CN104880477B - 一种混合铜精矿多元素的x荧光联测分析法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合铜精矿组分新型检测分析方法,利用粉末压片法制做样片,X射线荧光光谱法进行检测分析。采用独特的仪器分析参数和基体校正模式,其中Cu元素用Fe的Alpha经验校正、S的Beta经验校正、Rh的康普顿校正和Zn的谱线重叠校正四种校正模式进行联合校正;S元素用CaO的Alpha经验校正,Pb元素用As的谱线重叠校正,Sb元素用Rh的康普顿校正;实现混合铜精矿中主量成分与次量成分的联测。

Description

一种混合铜精矿多元素的X荧光联测分析法
技术领域
本发明涉及矿冶炼生产中金属元素分析领域,具体涉及一种分析快速的混合铜精矿中多元素的X荧光联测分析法。
背景技术
混合铜精矿为闪速熔炼工艺入炉精矿,由铜精矿、吹炼渣、渣选精矿混合配制而成,其中铜、铁含量控制在20%~25%,硫含量在25%~30%,硅含量在5%~10%,混合铜精矿的配比是影响熔炼炉况的重要指标之一。铜精矿采用硫化铜铁矿,不同产地的铜精矿之间主体元素及杂质元素含量各有不同。闪速熔炼工艺对入炉的原料中各元素之间的比例有着较大要求,如何才能使入炉的配料精矿中各元素含量保持稳定就需要对混合精矿迅速进行较为精确的分析以达到合理配料的目的。
目前中国对混合精矿的检测是比照由中条山有色金属集团有限公司、大冶有色设计研究院有限公司负责起草的GB/T3884-2011《铜精矿化学分析方法》国家标准,其中各元素检测分析,基本采用单元素检测,并未实现主量成分与次量成分的联测,完成一个样品的多元素测定需4~8h,检测分析用时和检测效率明显不足,无法满足高负荷生产与生产控制的需要。
发明内容
为解决现有技术中的上述不足,本发明提出了一种利用X荧光检测法联测混合铜精矿中多元素的分析法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种混合铜精矿多元素的X荧光联测分析法,包括如下步骤:
1)X荧光光谱仪的校正:取各所测元素含量已知的校正样品,经过磨粉、硼酸镶边垫底、压片,对X荧光光谱仪进行漂移校正;
2)标准曲线的绘制:取元素含量不同的标准样品,对样品中各所测元素采用化学方法定标;取所述标准样品经过磨粉、硼酸镶边垫底、压片,在X荧光光谱仪上进行荧光分析,利用数学模型制定Ii= aWi +C工作曲线,其中Ii—i元素的X射线荧光强度;Wi—i元素的百分含量; a—工作曲线斜率;C—工作曲线截距;其中Cu元素用Fe元素的Alpha经验校正、S元素的Beta经验校正、Rh元素的康普顿校正和Zn元素的谱线重叠校正四种校正模式进行联合校正;S元素用CaO的Alpha经验校正,Pb元素用As元素的谱线重叠校正,Sb元素用Rh元素的康普顿校正;
3)测定:取待测样品,经过磨粉、硼酸镶边垫底、压片,在X荧光光谱仪上进行荧光分析,将所测得元素X射线荧光强度带入相应的标准曲线,计算元素百分含量;
X荧光光谱仪的工作条件为:镍、铜、铁、硫、氧化钙、氧化镁、二氧化硅、铅、锌、砷、锑、铋元素分别选用NiKα线、CuKα线、FeKα线、SKα线、CaKα线、MgKα线、SiKα线、PbLα线、ZnKα线、AsKβ线、SbKα线、BiLα线。
具体地,所述多元素是Ni、Cu、Fe、S、CaO、MgO、SiO2、Pb、Zn、As、Sb、Bi的分析方法中的至少两个。
具体地,所述压片是在压力22-30T,保持时间20-30s的条件下,压制样片。
本发明的优点:
1、本发明采用粉末压片处理样品,制样过程快速,无须物料进行湿法溶解,相对于国家标准,节省样品处理时间在2小时以上。
2、独特的仪器分析参数和基体校正模式。目前分析检测领域内混合精矿中Cu、S、Pb、Sb元素X射线荧光光谱法不成线性或线性回归差是公认的技术难题,探索出适宜的仪器分析参数,Cu元素用Fe元素 的Alpha经验校正、S元素的Beta经验校正、Rh元素的康普顿校正和Zn元素的谱线重叠校正四种校正模式进行联合校正,S元素用CaO的Alpha经验校正,Pb元素用As元素的谱线重叠校正,Sb元素用Rh元素的康普顿校正,解决了混合铜精矿中Cu、S、Pb、Sb元素受不同晶型铜精矿的晶体效应导致X射线荧光光谱法不成线性或线性回归差的公认技术难题,具有一定的技术先进性。
3、实现了快速测定,10min内即可完成1个样品的多元素测定,相比较国家标准,节省样品分析时间在4小时以上,本发明检测分析速度快捷,劳动效率高,操作简便,具有一定的技术优势和很高的实用价值。
4、解决了X射线荧光光谱法无法单一标准曲线准确测定不同晶型混合铜精矿样品的难题,实现不同晶体结构的混合样品X射线荧光光谱法检测,解决了不同产地铜精矿X射线荧光光谱法无法准确检测的技术难题。
附图说明
图1 Ni元素工作曲线图;
图2 Cu元素校正前工作曲线图;
图3 Cu元素校正后工作曲线图;
图4 Fe元素工作曲线图;
图5 S元素校正前工作曲线图;
图6 S元素校正后工作曲线图;
图7 CaO工作曲线图;
图8 MgO工作曲线图;
图9 SiO2工作曲线图;
图10 Pb元素校正前工作曲线图;
图11 Pb元素校正后工作曲线图;
图12 Zn元素工作曲线图;
图13 As元素工作曲线图;
图14 Sb元素校正前工作曲线图;
图15 Sb元素校正后工作曲线图;
图16 Bi元素工作曲线图。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本实施例是利用X射线荧光光谱法对三个混合铜精矿样品-铜精矿1#、铜精矿2#和铜精矿3#中的Ni、Cu、Fe、S、CaO、MgO、SiO2、Pb、Zn、As、Sb、Bi十二种元素、化合物的百分含量进行分析。
使用仪器有荷兰帕纳克公司Axiosmax型X荧光光谱仪, 南昌光明公司GM/F3000-3型制样粉碎机,北京众合ZHY401B-P型压样机。
具体分析过程,包括如下步骤:
1)X荧光光谱仪的校正:取各所测元素含量均在测定范围内且含量已知的校正样品100~150g放入磨盘中,在制样粉碎机中磨制60 s,制样粉碎机的磨盘材质为为碳化钨,磨制好后装袋。试样模具放入压样机中,用牛角勺取袋中校正样品粉末4~6g放入模具中,用工业级硼酸镶边垫底,在压力25T,保持时间25s的条件下,制成直径为32mm的样片,用吹风机吹净粘附的硼酸粉末,放置于干燥器中待用。要求样片照射面平整均匀,无裂痕。
2)标准曲线的绘制:取元素含量不同的标准样品,对样品中各所测元素采用化学方法定标。定标采用的化学方法见表1。
表1所用化学定标方法。
然后按照制校正样品磨粉、硼酸镶边垫底、压片的处理方法制备标准样片。首先使用制作好的校正样片对X荧光光谱仪进行校正,然后标准样片再进行荧光分析,制定Ii=aWi +C工作曲线,其中I—i元素的X射线荧光强度,Kcps;Wi—i元素的含量; a—工作曲线斜率;C—工作曲线截距;其中Cu元素用Fe的Alpha经验校正、S的Beta经验校正、Rh的康普顿校正和Zn的谱线重叠校正四种校正模式进行联合校正;S元素用CaO的Alpha经验校正,Pb元素用As的谱线重叠校正,Sb元素用Rh的康普顿校正;
如图1-15为各元素、化合物荧光强度-百分含量的工作曲线。其中Cu、S、Pb、Sb元素在校正前后工作曲线的均方根偏差(RMS)对照见表2。
表2 Cu、S、Pb、Sb元素在校正前后工作曲线RMS值对照表。
可见校正后标准点普遍相关,线性关系大幅改善。
3)测定:取待测样品,按照制作校正样片的方法制备待测混合铜精矿的样片,用制作好的校正样片进行仪器漂移校正,确认谱仪状态正常后,将待测样片在X荧光光谱仪上进行荧光分析,将所测得元素荧光X射线荧光分析的荧光强度带入相应的标准曲线,计算元素含量。
整个步骤中,针对各元素,X-ray荧光光谱仪元素测量条件见表3。
表3 X-ray荧光光谱仪元素测量条件。
以上方法的测定各元素和化合物百分含量结果和化学法测定的各元素和化合物百分含量结果对照见表4。
表4 X-ray荧光光谱法和化学法测定结果对照
由表4可见不同方法之间未见明显差异,结果对照较好。

Claims (3)

1.一种混合铜精矿多元素的X荧光联测分析法,包括如下步骤:
1)X荧光光谱仪的校正:取各所测元素含量已知的校正样品,经过磨粉、硼酸镶边垫底、压片,对X荧光光谱仪进行漂移校正;
2)标准曲线的绘制:取元素含量不同的标准样品,对每个样品中各所测元素采用化学方法定标;取所述标准样品经过磨粉、硼酸镶边垫底、压片,在X荧光光谱仪上进行荧光分析,利用数学模型制定Ii= aWi +C工作曲线,其中I—i元素的X射线荧光强度;Wi—i元素的百分含量; a—工作曲线斜率;C—工作曲线截距;其中Cu元素用Fe元素的Alpha经验校正、S元素的Beta经验校正、Rh元素的康普顿校正和Zn元素的谱线重叠校正四种校正模式进行联合校正;S元素用CaO的Alpha经验校正,Pb元素用As元素的谱线重叠校正,Sb元素用Rh元素的康普顿校正;
3)测定:取待测样品,经过磨粉、硼酸镶边垫底、压片,在X荧光光谱仪上进行荧光分析,将所测得元素X射线荧光强度带入相应的标准曲线,计算元素含量;
X荧光光谱仪的工作条件为:镍、铜、铁、硫、氧化钙、氧化镁、二氧化硅、铅、锌、砷、锑、铋元素分别选用NiKα线、CuKα线、FeKα线、SKα线、CaKα线、MgKα线、SiKα线、PbLα线、ZnKα线、AsKβ线、SbKα线、BiLα线。
2.如权利要求1所述的一种混合铜精矿多元素的X荧光联测分析法,其特征在于:所述多元素是Ni、Cu、Fe、S、CaO、MgO、SiO2、Pb、Zn、As、Sb、Bi中的至少两个。
3.如权利要求1或2所述的一种混合铜精矿多元素的X荧光联测分析法,其特征在于:所述压片是在压力22-30T,保持时间20-30s的条件下,压制样片。
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