Bestimmung von Haupt- und Nebenelementen mittels Röntgenfluoreszenzspektrometrie Deutschland

Zusammenfassung der Methode

Die Probe besteht aus Lithiumtetraborat und Lithiumfluorid als Flussmittel, und gleichzeitig werden Lithiumnitrat (Oxidationsmittel) und Lithiumbromid (Entformungsmittel) hinzugefügt. Die Probe wird bei einer hohen Temperatur von 1050 °C zu einer Glasscheibe geschmolzen und mit einem Röntgenfluoreszenzspektrometer analysiert und gemessen. Der Messbereich jeder Elementkomponente entspricht dem Abdeckungsbereich der Standardkurve jeder Elementkomponente.

Instrument

Wellenlängendispersiv Röntgenfluoreszenzspektrometer, Rhodium-Palladium-Röntgenröhre mit Endfenster, Leistung über 3 kW und Computersystem mit verschiedener Funktionsanalysesoftware wie Kalibrierung und Korrektur.

Hochtemperatur-(Hochfrequenz-)Schmelzmaschine.

Tiegel aus Platinlegierung.

Reagenzien

Wasserfreies Lithiumtetraborat (speziell zum XRF-Schmelzen), 600 Stunden lang bei 2 °C vorgebrannt, für den Standby-Einsatz in einem Exsikkator gelagert.

Lithiumfluorid (analysenrein).

Lithiumnitratlösung ρ(LiNO3)=100mg/mL.

Lithiumbromidlösung ρ(LiBr)=10 mg/ml.

Nationale Standardmaterialien für Arsenerze der ersten Stufe GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240 usw. und ausgewählte zugehörige Standardmaterialien werden manuell kombiniert, sodass die Analyseelementkomponenten den gesamten Inhaltsbereich umfassen und etwa 17 oder mehr Standardproben mit einem bestimmten Inhaltsgradienten vorhanden sind.

Wählen Sie 1 bis 5 Standardproben mit entsprechendem Gehalt an Analyseelementen (Komponenten) aus den Standardproben als Instrumentendriftkorrekturproben aus.

Kalibrierungskurve

Wiegen Sie 0.7000 g (±0.0005 g) einer Standardprobe (unbekannte Analyseprobe) ab, die durch ein 200-Maschen-Sieb gegangen und 105 Stunden lang bei 2 °C getrocknet wurde, sowie 5.100 g wasserfreies Lithiumtetraborat und 0.500 g LiF, geben Sie diese in einen Porzellantiegel und mischen Sie sie gleichmäßig, gießen Sie sie in einen Tiegel aus Platinlegierung, geben Sie 3 ml LiNO3-Lösung als Oxidationsmittel und 2.5 ml LiBr-Lösung als Trennmittel hinzu, trocknen Sie sie in einem Elektroofen und geben Sie sie dann zum Schmelzen in eine Schmelzmaschine, oxidieren Sie sie 700 Minuten lang bei 3 °C vor, erhitzen Sie sie zum Schmelzen 1050 Minuten lang auf 6 °C, wobei der Tiegel aus Platinlegierung schwingt und rotiert und der Abkühl- und Schmelzvorgang abgeschlossen ist. Gießen Sie das Glasstück aus, das sich nach dem Abkühlen vom Boden des Topfes gelöst hat, beschriften Sie es und bewahren Sie es zur Prüfung in einem Exsikkator auf.

Wählen Sie entsprechend den Analyseanforderungen und dem Instrument die Messbedingungen wie Elementanalyselinie, Röntgenröhrenspannung und -strom, Vakuum-Lichtweg und Kanallichtleiste aus, wie in Tabelle 51.2 gezeigt.

Tabelle 51.2 Messbedingungen für analytische Elemente

Fortsetzung Tabelle

Hinweis: ①S4 ist ein Standardkollimator.

Starten Sie die Messung der Kalibrierstandardprobe gemäß den oben genannten Messbedingungen. Berechnen Sie die Nettointensität der Analyselinie jedes Elements (103s-1).

Verwenden Sie die Einpunktmethode, um den Hintergrund abzuziehen, und berechnen Sie die Nettointensität der Analyselinie Ii gemäß der folgenden Formel:

Analyse von Gesteinen und Mineralien, Band 3, Analyse von Nichteisenmetallen, seltenen Erzen, dispergierten Erzen, Seltenerdmetallen, Edelmetallerzen und Uran- und Thoriumerzen

Dabei ist: IP die Spitzenintensität des Analyselinienspektrums, 103s-1; IB die Hintergrundintensität der Analyselinie, 103s-1.

Setzen Sie den Standardwert jedes Elements in der Kalibrierungsstandardprobe und die Nettointensität der Elementanalyselinie in die folgende Formel zur Regressionsberechnung ein, um die Kalibrierungs- und Korrekturkoeffizienten jedes Elements zu erhalten:

Analyse von Gesteinen und Mineralien Band 3 Analyse von Nichteisenmetallen, seltenen Erzen, dispergierten Erzen, Seltenerdmetallen, Edelmetallerzen sowie Uran- und Thoriumerzen

Dabei gilt: wi ist der Massenanteil des zu messenden Elements in %; ai, bi, ci sind die Kalibrierungskoeffizienten des zu messenden Elements i; Ii ist die Nettointensität der Analyselinie des zu messenden Elements i in 103s-1; αij ist der Matrixkorrekturkoeffizient des koexistierenden Elements j zum Analyseelement i; Fj ist der Inhalt (oder die Intensität) des koexistierenden Elements j; βik ist der spektrale Überlappungsinterferenzkoeffizient des spektralen Überlappungsinterferenzelements k zum Analyseelement i; Fk ist der Inhalt (oder die Intensität) des spektralen Überlappungsinterferenzelements k.

Für Elemente wie Ni, Cu, Zn und Pb wird RhKα, c als interner Standard verwendet, um den Matrixeffekt zu korrigieren. Berechnen Sie zuerst das Intensitätsverhältnis und regressieren Sie dann gemäß der obigen Formel, um die Kalibrierungs- und Korrekturkoeffizienten jedes Elements zu erhalten.

Die oben ermittelten Kalibrierungs- und Korrekturkoeffizienten werden zur zukünftigen Verwendung im entsprechenden Analyseprogramm des Computers gespeichert.

Messen Sie die Driftkorrekturprobe des Instruments und speichern Sie die Nettointensität Ii des analytischen Spektrums jedes Elements als Driftkorrekturreferenz im Computer.

Analyseschritte

Bereiten Sie die unbekannte Probe gemäß der Kalibrierstandard-Vorbereitungsmethode vor, geben Sie sie in die Probenbox, legen Sie sie nach der Bestätigung in den automatischen Probenwechsler, starten Sie das entsprechende Analyseprogramm und messen Sie die Probe.

Nachdem die Kalibrierungskurve erstellt wurde, misst die allgemeine Routineanalyse die Kalibrierungsstandardreihe nicht mehr. Es müssen lediglich bei jeder Analyse die gespeicherten Kalibrierungs- und Korrekturkoeffizienten aufgerufen, die Instrumentendriftkorrekturprobe gemessen und der Driftkorrekturkoeffizient berechnet werden. Der Computer führt automatisch Intensitätsmessung und -korrektur, Hintergrundsubtraktion, Matrixeffektkorrektur, Instrumentendriftkorrektur durch und druckt schließlich die Analyseergebnisse aus.

Die Berechnung des Instrumentendriftkorrekturkoeffizienten erfolgt nach folgender Formel:

Analyse von Gesteinen und Mineralien, Teil III, Analyse von Nichteisenmetallen, seltenen Erzen, dispergierten Erzen, Seltenerdmetallen, Edelmetallerzen sowie Uran- und Thoriumerzen

Dabei ist: αi der Instrumentendriftkorrekturkoeffizient; I1 die Driftkorrektur-Referenzintensität, die durch die anfängliche Messung der Instrumentendriftkorrekturprobe erhalten wurde, 103s-1; Im die von der Instrumentendriftkorrekturprobe bei der Analyse der Probe gemessene Nettointensität, 103s-1.

Die Korrekturformel für die Instrumentendrift lautet:

Analyse von Gesteinen und Mineralien, Teil III, Analyse von Nichteisenmetallen, seltenen Erzen, dispergierten Erzen, Seltenerdmetallen, Edelmetallerzen sowie Uran- und Thoriumerzen

Dabei ist: Ii die analytische Linienintensität nach Driftkorrektur, 103s-1; I'i ist die analytische Linienintensität ohne Driftkorrektur, 103s-1; αi ist der Driftkorrekturkoeffizient des Instruments.

Notizen

1) In der Probe verbleibendes Br verursacht eine Überlappungsinterferenz mit Al. Wenn der Al2O3-Gehalt nicht hoch ist, sollte die Überlappungsinterferenzkorrektur von Br auf Al hinzugefügt werden.

2) Die Spektrallinien YKα(2) und RbKα(2) überlappen sich auf der NiKα-Analyselinie. Wenn Y und Rb in einem bestimmten Gehalt in der Probe vorhanden sind, verursachen sie überlappende Interferenzen mit Ni, die durch Ableitung korrigiert werden sollten. Die ZnL-Spektrallinie weist überlappende Interferenzen mit NaKα auf, die ebenfalls durch Ableitung korrigiert werden sollten.

3) Am besten überprüfen Sie die Messbedingungen und Untergrenzen verschiedener Instrumente erneut.