肖飛燕，胡　潔，于麗麗

廣東省資源綜合利用研究所，廣東 廣州 510650

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X射線熒光光譜法快速測(cè)定錳礦石的Mn含量

肖飛燕，胡潔，于麗麗

廣東省資源綜合利用研究所，廣東 廣州 510650

摘要：采用粉末壓片法制樣，用X射線熒光光譜法測(cè)定錳礦石中Mn的含量，分析測(cè)試結(jié)果與化學(xué)法基本一致，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于2.0%(n=9).該法操作簡(jiǎn)單、快捷，能夠滿足礦石樣品的分析要求.

關(guān)鍵詞：X射線熒光光譜法；錳；粉末壓片法；錳礦石

關(guān)于錳礦石成分的分析方法通常采用原地質(zhì)礦產(chǎn)部行業(yè)規(guī)范《巖石礦石分析規(guī)程》中的《錳及錳礦石分析規(guī)程》.該規(guī)程介紹的是采用化學(xué)分析方法，用酸溶法或堿熔法分解試樣后，先用氧化劑將錳氧化至較高的價(jià)態(tài)，然后用還原劑滴定.硫酸亞鐵銨滴定法是分析錳礦石中Mn元素最常用的方法，作為氧化劑的過(guò)硫酸銨，過(guò)量時(shí)必須煮沸破壞.煮沸時(shí)間過(guò)短，過(guò)硫酸銨分解不完全，使分析結(jié)果偏高；若煮沸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則高錳酸分解，導(dǎo)致分析結(jié)果偏低.因此該方法操作過(guò)程不好控制，分析流程長(zhǎng)，成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足快速測(cè)定的需求.隨著X射線熒光光譜(XRF)分析技術(shù)的快速發(fā)展，用X射線熒光光譜法測(cè)定礦石中金屬元素含量的技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，其快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)越來(lái)越受到分析工作者和生產(chǎn)企業(yè)的重視.本文采用X射線熒光光譜法對(duì)錳礦石樣品中Mn元素含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，且測(cè)試時(shí)間由化學(xué)法的3～4 h縮短至不足10 min，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度.

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器和測(cè)量條件

儀器：ASIOX型X射線熒光光譜儀(荷蘭帕納科X射線分析儀器公司)，最大功率4.0kW，最大電壓60kV，最大電流120mA，端窗銠靶X光管，SuperQ5.0軟件；ZHY-401A型壓樣機(jī)(北京眾和創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限公司)，最大壓力40t.

儀器測(cè)量條件：元素Mn的Kα分析線；分光晶體LiF200；準(zhǔn)直器300μm；流氣探測(cè)器；電壓60kV；電流60mA.

1.2樣品制備

用粉碎機(jī)和磨礦機(jī)將樣品磨細(xì)至-0.074mm，在105 ℃烘干2 h后置于干燥器中備用.稱取5～6 g樣品放入塑料環(huán)(外徑40mm，內(nèi)徑34 mm)內(nèi)，在30 MPa的壓力下保壓30 s，制成樣片，確保樣片均勻光滑、無(wú)裂紋，放入干燥器中待測(cè).

1.3標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇與制備

X射線熒光光譜分析中，選擇標(biāo)樣的基本原則是：與分析樣品類型相近的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為標(biāo)樣，不僅要盡可能與樣品的化學(xué)元素組成相近，還要盡可能與樣品的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相近.本實(shí)驗(yàn)采用經(jīng)化學(xué)定值、不同含錳量的錳礦石樣品作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍10%～30%.所選擇的標(biāo)準(zhǔn)樣品有代表性，化學(xué)組成基本相似，含量范圍具有適當(dāng)?shù)奶荻?，能覆蓋試驗(yàn)樣品的含量范圍.

標(biāo)準(zhǔn)樣品中各組分的含量范圍見表1，實(shí)驗(yàn)中用硫酸亞鐵銨滴定法分析14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的Mn含量，化學(xué)分析定值結(jié)果列于表2.

表1　標(biāo)準(zhǔn)樣品中各組分的含量范圍

表2　標(biāo)準(zhǔn)樣品的分析結(jié)果

2試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1譜線重疊和基體校正

粉末壓樣存在基體效應(yīng)和顆粒效應(yīng)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)樣品和試驗(yàn)樣品都是來(lái)自同一礦山，基體效應(yīng)基本相似.對(duì)曲線校正采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法，建立曲線時(shí)加入Al2O3，F(xiàn)e，SiO2，BaO，CaO作為校正元素.

2.2錳的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線及線性

對(duì)本法制備的錳含量為10%～30%的標(biāo)準(zhǔn)樣品系列按照1.2的方法制備實(shí)驗(yàn)樣片，根據(jù)所選的測(cè)量條件測(cè)量Mn的熒光強(qiáng)度，然后繪制工作曲線.把14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的Mn含量作為橫坐標(biāo)，計(jì)數(shù)率作為縱坐標(biāo)，得到圖1所示的工作曲線.由圖1可知，工作曲線具有良好的線性關(guān)系.

圖1　錳的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.1　Standard curve of manganese

2.3方法的精密度

將試驗(yàn)樣品精礦和尾礦分別測(cè)試9次，考察儀器的精密度和穩(wěn)定性，測(cè)試結(jié)果列于表3.由表3可知，所測(cè)精礦的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.53%，尾礦的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.11%.說(shuō)明儀器的穩(wěn)定性很高，分析測(cè)試結(jié)果的精密度良好.

2.4方法的準(zhǔn)確度

選取一組選礦試驗(yàn)產(chǎn)品，采用本方法和硫酸亞鐵銨滴定法分別進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果列于表4.由表4可知，XRF法與化學(xué)法測(cè)定結(jié)果基本一致，說(shuō)明本方法準(zhǔn)確度好，能滿足選礦試驗(yàn)樣品的定量分析要求.

表3　儀器精密度測(cè)試

表4　樣品分析結(jié)果對(duì)比

3結(jié)論

用X射線熒光光譜法快速測(cè)定錳礦石中Mn的含量，采用直接粉末壓片，操作簡(jiǎn)單、快速、環(huán)保.該法的分析測(cè)試結(jié)果與化學(xué)法基本一致，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于2.0%(n=9)，該方法的準(zhǔn)確度和精密度令人滿意，完全能夠滿足錳礦石中Mn的含量測(cè)定要求.

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Fast determination of manganese in ore by X-ray fluorescence spectrometry

XIAO Feiyan，HU Jie，YU Lili

GuangdongInstituteofResourceComprehensiveUtilization,Guangzhou510650,China

Abstract:This paper describes the way of fast determination of manganese in ore by X-ray fluorescence spectrometry with pressed powder pellet. The result shows that the measurement results have an agreement well with chemical standard values. The relative standard deviation (RSD) is less than 2% (n=9). This method is simple and quick, which can meet the requirements of ore samples.

Key words:X-ray fluorescence spectrometry; manganese; pressed powder pellet method; manganese ores

中圖分類號(hào)：O657.34

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-9981(2016)01-0068-03

作者簡(jiǎn)介：肖飛燕(1965-)，女，江西吉安人，高級(jí)工程師，本科.

收稿日期：2015-12-18