CN102901742A

CN102901742A - 一种用x射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法

Info

Publication number: CN102901742A
Application number: CN2011102103598A
Authority: CN
Inventors: 崔宏利; 李飞; 王占祥; 王晓峰; 朱海丰; 李丽军; 张东升; 李张华; 梁玉东
Original assignee: JIANLONG INDUSTRIAL Co Ltd TANGSHAN CITY
Current assignee: JIANLONG INDUSTRIAL Co Ltd TANGSHAN CITY
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明涉及一种用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜化学成分的方法，技术方案是：熔剂和试样的比例为8：1.5，用偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂熔制成玻璃片后，直接用X射线荧光光谱分析仪扫描，测定镍、铬、铜的强度，根据强度与含量确定线性关系，然后根据镍、铬、铜的强度，计算其中镍、铬、铜的含量。本发明的积极效果是：在测定钙、镁、硅、铝、钛、锰、磷等元素的同时测定镍、铬、铜的含量，准确度和精密度均优于传统的化学分析方法；具有科学性、先进性、适用性、可推广性，分析时间短、准确度高、重复性好、无污染等特点。

Description

一种用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法

技术领域

本发明涉及一种用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜化学成分的方法，属于冶金化学分析试验技术领域。

背景技术

在钢铁企业，铁矿作为主要原材料之一，所含的化学成分对最终的钢产品有着重要的影响，其中铁矿中的镍、铬、铜三种元素在冶炼的过程中很难被除去，而该三种元素在不同的钢种中，有着不同的要求，因此，从原材料开始对合理控制镍、铬、铜的含量非常重要。而传统的化学分析方法，只能单个元素分析，样品前处理复杂，环节多，操作难度大，耗时长（单个样品需一周时间）、消耗试剂多、重复性差，尤其是对于低含量的样品，化学法测定困难相应更大，而且重复性明显不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法，分析时间短，没有化学污染，准确度高、重复性好，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

熔剂和试样的比例为8：1.5，用偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂熔制成玻璃片后，直接用X射线荧光光谱分析仪扫描，测定镍、铬、铜的强度，根据强度与含量确定线性关系，然后根据镍、铬、铜的强度，计算其中镍、铬、铜的含量。

本发明根据样品中镍、铬、铜的含量确定了样品与熔剂的合理比例；通过对常规样片的扫描，确定了仪器的分析条件；通过对标准样片进行待测元素强度的扫描，根据强度与含量绘制工作曲线，进而测定铁矿中的化学成分。

本发明采用玻璃熔片法制样，该方法操作简单，分析速度快，可在分析Ni、Cr、Cu的同时分析铁矿中的CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、P、MnO等成分，通过确认，该方法具有科学性、先进性、适用性、分析时间短、准确度高、重复性好、检出限低、污染少等特点。重复性和再现性均优于传统的化学方法。

本发明的积极效果是：本发明优于传统的化学分析方法；同时该方法又可以作为GB/T 6730.62-2005的一个补充，在测定钙、镁、硅、铝、钛、锰、磷、钡的同时测定镍、铬、铜的含量。该方法具有科学性、先进性、适用性、可推广性，分析时间短、准确度高、重复性好、无污染等特点，通过正确度验证，表明此方法具有极高的准确度和精密度。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法，包含如下工艺步骤：熔剂和试样的比例为8：1.5，用偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂熔制成玻璃片后，直接用X射线荧光光谱分析仪扫描，测定镍、铬、铜的强度，根据强度与含量确定线性关系，然后根据镍、铬、铜的强度，计算其中镍、铬、铜的含量。

更具体的实施方式：

1、主要设备：

a)、波长色散X射线荧光光谱分析仪：

检测器为扫描型流气正比计数器和闪烁计数器；

最大功率：4kW；

b)、制样设备：

高频熔样炉或红外熔样炉。

2、化学试剂：

a)、氧化剂LiNO₃：300mg/ml；

b)、脱膜剂LiBr:200mg/ml。

c)、熔剂LiB₄O₇+LiBO₂:67%+33%

注：以上试剂均为分析纯以上级别。

3、玻璃样片的制备

称取8.0000g熔剂，1.5000g试样，加1ml 300mg/ml的LiNO₃，1ml 200mg/ml的LiBr，首先，在600℃下预氧化3min，在1100℃下熔融7min，后4min摇摆，熔融完全后，倒模，样片冷却至室温备用。

由于考虑到试样量为1.5g，为了避免腐蚀坩埚，而且样片容易倾倒，特提高了氧化剂LiNO₃和脱模剂LiBr的浓度和含量。

4、绘制工作曲线

a)、标准样品的选择

根据日常检测样品的含量，选择适合的一系列标样，按3熔制玻璃片。

表1：标准样品

标样编号	Sum(%)	Fe2O3(%)	CaO(%)	MgO(%)	SiO2(%)	Al2O3(%)	TiO2(%)	P(%)	S(%)	Ni(%)	Cr(%)	Cu(%)	V2O5(%)	Co(%)	MnO(%)
																GBW07224	91.27	38.159	6.38	6.16	20.33	8.26	10.63	0.01	0.687	0.0094	0.0067	0.02	0.313	0.018	0.288
GBW07225	99.69	39.389	7.5	6.17	25.47	10.29	9.72	0.0119	0.566	0.0083	0.0099	0.015	0.258	0.016	0.264
																GBW07226	102.16	72.644	1.48	3.49	5.55	5.11	12.34	0.0026	0.57	0.014	0.024	0.021	0.558	0.02	0.336
GBW07227	98.18	18.915	11.62	8.32	36.33	11.47	10.74	0.0115	0.446	0.0048	0.0033	0.0065	0.059	0.0098	0.242
																YSBC19701	99.82	38.159	8.21	6.41	26.85	10.33	8.73	0.015	0.544	0.0088	0.0046	0.015	0.252	0.014	0.277
YSBC19702	102.49	72.029	1.8	3.57	6.44	5.56	11.46	0.007	0.648	0.0182	0.0184	0.0272	0.55	0.0179	0.343
																YSBC19703	96.21	20.831	9.16	9.4	33.99	13.5	7.43	0.025	1.49	0.0184	0.0042	0.0422	0.076	0.0247	0.216
GSB03-2037-06	101.17	92.77	1.36	1.72	3.51	1.18	0.084	0.0064	0.409	I	I	0.008	I	I	0.119
																YSBC11704-08	102.57	95.289	0.11	0.2	6.63	0.19	0.008	0.013	0.06	I	I	0.0011	I	I	0.069
GSB03-2022-06	94.29	87.97	0.118	0.109	3.43	2.12	0.069	0.068	0.038	0.0027	0.0054	0.0014	I	0.0009	0.356
																GSB03-2023-06	96.32	89.027	0.144	0.156	4.2	2.39	0.073	0.078	0.02	0.0024	0.0027	0.0015	I	0.001	0.22
GSB03-2024-06	94.9	88.798	0.021	0.101	2.92	2.06	0.068	0.067	0.013	0.0033	0.0038	0.0018	I	0.0015	0.839
																GSB03-2025-06	98.12	94.846	0.02	0.063	1.02	1.42	0.076	0.034	0.007	0.0008	0.0015	0.0085	I	0.0009	0.62
GSB03-2026-06	98.61	95.032	0.028	0.091	1.79	1.36	0.061	0.055	0.0066	0.0019	0.003	0.0014	I	0.0008	0.177
																801-6	95.65	88.284	0.02	0.0531	4.17	2.06	0.068	0.06	0.0093	0.0033	0.005	0.002	I	I	0.913
804-2	99.38	95.69	0.069	0.0164	2.503	0.96	0.031	0.05	0.0132	0.0028	0.0244	T	I	I	0.021
																850-4	99.72	93.888	0.41	0.79	4.12	0.4	0.056	0.013	0.006	I	0	0.008	I	I	0.025
110604045Q	1.23	I	I	I	I	I	I	I	I	I	1.23	I	I	I	I

b)、扫描常规样片，确定分析条件

选择化学成分较高的常规试样进行扫描，一般无干扰的kα1线作为分析谱线，最大峰位为实际检测峰位；分光晶体的一般选择原则是LiF适合Ni~Te范围内的大部分元素，PET适合于Al~Cl范围内的元素，OVO-55适合于O~Mg范围内的元素；光管电压、电流、准直器狭缝等因素要综合考虑，确保检测器接收到的光子强度不高于500kcps；PHA窗口分析尽在不引入其它谱线信号的同时尽可能加大窗口；背景一般两边对称时选择单点作为背景，当待测信号强高于背景信号10倍以上时，可以忽略背景强度，以缩短扫描时间；分析时间在扫描信号偏差小于0.3%时作为分析结束时间。最终确定最佳分析条件如下：

表2：分析条件

c)、扫描标样强度，制作并优化工作曲线

在已确定的分析条件下，扫描标准样品，数据处理器自动制作工作曲线，由于标准样品已知成分含量不能全部在95~105%范围内，因此本实验中只能采用固定α系数校正；样品采用熔融法制成玻璃片，基体效应小，无干扰元素。优化后工作曲线信息如下：

表3：工作曲线信息

检测项目	斜率，(%/kcps)	截距，%	线性范围，%	SD，%
					CaO	0.08467	0.044	0.02-11.62	0.0741
MgO	0.4394	-0.012	0.02-9.40	0.128
					SiO2	0.6377	-0.0128	1.02-26.86	0.143
Al2O3	0.5408	-0.0129	1.02-26.86	0.143
					MnO	0.02223	0.0016	0.02-0.91	0.0214
TiO2	0.07202	0.02	0.3-12.34	0.0182
					P	0.2531	0.001	0.0026-0.078	0.0023
Ni	0.01379	0.0009	0.002-0.018	0.0023
					Cr	0.01017	0.0044	0.007-1.20	0.00178
Cu	0.007692	0.012	0.011-0.040	0.0021

5、正确度实验

a)、准确度实验

根据以上样品熔制方法和分析条件对现有样品进行分析，数据如下：

表4：与ICP-AES法和北钢院的比对数据表

b)、精密度实验

对同一样片连续扫描10次，计算得到数据如下：

表5：精密度实验数据

检测项目	CaO/%	MgO/%	SiO2/%	Al2O3/%	TiO2/%	P/%	Cr/%	Ni/%	Cu/%
										1	0.056	0.62	5.23	7.40	0.156	0.074	0.95	0.51	0.015
2	0.057	0.62	5.24	7.37	0.159	0.073	0.95	0.51	0.014
										3	0.057	0.61	5.24	7.39	0.159	0.071	0.95	0.51	0.014
4	0.058	0.60	5.28	7.40	0.158	0.072	0.95	0.51	0.014
										5	0.058	0.61	5.27	7.37	0.158	0.072	0.95	0.51	0.014
6	0.058	0.61	5.29	7.41	0.159	0.071	0.96	0.51	0.015
										7	0.058	0.61	5.26	7.43	0.156	0.072	0.96	0.51	0.014
8	0.057	0.60	5.25	7.41	0.160	0.078	0.96	0.51	0.015
										9	0.058	0.59	5.34	7.27	0.157	0.069	0.96	0.51	0.014
10	0.059	0.60	5.28	7.30	0.158	0.070	0.95	0.50	0.015
										Average	0.058	0.61	5.27	7.38	0.158	0.072	0.95	0.51	0.014
S.D.	0.001	0.009	0.032	0.051	0.001	0.002	0.005	0.003	0.001

以上数据表明该分析方法有较高的准确度和精密度，重复性和再现性均优于传统的化学方法。

对实际试样进行分析，按上述内容将试样熔制成玻璃片，采用以上分析条件和工作曲线进行分析，测得数据如下：

表6：常规实验数据

检测项目	CaO/%	MgO/%	SiO2/%	Al2O3/%	TiO2/%	P/%	Mn%	Cr/%	Ni/%	Cu/%
											110701487Q	0.75	0.81	11.18	1.26	0.59	0.028	0.071	0.017	0.005	0.004

Claims

1.一种用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法，其特征在于包含如下工艺步骤：熔剂和试样的比例为8：1.5，用偏硼酸锂和四硼酸锂混合熔剂熔制成玻璃片后，直接用X射线荧光光谱分析仪扫描，测定镍、铬、铜的强度，根据强度与含量确定线性关系，然后根据镍、铬、铜的强度，计算其中镍、铬、铜的含量。

2.根据权利要求1所述之用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法，其特征在于玻璃样片的制备过程，熔剂中的偏硼酸锂和四硼酸锂所占比例为33%和67%。

3.根据权利要求1或2所述之用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法，其特征在于玻璃样片的制备过程，还需加入氧化剂和脱膜剂，氧化剂为1ml 300mg/ml的LiNO3，脱膜剂为1ml 200mg/ml的LiBr。

4.根据权利要求3所述之用X射线荧光光谱分析法测定铁矿石中镍铬铜的方法，其特征在于玻璃样片的制备过程是在600℃下预氧化3min，1100℃下熔融7min，至少摇摆4min。