تحديد العناصر الكبرى والصغرى باستخدام مطيافية الفلورسنت بالأشعة السينية

ملخص الطريقة

العينة مصنوعة من رباعي بورات الليثيوم ويتم إضافة فلوريد الليثيوم كمواد مساعدة، ونترات الليثيوم (مؤكسد) وبروميد الليثيوم (عامل إزالة القالب) في نفس الوقت. يتم صهر العينة في قرص زجاجي عند درجة حرارة عالية تبلغ 1050 درجة مئوية وتحليلها وقياسها على مطياف فلورسنت الأشعة السينية. نطاق القياس لكل مكون عنصر يعادل نطاق تغطية المنحنى القياسي لكل مكون عنصر.

أداة

تشتت الطول الموجي مطياف الفلورسنت بالأشعة السينية، أنبوب الأشعة السينية المصنوع من الروديوم والبلاديوم والنافذة النهائية، بقوة تزيد عن 3 كيلو وات، ونظام كمبيوتر مجهز ببرامج تحليل وظيفي مختلفة مثل المعايرة والتصحيح.

آلة الصهر ذات درجة الحرارة العالية (التردد العالي).

بوتقة سبيكة البلاتين.

الكواشف

رباعي بورات الليثيوم اللامائي (خاص بصهر XRF)، محترق مسبقًا عند 600 درجة مئوية لمدة ساعتين، مخزن في مجفف للاستخدام في وضع الاستعداد.

فلوريد الليثيوم (الدرجة التحليلية).

محلول نترات الليثيوم ρ(LiNO3)=100mg/mL.

محلول بروميد الليثيوم ρ(LiBr)=10 ملجم/مل.

مواد معيارية وطنية لخام الزرنيخ من المستوى الأول GBW07277، GBW07278، GBW07163، GBW07223~GBW07226، GBW07240، وما إلى ذلك، واختيار المواد القياسية ذات الصلة لدمج العينات القياسية يدويًا، بحيث تتضمن مكونات عنصر التحليل نطاق المحتوى بالكامل، وهناك حوالي 17 عينة قياسية أو أكثر بتدرج محتوى معين.

قم باختيار من 1 إلى 5 عينات قياسية ذات محتوى مناسب من عناصر التحليل (المكونات) من العينات القياسية كعينات تصحيح انجراف الجهاز.

منحنى المعايرة

وزن 0.7000 جرام (± 0.0005 جرام) من العينة القياسية (عينة تحليل غير معروفة) التي مرت عبر منخل 200 شبكة وجففت عند 105 درجة مئوية لمدة ساعتين، و2 جرام من رباعي بورات الليثيوم اللامائي و5.100 جرام من LiF، ووضعها في بوتقة الخزف وخلطها بالتساوي، وصبها في بوتقة سبيكة البلاتين، وإضافة 0.500 مل من محلول LiNO3 كمؤكسد، و3 مل من محلول LiBr كعامل تحرير، وتجفيفها على فرن كهربائي، ثم وضعها في آلة صهر للذوبان، وأكسدتها مسبقًا عند 2.5 درجة مئوية لمدة 700 دقائق، وتسخينها إلى 3 درجة مئوية للذوبان لمدة 1050 دقائق، وخلال هذه الفترة تتأرجح وتدور بوتقة سبيكة البلاتين، وتكتمل عملية التبريد والذوبان. صفي قطعة الزجاج التي انفصلت عن قاع القدر بعد التبريد، وقومي بوضع ملصق عليها، وقومي بتخزينها في مجفف للاختبار.

وفقًا لمتطلبات التحليل والجهاز، حدد ظروف القياس مثل خط تحليل العناصر، وجهد أنبوب الأشعة السينية والتيار، ومسار الضوء الفراغي وشريط ضوء القناة، كما هو موضح في الجدول 51.2.

الجدول 51.2 شروط قياس العناصر التحليلية

استمرار الجدول

ملحوظة: ①S4 هو جهاز قياس قياسي.

ابدأ بقياس العينة القياسية للمعايرة وفقًا لشروط القياس المذكورة أعلاه. احسب الكثافة الصافية لخط التحليل لكل عنصر (103s-1).

استخدم طريقة النقطة الواحدة لطرح الخلفية، واحسب الكثافة الصافية لخط التحليل الثاني وفقًا للصيغة التالية:

تحليل الصخور والمعادن المجلد 3 تحليل خامات المعادن غير الحديدية والنادرة والمشتتة والأتربة النادرة والمعادن الثمينة وخامات اليورانيوم والثوريوم

حيث: IP هي شدة الذروة لطيف خط التحليل، 103s-1؛ IB هي شدة الخلفية لخط التحليل، 103s-1.

استبدل القيمة المعيارية لكل عنصر في عينة المعيار المعايرة والكثافة الصافية لخط تحليل العنصر في الصيغة التالية لحساب الانحدار للحصول على معاملات المعايرة والتصحيح لكل عنصر:

تحليل الصخور والمعادن المجلد 3 تحليل خامات المعادن غير الحديدية والنادرة والمشتتة والأتربة النادرة والمعادن الثمينة وخامات اليورانيوم والثوريوم

حيث: wi هو الكسر الكتلي للعنصر المراد قياسه، %؛ ai، bi، ci هي معاملات المعايرة للعنصر i المراد قياسه؛ Ii هي الكثافة الصافية لخط التحليل للعنصر i المراد قياسه، 103s-1؛ αij هو معامل تصحيح المصفوفة للعنصر المشترك j مع عنصر التحليل i؛ Fj هو محتوى (أو كثافة) العنصر المشترك j؛ βik هو معامل تداخل التداخل الطيفي لعنصر تداخل التداخل الطيفي k مع عنصر التحليل i؛ Fk هو محتوى (أو كثافة) عنصر تداخل التداخل الطيفي k.

بالنسبة للعناصر مثل Ni وCu وZn وPb، يتم استخدام RhKα وc كمعيار داخلي لتصحيح تأثير المصفوفة. أولاً، احسب نسبة الكثافة، ثم ارجع وفقًا للصيغة أعلاه للحصول على معاملات المعايرة والتصحيح لكل عنصر.

يتم تخزين معاملات المعايرة والتصحيح التي تم الحصول عليها أعلاه في برنامج التحليل ذي الصلة بالكمبيوتر لاستخدامها في المستقبل.

قم بقياس عينة تصحيح الانجراف الخاصة بالجهاز، ثم قم بتخزين شدة الشبكة الثانية للطيف التحليلي لكل عنصر كمرجع لتصحيح الانجراف في الكمبيوتر.

خطوات التحليل

قم بإعداد العينة غير المعروفة وفقًا لطريقة تحضير معيار المعايرة، وضعها في صندوق العينة، ووضعها في مبادل العينة التلقائي بعد التأكيد، وبدء برنامج التحليل المقابل، وقياس العينة.

بعد إنشاء منحنى المعايرة، لم يعد التحليل الروتيني العام يقيس سلسلة معايير المعايرة. كل ما يحتاجه هو استدعاء معاملات المعايرة والتصحيح المخزنة في كل تحليل، وقياس عينة تصحيح انحراف الجهاز، وحساب معامل تصحيح الانحراف. يقوم الكمبيوتر تلقائيًا بقياس الكثافة والتصحيح، وطرح الخلفية، وتصحيح تأثير المصفوفة، وتصحيح انحراف الجهاز، وأخيرًا طباعة نتائج التحليل.

يتم حساب معامل تصحيح انحراف الأداة بالصيغة التالية:

تحليل الصخور والمعادن، الجزء الثالث، تحليل خامات المعادن غير الحديدية والنادرة والمشتتة والأتربة النادرة والمعادن الثمينة وخامات اليورانيوم والثوريوم

حيث: αi هو معامل تصحيح انجراف الجهاز؛ I1 هي شدة مرجع تصحيح الانجراف التي تم الحصول عليها من خلال القياس الأولي لعينة تصحيح انجراف الجهاز، 103s-1؛ Im هي الشدة الصافية التي تم قياسها بواسطة عينة تصحيح انجراف الجهاز عند تحليل العينة، 103s-1.

صيغة التصحيح لانحراف الأداة هي:

تحليل الصخور والمعادن، الجزء الثالث، تحليل خامات المعادن غير الحديدية والنادرة والمشتتة والأتربة النادرة والمعادن الثمينة وخامات اليورانيوم والثوريوم

حيث: Ii هي شدة الخط التحليلي بعد تصحيح الانجراف، 103s-1؛ I'i هي شدة الخط التحليلي بدون تصحيح الانجراف، 103s-1؛ αi هو معامل تصحيح انجراف الجهاز.

ملاحظة

1) يؤدي بقاء البروم في العينة إلى حدوث تداخل مع الألومنيوم؛ وعندما لا يكون محتوى Al2O3 مرتفعًا، يجب إضافة تصحيح التداخل مع البروم على الألومنيوم.

2) تتداخل الخطوط الطيفية YKα(2) وRbKα(2) على خط تحليل NiKα. عندما يوجد Y وRb في محتوى معين في العينة، فسوف يتسببان في تداخل مع Ni، والذي يجب تصحيحه عن طريق الاستنتاج. يحتوي الخط الطيفي ZnL على تداخل مع NaKα، والذي يجب تصحيحه أيضًا عن طريق الاستنتاج.

3) من الأفضل إعادة التحقق من شروط القياس والحدود الدنيا للأدوات المختلفة.