biāo)準(zhǔn)系列。標(biāo)準(zhǔn)樣片的制備，按1.3.1及1.3.2步驟進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 測量時(shí)間的影響

采用X射線熒光光譜法測試，儀器參數(shù)的選擇對(duì)樣品的準(zhǔn)確測量有著重要的影響。要考慮砂巖中低含量元素（CaO、MgO）的穩(wěn)定性，適當(dāng)延長測量時(shí)間，可以改善測量的準(zhǔn)確性。

2.2 測定結(jié)果的準(zhǔn)確度試驗(yàn)

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)本方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行試驗(yàn)，測定結(jié)果見表2。從表2可以看出，3個(gè)樣品中SiO2、Al2O3、CaO、MgO最大測定誤差分別為：0.51%，0.27%，0.05%，0.04%。誤差均在國家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍以內(nèi)，具有較高的準(zhǔn)確度。

表1 X射線熒光光譜儀的工作條件Table 1 Working conditions of X-ray fluorescence spectrometer

表2 準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The accuracy of the determination result %

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The precision of the determination result %

2.3 測定結(jié)果的精密度試驗(yàn)

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)本方法的精密度進(jìn)行試驗(yàn)，在重復(fù)性測定條件下一個(gè)樣品測定8次，測定結(jié)果見表3。由表3可知，SiO2、Al2O3、CaO、MgO的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.22%、1.9%、5.3%、6.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較好。

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，X射線熒光光譜法測定砂巖中SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量，結(jié)果準(zhǔn)確、方法快捷、重復(fù)性好?？梢杂糜趯?shí)驗(yàn)室日常檢測，值得大力推廣應(yīng)用。

［1］YS/T 703-2009,X射線熒光光譜法測定石灰石中CaO、MgO、SiO2含量[S]．

［2］GB/T 6730.62-2005,鐵礦石鈣、硅、鎂、鈦、磷、錳、鋁和鋇含量的測定 波長色散X射線熒光光譜法[S]．

［3］ 高文紅，陳學(xué)琴，張桂華,等．X熒光玻璃熔片法分析鐵礦石[J]．理化檢驗(yàn)—化學(xué)分冊，2002，387（2）：72-75．

［4］魏海玉，勤玲玲，陶蕊．X-射線熒光光譜法測定顆?；抑卸趸琛⒀趸}、氧化鎂[J]．冶金分析，2006，26（6）：82-83．

［5］羅立強(qiáng)，詹秀春，李國會(huì),等．X射線熒光光譜儀[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：107．

Determination of Silicon Oxide,Alumina Oxide,Calcium Oxide,Magnesium Oxide Content in Sandstone by X-ray Fluorescence Spectrometer Method

LIU Yong-xing，ZHOU Cheng-hong，F(xiàn)U Long
（Yunfu Institute of Quality and Metrology Supervise Test, Guandong Yunfu 527300，China）

The optimum conditions for determining contents of silicon oxide，alumina oxide，calcium oxide and magnesium oxide in sandstone by X-ray fluorescence spectrometry were determined. The RSD was 0.22%, 1.9%, 5.3% and 6.1% for silicon oxide，alumina oxide，calcium oxide and magnesium oxide, respectively. This method is simple, rapid and precise, reliable and stable results can be gained.

X-ray fluorescence spectrometry methods; Sandstone; Silicon oxide; Alumina oxide; Calcium Oxide; Magnesium oxide

O 657.34

A

1671-0460（2012）06-0653-02

2012-02-14

劉永星（1973-），男，廣東云浮人，工程師，1996年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)工業(yè)分析專業(yè)，研究方向：從事實(shí)驗(yàn)室管理及化工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測理論、方法的開發(fā)、設(shè)計(jì)、實(shí)踐、應(yīng)用、推廣。E-m ail：gdyfzjs@163.com。