張同明
(山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 煙臺 264004)
我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展離不開工業(yè)的快速發(fā)展,礦產(chǎn)與能源是工業(yè)發(fā)展的重要保障,由于當(dāng)前的工業(yè)化的快速發(fā)展,礦產(chǎn)已經(jīng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài),新礦產(chǎn)的勘查和分析工作具有關(guān)鍵作用,這些工作都脫離了不礦產(chǎn)檢測分析儀器的幫助,其中在勘查中運用便攜式X熒光分析儀對礦石分析,不僅花費時間短、分析效果好、操作流程簡單,對礦石的勘查中有著重要的幫助。
從早期需要對同位源的激發(fā)樣品檢驗,逐步發(fā)展到后期20世紀(jì)70年代中末期研發(fā)成功攜帶式X射線熒光分析儀。初期應(yīng)用與地質(zhì)普查的攜帶式X射線熒光分析儀,能夠為測定自然狀態(tài)樣品存在的多種元素及沉積物質(zhì),并且測定的結(jié)果具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性。原有攜帶式X射線熒光分析儀的基礎(chǔ)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下,便攜式X熒光分析儀更好地克服了傳統(tǒng)的便攜式X熒光分析儀不足,為勘查提供了極大的便捷和可靠性,在多種礦產(chǎn)中得到廣泛運用,如螢石礦、鉬礦等的應(yīng)用。同時對地質(zhì)中金屬存在、總量以及分布的測定,便攜式X熒光分析儀都能發(fā)揮著顯著的效果,并且可行度比較高。在20世紀(jì)末期,在金屬礦產(chǎn)的勘查中,攜式X熒光的分析儀得到了進一步的應(yīng)用,并且攜式X熒光的分析儀的技術(shù)指標(biāo)得到了很大的改進,如攜式X熒光分析儀的測定精度、測定范圍、測定的環(huán)境影響等都得到了很大的改進和提升。
能量色散X射線熒光分析是當(dāng)前便攜式X熒光的分析儀的主要應(yīng)用技術(shù),便攜式X熒光的分析儀的X射線發(fā)生器能發(fā)出X射線或γ射線,樣品中的元素通過吸收X射線或γ射線后發(fā)生相互作用,并且能逐出元素中的原子內(nèi)層電子,同時外層電子開始補充內(nèi)層電子,以及放射原原子的固有能量的特征X射線。
此時便攜式攜式X射線熒光分析儀就可以根據(jù)受激的退激發(fā)過程中產(chǎn)生的特征X射線能量差異,作為定性分析的依據(jù),以及根據(jù)特征X射線強弱作為定量分析的依據(jù)。于是,通過便攜式攜式X射線熒光分析儀測定物質(zhì)的不同元素特征X射線強弱,就可以確定物體中某中元素的含量,本方法也可以稱為X射線熒光定量分析法。
便攜式X射線熒光分析儀與傳統(tǒng)X射線熒光分析儀相比,其外觀尺寸已經(jīng)發(fā)生了很大的改進、儀器的界面和人的視線和諧、集成化電路處理器性能好,大大提高了樣品的分析速度、其設(shè)置了觸屏和程序集中化操作變得更加簡單、對抗震和防潮方面也有了很大的改進,更好適應(yīng)各種野外環(huán)境,既可以對巖石、土壤,也適用與水系品中的元素進行定量和定性分析。
如當(dāng)前有部分便攜式X射線熒光分析儀主要由Si-PIN電制冷半導(dǎo)體探測器、微型低功耗X射線管激發(fā)源,其儀器重量更小、適用更加穩(wěn)定、顯示分辨率更高,分析范圍可滿足元素周期表上從鈦到鈾之間的各種元素,X熒光現(xiàn)場和實驗室相比較其分析數(shù)據(jù)誤差范圍處于5%~10%。
X射線熒光儀分析步驟如下,第一步取標(biāo)準(zhǔn)樣品45個,其中樣品的要求進行烘干和粉碎,采用60目篩進行篩分;第二步,選用標(biāo)準(zhǔn)樣品以及進行測定,根據(jù)測定的樣品數(shù)據(jù),創(chuàng)建對應(yīng)的工作曲線和相關(guān)數(shù)據(jù)庫,這便于為后續(xù)勘查提供依據(jù);由于野外作業(yè)受到環(huán)境影響,可以樣品使用15目篩進行篩分,把樣品放置在X射線熒光探頭上面進行X射線熒光分析,每個樣品檢測時間為3分鐘。檢測完畢后將部分樣品帶回實驗室進行物理或化學(xué)分析。
(1)人為誤差:樣品處理不符合設(shè)備要求,如粉磨時間過短,或有異物污染;壓片時間或壓力不符合規(guī)范;樣品安裝位置不符合要求;真空度控制范圍不穩(wěn)定;實驗人員操作粗心等都容易導(dǎo)致產(chǎn)出檢測結(jié)果。
(2)設(shè)備誤差:壓片板欠干凈;電流不穩(wěn)定;內(nèi)部元件的錯位;氣壓氣流發(fā)生改變等,這都會導(dǎo)致檢測結(jié)果。
(3)樣品原因,樣品不均勻性,如材料的易磨性不一、材料試樣成分不均勻或顆粒大小不一樣;譜線干擾干擾等。
便攜式X射線熒光分析儀不僅在地質(zhì)礦產(chǎn)分析中發(fā)揮著重要的作用,其特性可以使用于多用領(lǐng)域,設(shè)置有多種強度更好地分析出各種元素的含量。近年來隨著技術(shù)的推廣應(yīng)用,便攜式X射線熒光光譜分析在多種行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,正因為其具有工作效率搞、分析結(jié)果精準(zhǔn)、操作流程簡單以及攜帶方便等特點,無論是在野外還是環(huán)境惡劣的條件下,便攜式X熒光分析儀受到的影響不大,這為礦產(chǎn)資源質(zhì)量和施工進度都提供了保障,對對礦產(chǎn)的勘查有著非一般積極的作用。