（酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

隨著采礦行業(yè)的不斷發(fā)展，礦山開采過程中不斷注重礦石質(zhì)量管理，通過不同品級(jí)的礦石進(jìn)行配比，確保生產(chǎn)、輸出的礦石質(zhì)量滿足其工業(yè)指標(biāo)要求，及時(shí)、準(zhǔn)確掌握不同區(qū)段礦體含量的品級(jí)分布情況及采出礦石品位情況在礦山開采過程中具有重要的意義。傳統(tǒng)的化學(xué)滴定檢驗(yàn)礦石品位含量受人為干擾因素較大，且耗時(shí)較多，且樣品溶解、燒融過程中存在一定的安全隱患。近年來，隨著各大礦山產(chǎn)能的不斷釋放，產(chǎn)量的不斷增加對(duì)礦石品位檢驗(yàn)的需要也有了新的要求，傳統(tǒng)的化學(xué)檢驗(yàn)方法耗時(shí)過長，無法滿足礦山日常開采過程中的品級(jí)檢驗(yàn)工作，化學(xué)檢驗(yàn)工作的滯后性，不利于采場及各環(huán)節(jié)配礦工作，采用x熒光光譜分析儀替代傳統(tǒng)化學(xué)分析是金屬礦山發(fā)展的必然趨勢。

1 x熒光光譜儀原理

不同元素發(fā)出的特征X射線能量和波長各不相同，因此通過對(duì)X射線的能量或者波長的測量即可知道它是何種元素發(fā)出的，進(jìn)行元素的定性分析。同時(shí)樣品受激發(fā)后發(fā)射某一元素的特征X射線強(qiáng)度跟這元素在樣品中的含量有關(guān)，因此測出它的強(qiáng)度就能進(jìn)行元素的定量分析。目前，礦石分析儀主要應(yīng)用于金屬礦山中，非金屬礦山使用較少，其主要原因是在重金屬元素的受x熒光激發(fā)的能量較強(qiáng)，元素周期表中越靠前的元素受x熒光激發(fā)的能量越弱，反射能量的強(qiáng)弱是x熒光光譜儀定量判定礦石成分的主要依據(jù)。各類礦山中，其礦石的有益、有害成分是共存的，均以化合物的形態(tài)賦存，自然界中無單一元素賦存的礦體，在礦山開采及后續(xù)的選礦過程中，根據(jù)其工業(yè)指標(biāo)要求關(guān)注某些有益成分及有害成分，其化檢驗(yàn)工作根據(jù)工業(yè)需求側(cè)重點(diǎn)也不相同。

2 曲線繪制

x熒光光譜儀在金屬礦山應(yīng)用過程中直接檢測的是不同區(qū)段波長的能量強(qiáng)度，根據(jù)能量反演各元素的含量，在礦體檢測過程中因各元素彼此干擾，故其檢測值與實(shí)際值存在一定的差異，但并非完全一致。

2.1 礦體中元素及其化合物的含量關(guān)系分析

通過大量的對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用x熒光光譜儀檢測已知鐵礦石中Fe元素含量與其化合物Fe2O3，二者并非理論的對(duì)比關(guān)系，但其存在一定的相關(guān)性。核算各數(shù)據(jù)間的相關(guān)系數(shù)：Fe元素與理論Fe2O3相關(guān)系數(shù)ρ1=1；但實(shí)際Fe元素與礦石中Fe2O3相關(guān)系數(shù)ρ1=0.9112。根據(jù)相關(guān)系數(shù)可判定Fe元素與Fe2O3成分含量關(guān)系呈正相關(guān)，且為線性關(guān)系。通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：通過Fe元素測算得出Fe2O3理論數(shù)據(jù)普遍高于實(shí)際值，其主要原因是在檢測過程中各元素能量相互干擾。

2.2 線性曲線數(shù)據(jù)擬合

采用x熒光儀檢測礦體中的某一元素，其與實(shí)際的元素含量或其化合物含量呈正相關(guān)，可通過數(shù)據(jù)擬合的方式進(jìn)行曲線繪制工作，根據(jù)核算檢測值與理論值之間呈線性正相關(guān)時(shí)，數(shù)據(jù)曲線采用線性曲線。

線性標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制采用數(shù)據(jù)擬合方法，從一組測定的數(shù)據(jù)去求得自變量x和因變量y的一個(gè)近似解析表達(dá)式y(tǒng)=δ（x）。假設(shè)礦體中某元素或其化合物真值為y，熒光儀檢測元素含量為x，則二者關(guān)系可標(biāo)示為一元一次方程：y=a+bx。

對(duì)N個(gè)已知數(shù)據(jù)的標(biāo)樣進(jìn)行檢測，其實(shí)際值yi與理論測算值之間的誤差為，采用最小二乘法原理計(jì)算a，b的值。

根據(jù)上述原理，直接采用y=a+bx的一元一次方程進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，各元素能量的干擾系數(shù)轉(zhuǎn)換的系數(shù)統(tǒng)一化歸至a、b中，減少二次換算造成的系統(tǒng)誤差。

2.3 分區(qū)段曲線繪制

x熒光光譜儀在使用過程中存在實(shí)際檢測元素能量值與所求化合物含量之間呈非線性關(guān)系，針對(duì)此種情況可采用一元n（n為正整數(shù)）次方程。

部分設(shè)備在程序設(shè)定時(shí)采用簡單的線性曲線模式，不具一元n次方程式曲線的設(shè)定能力，設(shè)備性能與實(shí)際需求之間存在差異性往往導(dǎo)致設(shè)備實(shí)用性較差。針對(duì)類似問題，技術(shù)人員在曲線繪制過程中可按照樣條曲線的模式進(jìn)行分區(qū)段線性繪制法。

2.4 非線性曲線的線性轉(zhuǎn)換

采用x熒光光譜分析儀檢測礦石成分含量時(shí)，各元素存在一定的干擾，在各元素彼此干擾較小的情況下采用線性數(shù)據(jù)擬合的效果較好，但若各元素能量在檢測過程中干擾因素較強(qiáng)，往往導(dǎo)致各數(shù)據(jù)檢測結(jié)果偏差較大，且在數(shù)據(jù)分析過程中單一元素能量及其化合物成分的相關(guān)系數(shù)較小，二者為不相關(guān)。

其實(shí)，礦石中Ca、Si、Mg、Al、Fe等元素在x熒光激發(fā)狀態(tài)下的能量強(qiáng)度具有一定的相關(guān)性，可用n元m次方程標(biāo)示，其中n、m為正整數(shù)。

3 標(biāo)樣制備

x熒光光譜分析儀曲線制備過程中一個(gè)重要的因素就是通過標(biāo)樣對(duì)比進(jìn)行檢測分析，故合理制備標(biāo)樣在曲線繪制中具有重要的作用。制備標(biāo)樣時(shí)一定要根據(jù)具體需求選擇合適的標(biāo)樣，標(biāo)樣要求具有代表性，且標(biāo)樣數(shù)據(jù)須準(zhǔn)確、可靠。選取的標(biāo)樣一定要涵蓋不同特性的礦石。

4 結(jié)語

（1）利用x熒光光譜分析儀替代傳統(tǒng)化學(xué)分析提高化檢驗(yàn)效率是礦山發(fā)展的必然趨勢，x熒光光譜分析儀在使用過程中檢測值與真值之間存在差異，需要檢測人員通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)拓展或?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的檢測能力——標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。

（2）x熒光光譜儀標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制采用最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，檢測值與真值呈正相關(guān)。受礦化效應(yīng)影響，礦石中標(biāo)準(zhǔn)曲線往往并不呈現(xiàn)簡單的線性關(guān)系，此時(shí)需要進(jìn)行一元多次方程或多元多次方程擬合，為提供設(shè)備的實(shí)用性，一般采用分區(qū)段曲線繪制或非線性曲線的線性轉(zhuǎn)換方法。