CN108362723A - 一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于分析测试领域，公开了一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，测定方法包括样片的制备、标准曲线的建立、样品测试；按照建立的方法测定样品，选取多个稀土元素各自的测量时间、测量条件段、二次靶以及选用的分析线。本发明利用了能量色散XRF在重元素测定方法的优势；采用简单的粉末压片来制备样品；建立的方法简单、快速、经济；流程短，无需溶矿和富集，适合稀土矿石中多元素的快速分析，省去了ICP‑MS及其它光谱测量所需的溶矿过程，减小了对环境的污染；通过对两个实际稀土矿石样品的测定，结果与电感耦合等离子体质谱法基本吻合；方法精密度在15％以内。

Description

一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法
技术领域
本发明属于分析测试领域，尤其涉及一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法。
背景技术
稀土元素的测定方法较多，有原子吸收法、质谱法、原子发射光谱法、色谱法、中子活化分析法、化学发光法、重量法、容量法等。这些方法常常需要溶(熔)矿，富集等手段，前处理手续相对较繁琐、复杂。地质行业实验室中目前大多数均采用效率较高的ICP-MS来进行分析，其分析稀土元素进精度比较高。但是不足在于(1)需要酸溶分解样品，溶液进样，手续相对复杂，流程长，污染环境。(2)稀土元素一般电离能相对较高，并且容易产生多原子分子干扰。
综上所述，现有技术存在的问题是：地质行业实验室中采用ICP-MS进行分析存在手续相对复杂，流程长，污染环境；电离能相对较高，容易产生多原子分子干扰的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法。
本发明是这样实现的，一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，采用简单的粉末压片来制备样品，无需加酸溶矿和富集；同时以能量色散X荧光光谱仪为依托，通过二次靶的选择、谱线选择、以及谱线之间的校正建立一个稀土元素的分析方法。
进一步，测定稀土矿石中多个稀土元素的方法具体包括以下步骤：
步骤一，样片的制备：称取干燥样品于玛瑙研钵中，混合研磨均匀；向研磨好的样品中加入微晶纤维素黏结剂，混匀后放于磨具中，用聚乙烯镶边垫底，压制成圆片，编号放入干燥器中储存；
步骤二，标准曲线的建立：选用四个稀土矿石标准样品、四个由ICP-MS定值的样品以及由四个稀土矿石标准样品按不同比例混合而成的七个自混样品来建立标准曲线；
步骤三，样品测试：按照建立的方法测定样品，选取多个稀土元素各自的测量时间、测量条件段、二次靶以及选用的分析线。
进一步，样片的制备具体包括：称取于105℃干燥样品4.5g于玛瑙研钵中，混合研磨5min，以消除不均匀效应。向研磨好的样品中加入0.2g微晶纤维素黏结剂，混匀后放于磨具中，用聚乙烯镶边垫底，加40t压力使之成直径32mm圆片，编号放入干燥器中储存。
进一步，标准曲线的建立具体包括：
选用四个稀土矿石标准样品GBW07158、GBW07159、GBW17160、GBW07161、四个由ICP-MS定值的样品以及由四个稀土矿石标准样品按不同比例混合而成的七个自混样品建立标准曲线；所述七个自混样品按质量比分别为：GBW07158：GBW07159＝1:1、GBW17160：GBW07161＝1:1、GBW07159：GBW17160＝1:1、GBW07158：GBW07159：GBW17160＝1:1:1、GBW07159：GBW17160：GBW07161＝1:1:1、GBW07158：GBW07159＝2:1以及GBW17160：GBW07161＝1:2。
进一步，样品测试具体包括：选取15个稀土元素各自的测量时间、测量条件段、二次靶、以及选用的分析线；
为了降低背景，能量色散X荧光光谱仪一般都采取将照射试样中的X射线单色化；本发明中的仪器采用的是用一次X射线照射到次级靶(纯物质)上，从而产生了相应的二次X射线(即X荧光)，再用此X荧光激发样品。
其中，La的Kα吸收能量为33.299kev，因此选择Xe-La测量条件段，Al2O3作为二次靶；
Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm 11个元素的Kα吸收能量在34.566-50.406kev之间，因此选择Ce-Tm测量条件段，W作为二次靶；
Yb和Lu的Kα吸收能量在52.030-53.687kev之间，选择Yb-Lu测量条件段，B4C作为二次靶；
Y的Kα吸收能量为14.931kev，选择Sr-Y_Pb-U条件段，Mo作为二次靶。
进一步，多个元素测量时间确定为200s。
进一步，分析线选择Kα线；Kα线采用理论α系数法和散射线内标法校正元素谱线重叠干扰和基体效应。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述测定稀土矿石中多个稀土元素的方法测定稀土矿石中多个稀土元素的绿色环保XRF分析仪器。
本发明利用绿色环保的XRF分析仪器(拟利用能量色散XRF)建立了简单快速的15个稀土元素分析方法。以能量色散X荧光光谱仪为依托，通过二次靶的选择、谱线选择、以及谱线之间的校正建立了一个稀土元素的分析方法。本发明利用了能量色散XRF在高能范围内的高分辨率，进而在重元素测定方面要比波长色散表现出较好的优势。
采用简单的粉末压片来制备样品；建立的方法简单、快速、经济；流程短，该技术主要是完善了波长色散XRF测定稀土元素少，省去了ICP-MS及其它光谱测量所需的样品分解过程，无需加酸溶矿和富集，适合稀土矿石中多元素的快速分析，减小了对环境的污染；
通过对两个实际稀土矿石样品的测定，结果与电感耦合等离子体质谱法基本吻合；方法精密度在15％以内。如表1。
表1方法对照结果
表2方法的准确度与精密度结果
现有技术建立标准曲线中，通用方法是根据测试样品的性质而需选用对应基体的标准样品。本发明建立标准曲线中，是选用稀土标样，但由于标样较少，因而又自混了七个标样。增强准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术存在的问题是：地质行业实验室中采用ICP-MS进行分析存在手续相对复杂，流程长，污染环境；电离能相对较高，容易产生多原子分子干扰的问题。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
本发明实施例提供的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法采用简单的粉末压片来制备样品，无需加酸溶矿和富集；同时以能量色散X荧光光谱仪为依托，通过二次靶的选择、谱线选择、以及谱线之间的校正建立一个稀土元素的分析方法。
如图1所示，本发明实施例提供的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，包括以下步骤：
S101:样片的制备。称取于105℃干燥样品4.5g于玛瑙研钵中，混合研磨5min，以消除不均匀效应。向研磨好的样品中加入0.2g微晶纤维素黏结剂，混匀后放于磨具中，用聚乙烯镶边垫底，加40t压力使之成直径32mm圆片，编号放入干燥器中储存。
S102:标准曲线的建立。选用四个稀土矿石标准样品GBW07158、GBW07159、GBW17160、GBW07161、四个由ICP-MS定值的样品以及由标准样品按不同比例混合而成的七个自混样品GBW07158：GBW07159(1:1)、GBW17160：GBW07161(1:1)、GBW07159：GBW17160(1:1)、GBW07158：GBW07159：GBW17160(1:1:1)、GBW07159：GBW17160：GBW07161(1:1:1)、GBW07158：GBW07159(2:1)以及GBW17160：GBW07161(1:2)来建立标准曲线。
S103:样品测试。按照建立的方法测定样品。选取15个稀土元素各自的测量时间、测量条件段、二次靶、以及选用的分析线。15个稀土元素最主要是测量条件段以及二次靶的不同，其中La选择Xe-La条件段，Al2O3作为二次靶；Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm 11个元素选择Ce-Tm条件段，W作为二次靶；Yb和Lu选择Yb-Lu条件段，B4C作为二次靶；Y选择Sr-Y_Pb-U条件段，Mo作为二次靶。结合15个元素各自测定结果的变异系数和测定效率，测量时间确定为200s。分析线均选择Kα线。采用理论α系数法和散射线内标法校正元素谱线重叠干扰和基体效应。
XRF仪器条件设置具体见下表。
本发明利用了能量色散XRF在重元素测定方法的优势。采用简单的粉末压片来制备样品。建立的方法简单、快速、经济。流程短，无需溶矿和富集，适合稀土矿石中多元素的快速分析，省去了ICP-MS及其它光谱测量所需的溶矿过程，减小了对环境的污染；通过对两个实际稀土矿石样品的测定，结果与电感耦合等离子体质谱法基本吻合；方法精密度在15％以内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，所述测定稀土矿石中多个稀土元素的方法采用简单的粉末压片来制备样品，无需加酸溶矿和富集；同时以能量色散X荧光光谱仪为依托，通过二次靶的选择、谱线选择、以及谱线之间的校正建立一个稀土元素的分析方法。
2.如权利要求1所述的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，所述测定稀土矿石中多个稀土元素的方法具体包括：
步骤一，样片的制备：称取干燥样品于玛瑙研钵中，混合研磨均匀；向研磨好的样品中加入微晶纤维素黏结剂，混匀后放于磨具中，用聚乙烯镶边垫底，压制成圆片，编号放入干燥器中储存；
步骤二，标准曲线的建立：选用四个稀土矿石标准样品、四个由ICP-MS定值的样品以及由四个稀土矿石标准样品按不同比例混合而成的七个自混样品来建立标准曲线；
步骤三，样品测试：按照建立的方法测定样品，选取多个稀土元素各自的测量时间、测量条件段、二次靶以及选用的分析线。
3.如权利要求2所述的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，样片的制备具体包括：称取于105℃干燥样品4.5g于玛瑙研钵中，混合研磨5min，以消除不均匀效应；向研磨好的样品中加入0.2g微晶纤维素黏结剂，混匀后放于磨具中，用聚乙烯镶边垫底，加40t压力使之成直径32mm圆片，编号放入干燥器中储存。
4.如权利要求2所述的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，标准曲线的建立具体包括：
选用四个稀土矿石标准样品GBW07158、GBW07159、GBW17160、GBW07161、四个由ICP-MS定值的样品以及由四个稀土矿石标准样品按不同比例混合而成的七个自混样品建立标准曲线；所述七个自混样品按质量比分别为：GBW07158：GBW07159＝1:1、GBW17160：GBW07161＝1:1、GBW07159：GBW17160＝1:1、GBW07158：GBW07159：GBW17160＝1:1:1、GBW07159：GBW17160：GBW07161＝1:1:1、GBW07158：GBW07159＝2:1以及GBW17160：GBW07161＝1:2。
5.如权利要求2所述的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，样品测试具体包括：选取15个稀土元素各自的测量时间、测量条件段、二次靶、以及选用的分析线；其中La选择Xe-La测量条件段，Al2O3作为二次靶；
Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm 11个元素选择Ce-Tm测量条件段，W作为二次靶；
Yb和Lu选择Yb-Lu测量条件段，B4C作为二次靶；
Y选择Sr-Y_Pb-U条件段，Mo作为二次靶。
6.如权利要求2所述的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，多个元素测量时间确定为200s。
7.如权利要求2所述的测定稀土矿石中多个稀土元素的方法，其特征在于，分析线选择Kα线；Kα线采用理论α系数法和散射线内标法校正元素谱线重叠干扰和基体效应。
8.一种利用权利要求1所述测定稀土矿石中多个稀土元素的方法测定稀土矿石中多个稀土元素的绿色环保XRF分析仪器。
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