锌精矿中Pb、Zn、Cu、Fe、S、Si检测方案(波散型XRF)

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SSL-CA19-279Excellence in Science Excellence in ScienceMXF-011 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterTel：86(21)34193996Email： sshzyan@shimadzu.com.cnhttp：//www.shimadzu.com.cn 玻璃熔片制样X射线荧光光谱法分析锌精矿 MXF-011 摘要：试样和复合氧化剂按一定比例混匀，放入铂黄黄埚中，在马弗炉中进行预氧化，使矿石中的硫化物转化成氧化物后，熔融制成玻璃熔片，用X射线荧光光谱法 (XRF)分析锌精矿中的 Zn、Fe、S、Si 等主要元素。此方法解决了锌精矿在高温熔融时对铂金埚的腐蚀问题，消除了矿物效应和颗粒效应，提高了分析结果的准确度，数据稳定性良好。 锌精矿是生产金属锌、锌化合物等的主要原料，一般是由铅锌矿或含锌矿石经破碎、球磨、泡沫浮选等工艺而生产出的达到国家标准的含锌量较高的矿石。 锌矿石按其所含矿物不同而分为硫化矿和氧化矿。在硫化矿石中，锌主要以闪锌矿 (ZnS) 的形态存在；在氧化矿石中，锌主要以菱锌矿 (ZnCO，)、异极矿(ZnSiOJ·H，O)存在。氧化矿是次生矿，它是硫化矿长期风化而形成的。目前锌冶炼的主要原料是硫化矿。 锌精矿的常见分析方法有：经典化学法、火焰原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)等，但这些方法都需要复杂的化学前处理，步骤繁琐，分析时间长，对水和大气有一定的化学污染，对环境不友好。随着国家对环境保护的重视，这些方法的使用都受到了一定的限制。XRF 法具有可测元素范围广、浓度范围宽，同时具有快速、准确、操作简单、对环境友好等特点，已广泛应用于多个行业的分析检测。 实验部分 1.1仪器 日本岛津 MXF-N3 plus多道同时型X射线荧光光谱仪 洛阳特耐 TNRY-01C 型全自动熔样炉 洛阳特耐 GJ1100A型马弗炉 1.2分析条件 熔样炉工作条件： 熔样温度：1050°℃炉体摆动时间 前静置时间：120s 仪器工作条件见表1 玻璃熔片制样 XRF 法能消除试样的基体效应和颗粒效应，是准确度和重复性良好的分析方法，同时不产生废水废液，对环境友好。但熔融制样需要在铂金甘埚内进行，而硫化物锌矿在高温下可以和铂形成共溶物，严重腐蚀铂金甘埚，所以常见的锌精矿要想熔融制样，必须对样品进行充分的预氧化，使其转变为氧化物。 本方法选用岛津公司开发的复合氧化剂，对试样预氧化后，制成玻璃熔片，在X射线荧光光谱上建立工作曲线，经实验验证，该方法简单快速、准确可靠、方便可行。 表1仪器工作条件 元素 分析谱线 电压/kV 电流/mA 分光晶体 探测器 PHA 20/° 测量时间/s Pb L 40 70 LiF ArMultitron 20-110 28.26 40 Cu Ka 40 70 LiF Ar Multitron 20-120 45.03 40 Fe Ka 40 70 LiF Ar Multitron 20-115 57.52 40 Zn Ka 40 70 LiF Ar Multitron 20-110 41.80 40 Ka 40 70 NaCl Ne Exatron(Be) 20-130 110.67 40 Si Ka 40 70 PET Ne Exatron(Be) 20-140 108.88 40 ■样品前处理 称取混合熔剂 6.0000 g和0.2000g试样混匀，置于铂黄埚中，放到700℃的马弗炉中预氧化 20 min，取出，再称取 4.0000 g熔剂加入铂黄埚中，滴加10滴脱模剂，放入熔样炉中，按熔样程序熔融。取出冷却后按仪器设定的工作条件测定。 结果与讨论 3.1标准样品 本方法选用国家标准样品、行业标准样品和配制样品制作工作曲线，标样化学成分见表2。 表2标样化学成分(%) 样品编号 Pb Zn Cu Fe，O： SiO， GBW07235 4.17 0.062 0.20 4.37 0.86 43.63 GBW07237 0.25 2.75 0.71 3.50 2.87 82.95 ZBK400 2.66 43.46 0.265 9.70 26.70 5.95 YSS023-2004 1.76 1.94 2.33 50.29 0.26 YSS-30-2006 0.76 50.22 0.77 11.85 31.14 2.43 BY0110-1 0.351 42.98 0.135 5.91 一 19.89 P-4 1.455 23.105 0.488 6.6 14.785 44.45 P-5 1.26 26.08 1.55 31.07 15.7 一 注：P-4、P-5是配制样品。 3.2工作曲线 用选定样品按本方法条件建立工作曲线，曲线线性良好。其中Pb元素受到Zn 元素的影响，需要进行元素校正，主要元素工作曲线见下图： 图11Pb元素工作曲线 图2Zn 元素工作曲线 X= 0.00 Y= 图3Cu 元素工作曲线 图4Fe03元素工作曲线 图55SS元素工作曲线 图66SSiO，元素工作曲线 3.3精度实验 选用 YSS30-2004标样作为验证样，连续测试11次，统计标准偏差和相对标准偏差，见下表： 表3方法精度试验结果((%) 序号 Pb Zn Cu Fe203 S SiO， N=1 0.74 50.32 0.81 12.00 31.23 2.46 N=2 0.71 50.32 0.81 11.96 31.22 2.39 N=3 0.73 50.28 0.81 12.00 31.21 2.44 N=4 0.72 50.29 0.82 11.98 31.22 2.42 N=5 0.72 50.30 0.82 11.98 31.21 2.43 N=6 0.74 50.30 0.82 12.02 31.24 2.39 N=7 0.74 50.29 0.81 12.01 31.18 2.41 N=8 0.72 50.35 0.82 12.02 31.27 2.45 N=9 0.76 50.36 0.81 11.99 31.22 2.47 N=10 0.72 50.32 0.81 11.97 31.21 2.48 N=11 0.72 50.26 0.82 12.01 31.24 2.40 AVE 0.73 50.31 0.82 11.99 31.22 2.43 R 0.047 0.099 0.018 0.059 0.089 0.092 SD 0.013 0.029 0.006 0.020 0.023 0.033 RSD 1.76 0.058 0.74 0.16 0.073 1.34 3.4准确度实验 标样ZBK400 二次分析的平均值与标准值比较，对比数据见下表： 表4，方法准确度试验结果(%) 序号 数据来源 Pb Zn Cu Fe，0： S SiO， ZBK400 标准值 2.66 43.46 0.265 9.70 26.70 5.95 测量平均值 2.66 43.27 0.258 9.54 26.53 5.87 结论 锌精矿经预氧化后制成玻璃熔片，使用岛津 MXF-N3 plus 多道同时型X射线荧光光谱仪分析，工作曲线线性良好，方法精密度高，不产生化学污染，对环境友好，可以为锌精矿主量元素的分析提供有效、可靠、环保的检测手段。 岛津应用云 试样和复合氧化剂按一定比例混匀，放入铂黄坩埚中，在马弗炉中进行预氧化，使矿石中的硫化物转化成氧化物后，熔融制成玻璃熔片，用X射线荧光光谱法（XRF）分析锌精矿中的Zn、Fe、S、Si等主要元素。此方法解决了锌精矿在高温熔融时对铂金坩埚的腐蚀问题，消除了矿物效应和颗粒效应，提高了分析结果的准确度，数据稳定性良好。