何振忠

（廣東省韶關(guān)市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所，廣東 韶關(guān) 512000）

鐵礦石中的鉀、鈉、鋅、鈦和砷等有害元素，不僅對高爐具有腐蝕作用也縮短其使用壽命，而且對冶煉過程影響較大[1]。這些鐵礦石中有害的元素也極易影響冶煉產(chǎn)品的品質(zhì)，例如鐵礦石中的砷含量過高導(dǎo)致冶煉出來的鋼材極易產(chǎn)生冷脆，也影響鋼材的力學(xué)性能，因此，鐵礦石在進(jìn)行冶煉前需要測試其有害元素的含量。目前的測定方法主要有電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）、化學(xué)濕法分析和X射線熒光光譜法，而電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）和化學(xué)濕法分析兩種方法由于其操作過程繁瑣、分析時間長，尤其是化學(xué)濕法分析測試各元素需要單獨分析導(dǎo)致分析周期長，X射線熒光光譜法（XRF）與上面兩種方法相比操作過程簡單、分析快、準(zhǔn)確度高、測量范圍廣以及可以無損分析等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于礦石、生物質(zhì)和材料等原材料的分析[2，3]。X射線熒光光譜法制樣主要有粉末壓片法和玻璃熔片法，玻璃熔片法可消除了粉末壓片法普遍存在的粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)的影響，能獲得很高的分析準(zhǔn)確度，本文采用璃熔片法測定鐵礦石中的鉀、鈉、鈦、鉛、鋅和砷，并采用國家標(biāo)準(zhǔn)鐵礦石標(biāo)樣對其測定結(jié)果準(zhǔn)確度進(jìn)行驗證。

1 實驗

1.1 主要原料及儀器設(shè)備

熔融制樣的熔劑一般有無水硼砂、四硼酸鈉、硼酸鋰和偏硼酸鋰等，由于混合熔劑可以獲得較好的熔片效果，所以本實驗采取混合熔劑。溴化鋰作為脫模劑效果要優(yōu)于碘化鉀和溴化鉀，因此選擇溴化鋰為脫模劑[4]。

鐵礦石原料來自于韶鋼，實驗過程中使用的溴化鋰溶液（200 g/L）、偏硼酸鋰、四硼酸鋰和硝酸鋰等藥品均為分析純。

實驗過程中所用的儀器主要有荷蘭帕納科Axiosm AX波長色散X射線熒光光譜儀；上海宇索DY501型自動電熱熔樣爐；鉑金坩堝；北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限公司的ZHM-1A-P振動磨粉碎機。

1.2 儀器工作條件

各元素的測量條件見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 實驗方法

用萬分之一分析天平準(zhǔn)確稱取7.0000g±0.0005 g四硼酸鋰，1.0000g±0.0005g偏硼酸鋰熔劑于1號稱量瓶中混合均勻備用，然后稱取1g經(jīng)過粉碎且過160目的鐵礦石樣品，0.5g的硝酸鋰置于2號稱量瓶，并將1號稱量瓶的四分之三加入2號稱量瓶中并混合均勻，然后轉(zhuǎn)移將2號中混合均勻的樣品轉(zhuǎn)移至珀金坩堝中，并用1號瓶中的剩下的四分之一四硼酸鋰清洗2號稱量瓶并轉(zhuǎn)移至鉑金坩堝，以確保2號瓶中實驗樣品完全轉(zhuǎn)移到鉑金坩堝中，接著用移液管在鉑金坩堝中加入5mL滴溴化鋰溶液。將鉑金坩堝置于1150℃熔樣爐中，預(yù)熔6min后，取出坩堝進(jìn)行搖動趕出樣品中的氣泡，然后接著熔融10min。熔融結(jié)束后，取出坩堝放置于耐火磚上自然冷卻至室溫，檢查測量面上無裂紋或者是氣泡即為合格，否則需要重新制樣。熔片在表1儀器條件下進(jìn)行測量。

2 結(jié)果與討論

2.1 工作曲線校準(zhǔn)

采用鐵礦石鐵礦石GSB03-1805-2005、GSB03-2855-2012和GSB03-2858-2012三種礦石為標(biāo)準(zhǔn)樣品，按照1.3實驗方法進(jìn)行制備標(biāo)準(zhǔn)樣品并測定，然后測定結(jié)束后通過繪制校正曲線，并進(jìn)行線性回歸。各元素的線性參數(shù)表見表2。

表2 工作曲線線性參數(shù)

2.2 精密度

將礦石樣品按照1.3實驗方法平行制備10組樣品進(jìn)行測定，用來考察實驗測定方法的精密度，其結(jié)果見表3。由表3可知，各組分的相對偏差均低于1.5%，精密度較高。

表3 精密度實驗

2.3 準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度的測定是采用國家標(biāo)準(zhǔn)鐵礦石GSB03-1805-2005、GSB03-2855-2012和GSB03-2858-2012用本實驗所建立的方法進(jìn)行比對并觀察標(biāo)準(zhǔn)值與測定值的偏差大小，由表4可得兩者的偏差在0.001%～0.003%之間，測量值與標(biāo)準(zhǔn)值基本一致，說明該實驗所建立測試方法準(zhǔn)確度較高。

表4 準(zhǔn)確度測試

3 結(jié)論

本文建立了熔融制樣-X射線熒光光譜法（XRF）測定鐵礦石中的鉀、鈉、鈦、鉛、鋅和砷等組分含量，并通過用國家標(biāo)準(zhǔn)鐵礦石進(jìn)行對比了驗證，該方法的準(zhǔn)確度較高，與傳統(tǒng)濕法測定相比較，XRF測試較為簡便，快速，準(zhǔn)確度高，可以滿足煉鐵生產(chǎn)工藝的要求。