馬春紅，許小慧，郭穎超

（承德華勘五一四地礦測(cè)試研究有限公司，河北承德 067000）

X射線熒光光譜法測(cè)定二氧化硅相關(guān)研究

馬春紅，許小慧，郭穎超

（承德華勘五一四地礦測(cè)試研究有限公司，河北承德 067000）

簡(jiǎn)要對(duì)硅酸鹽的二氧化硅測(cè)定進(jìn)行分析，將實(shí)驗(yàn)部分以及實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，最后進(jìn)行不確定度的評(píng)定，以期為其他測(cè)量元素的研究提供理論基礎(chǔ)。

X射線；光譜法；二氧化硅

1 實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)中采用的儀器為日本島津公司生產(chǎn)的XRF-1700型X射線熒光光譜儀，其工作條件是端窗鈹窗銠靶X射線管，35μm，超薄鈹窗，功率為5kW，最大的工作電流為100mA，操作軟件為SuperQ4.0，硅元素測(cè)量條件設(shè)定為∶分析晶體為PE001，探測(cè)器為Flow，電壓35kV，峰位角為109°。采用的高頻熔樣機(jī)為成都多林電器有限公司生產(chǎn)的HMS-I-MZ-051型。

采用的溶劑為無(wú)水四硼酸鋰，其灼減小于0.3%，溴化銨以及碘化銨，采用的評(píng)定方法為top-down技術(shù)，該評(píng)定技術(shù)在X射線熒光光譜分析法的領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，本實(shí)驗(yàn)旨在為今后的評(píng)定方法提供一種模板。

2 實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)國(guó)標(biāo)（GB/T14506.28-2010）硅酸鹽巖石化學(xué)分析技術(shù)方法的第二十八部分以及《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)定》對(duì)目標(biāo)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用硅酸鹽（0.500±0.000 1g）的研磨粉末以及無(wú)水四硼酸鋰、溴化銨等進(jìn)行混合，混合比例為1∶10，再加入碘化銨以及溴化鋰做脫模劑。在HMS-IMZ-051型高頻熔樣機(jī)中，在1 000℃進(jìn)行10min的熔融，最后制作成為玻璃片。將制成的玻璃片在X射線下進(jìn)行熒光光譜測(cè)定，根據(jù)數(shù)學(xué)模型以及工作曲線進(jìn)行成分含量的測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)對(duì)硅酸鹽的分析方法是基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)手冊(cè)進(jìn)行全面測(cè)定，利用硅酸鹽作為分析標(biāo)樣進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 硅酸鹽中二氧化硅測(cè)定數(shù)據(jù)

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，灼燒時(shí)間以及粒度對(duì)于熒光光譜分析的影響較大，灼燒時(shí)間影響樣品的重量，粒度的大小則會(huì)影響到熒光光譜檢測(cè)儀的檢測(cè)效果，在高頻熔樣機(jī)上采用1 000℃的溫度進(jìn)行灼燒10min，在進(jìn)行灼燒的過(guò)程中，灼燒減量逐漸趨于不變，此時(shí)的樣品基本達(dá)到恒定重量。粒度是采用壓片過(guò)程中的一個(gè)較為重要的因素，在進(jìn)行壓片時(shí)取120目、150目、200目、250目進(jìn)行篩選最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，粒度對(duì)于滴定測(cè)試的影響很小，但是對(duì)于XRF的測(cè)試結(jié)果影響較大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中壓片大于200目時(shí)，粒度對(duì)于熒光光譜分析的影響可以忽略不計(jì)。

3 結(jié)果與討論

3.1 不確定度評(píng)定

本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果采用top-down技術(shù)中的質(zhì)量控制圖表進(jìn)行硅酸鹽中的二氧化硅元素測(cè)量不確定度的評(píng)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用AD（Anderson-Darling）進(jìn)行正態(tài)分布分析，取正態(tài)分布測(cè)量的中間值，并利用正態(tài)分布的中間統(tǒng)計(jì)量以及正態(tài)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行修正，采用的修正值計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，當(dāng)移動(dòng)偏差小于1時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)可以視為正態(tài)性以及獨(dú)立性。

3.2 測(cè)量結(jié)果

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和不確定性評(píng)定之后，測(cè)量結(jié)果顯示測(cè)試的數(shù)值均落在直徑范圍內(nèi)，其移動(dòng)極差沒(méi)有超過(guò)控制的限定，因此，質(zhì)量控制數(shù)據(jù)點(diǎn)沒(méi)有失控點(diǎn)，整個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)序性呈現(xiàn)出隨機(jī)分析，整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)均處于統(tǒng)計(jì)控制限定范圍之內(nèi)，其移動(dòng)極差沒(méi)有超過(guò)UCL，利用國(guó)家物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)以及《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)定》可以對(duì)硅酸鹽中的二氧化硅含量進(jìn)行測(cè)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)采用top-down技術(shù)中的質(zhì)量控制圖表法對(duì)X射線熒光光譜分析測(cè)量領(lǐng)域的不確定度進(jìn)行評(píng)定，利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)手冊(cè)以及《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)定》對(duì)硅酸鹽樣品全年的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)技術(shù)手段評(píng)定出其不確定度。X射線熒光光譜分析法便于操作，原理簡(jiǎn)單，在與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合時(shí)也較為便捷，相比于其他方法而言具有省時(shí)省力、避免重復(fù)遺漏等問(wèn)題的出現(xiàn)，可以通過(guò)選擇不同濃度的樣品對(duì)質(zhì)量控制進(jìn)行選擇，通過(guò)對(duì)比質(zhì)量控制分析圖表計(jì)算出不確定度以及質(zhì)量控制分析，在測(cè)量領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。

在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，由于各種因素的影響，在一次實(shí)驗(yàn)中對(duì)不同濃度的樣品進(jìn)行檢測(cè)且同時(shí)測(cè)量其不確定度較為困難。在今后的研究方向中，可以將不同濃度的樣品檢測(cè)以及不確定度 分析作為X射線熒光光譜分析的研究重點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)不同樣品濃度的二氧化硅在一次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行檢測(cè)并分析其結(jié)果，最終提供有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

[1] 李生英，范志輝，袁添翼，等.石灰質(zhì)量對(duì)煉鋼的影響及其質(zhì)量控制[J].冶金叢刊，2010，186（2）∶42-44.

Study on The Determination of Silica By X-Ray Fluorescence Spectrometry

Ma Chun-hong，Xu Xiao-Hui，Guo Ying-chao

In this paper，the silicate silica is briefly analyzed.The test part and the test method and the results are described.Finally，the uncertainty is evaluated to provide the theoretical basis for the study of other measurement elements.

X ray；spectrometry；silica

TQ320.7

B

1003-6490（2017）02-0111-01

2017-02-14

馬春紅（1983—），女，吉林松原人，工程師，主要研究方向?yàn)閼?yīng)用化學(xué)。