تعیین عناصر اصلی و ثانویه با طیف‌سنجی فلوئورانس ایکس

خلاصه روش

نمونه از تترابورات لیتیوم و فلورید لیتیوم به عنوان جریان، و نیترات لیتیوم (اکسیدان) و برومید لیتیوم (عامل دم تخلیه) همزمان اضافه می‌شود. نمونه در دماهای بالای 1050 درجه سانتیگراد به گلوبول شیشه تبدیل می‌شود و بر روی طیف‌سنج فلوئورانس ایکس‌پرتو آنالیز و اندازه‌گیری می‌شود. محدوده اندازه‌گیری هر مؤلفه عناصر معادل با محدوده پوشش منحنی استاندارد هر مؤلفه عناصر است.

ابزار

جداکننده طول موج طیف‌سنج فلوئورانس ایکس‌پرتو، لوله ایکس‌پرتو رودیوم پالادیوم با پنجره انتهایی، قدرت بالای 3 کیلووات، و سیستم کامپیوتری مجهز به نرم‌افزارهای تحلیلی مختلفی مانند کالیبراسیون و اصلاح.

ماشین ذوب در دمای بالا (فرکانس بالا) .

قاب قلیای پلاتینیوم.

مواد شیمیایی

چهاربرات لیتیوم بی‌آب (خصوصی برای ذوب XRF)، قبل از استفاده در دمای 600 درجه سانتیگراد برای 2 ساعت سوزانده می‌شود و در خشک‌کن نگهداری می‌شود تا استفاده شود.

فلورید لیتیوم (مرتبه تحلیل).

محلول نیترات لیتیوم ρ(LiNO3)=100mg/mL.

محلول لیتیوم برومید ρ(LiBr)=10مگ/میلی‌لیتر.

مواد استاندارد معدنی آرسنیک سطح اول ملی GBW07277، GBW07278، GBW07163، GBW07223~GBW07226، GBW07240 و غیره، و انتخاب مواد استاندارد مرتبط برای ترکیب نمونه‌های استاندارد به صورت دستی، به گونه‌ای که عناصر تحلیلی شامل تمام محدوده محتوایی باشند، و حدود 17 یا بیشتر از نمونه‌های استاندارد با گرادیان محتوایی مشخص وجود داشته باشد.

انتخاب 1 تا 5 نمونه استاندارد با محتوای مناسب عناصر (مؤلفه‌های) تحلیلی از بین نمونه‌های استاندارد به عنوان نمونه‌های اصلاح دrifت ابزار.

منحنی کالیبراسیون

وزن 0.7000 گرم (±0.0005 گرم) نمونه استاندارد (نمونه تحلیل ناشناخته) که از صافی 200 مESH عبور کرده و در دمای 105℃ برای 2 ساعت خشک شده است، با 5.100 گرم بورات لیتیوم بدون آب و 0.500 گرم LiF، آنها را در یک قربه سرامیکی قرار داده و آنها را به طور همواره مخلوط کنید، سپس آنها را به قربه آلیاژ پلاتینی منتقل کنید، 3 میلی‌لیتر محلول LiNO3 به عنوان اکسیدان و 2.5 میلی‌لیتر محلول LiBr به عنوان عامل آزادکننده اضافه کنید، آنها را روی فرن الکتریکی خشک کنید و سپس آنها را به ماشین ذوب منتقل کنید، در دمای 700℃ برای 3 دقیقه پیش اکسیده کنید، دمای آن را به 1050℃ برسانید و برای 6 دقیقه ذوب کنید، در طی این فرآیند، قربه آلیاژ پلاتینی نوسان و چرخش می‌کند و فرآیند سرد شدن و ذوب کامل می‌شود. قطعه شیشه‌ای که پس از سرد شدن از پایین قربه جدا شده است را خارج کنید، برچسب بزنید و در جفت‌کننده برای تست نگهداری کنید.

بر اساس نیازهای تحلیل و ابزار، شرایط اندازه‌گیری را مانند خط تحلیل عناصر، ولتاژ و جریان لامپ X-ray، مسیر نوری خلاء و نوار نور کانال، به شکل ذکر شده در جدول 51.2 انتخاب کنید.

جدول 51.2 شرایط اندازه‌گیری عناصر تحلیلی

جدول ادامه دارد

توضیح: ①S4 یک کلنیماتور استاندارد است.

با توجه به شرایط اندازه‌گیری فوق، اندازه‌گیری نمونه استاندارد کالیبراسیون را آغاز کنید. شدت خالص خط تحلیل هر عنصر (103s-1) را محاسبه کنید.

روش یک نقطه‌ای را برای کسر زمینه استفاده کنید و شدت خالص خط تحلیل Ii را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید:

تحلیل سنگ‌ها و معدنی‌ها، جلد 3، تحلیل معدن‌های رنگین‌کمانی، نادر، پراکنده، زمین‌희ان، فلزات گرانقدر و معدن‌های یورانیوم و توریوم

جایی که: IP شدت قله طیف خط تحلیل است، 103s-1؛ IB شدت زمینه خط تحلیل است، 103s-1.

مقدار استاندارد هر عنصر در نمونه استاندارد کالیبراسیون و شدت خالص خط تحلیل عناصر را در فرمول زیر جایگزین کنید تا با محاسبات رگرسیون، ضرایب کالیبراسیون و اصلاح هر عنصر به دست آید:

تحلیل سنگ‌ها و معدنالیات، جلد 3، تحلیل معدنالیات رنگین‌کمانی، نادر، پراکنده، زمین‌희ان، فلزات گرانقدر و معدنالیات یورانیوم و توریوم

جایی که: wi برآورد جرمی عنصر قابل اندازه‌گیری، %؛ ai, bi, ci ضرایب کالیبراسیون عنصر i قابل اندازه‌گیری است؛ Ii شدت خالص خط تحلیل عنصر i قابل اندازه‌گیری، 103s-1؛ αij ضریب اصلاح ماتریس عنصر هم‌وجود j برای عنصر تحلیلی i؛ Fj محتوای (یا شدت) عنصر هم‌وجود j؛ βik ضریب اغتشاش طیفی برای اغتشاش طیفی عنصر k بر روی عنصر تحلیلی i؛ Fk محتوای (یا شدت) عنصر اغتشاش طیفی k.

برای عناصری مانند نیکل، مس، روی و سرب، از RhKα، c به عنوان استاندارد داخلی برای اصلاح اثر ماتریس استفاده می‌شود. ابتدا نسبت شدت را محاسبه کنید، سپس طبق فرمول فوق رگرسیون انجام دهید تا ضرایب کالیبراسیون و اصلاح هر عنصر را بدست آورید.

ضرایب کالیبراسیون و اصلاح حاصله در برنامه تحلیل مرتبط کامپیوتر برای استفاده بعدی ذخیره می‌شوند.

نمونه اصلاح دrif ابزار را اندازه‌گیری کنید و شدت خالص Ii طیف تحلیلی هر عنصر را به عنوان مرجع اصلاح drift در کامپیوتر ذخیره کنید.

مراحل تحلیل

نمونه ناشناس را بر اساس روش آماده‌سازی استاندارد کالیبراسیون آماده کنید، آن را در جعبه نمونه قرار دهید، پس از تأیید، آن را در تبادل‌کننده نمونه خودکار قرار دهید، برنامه تحلیل مربوطه را شروع کنید و نمونه را اندازه‌گیری کنید.

پس از اینکه منحنی کالیبراسیون برقرار شود، در تحلیل روتین معمولی دیگر نیازی به اندازه‌گیری سری استاندارد کالیبراسیون نیست. فقط نیاز است در هر تحلیل، ضرایب کالیبراسیون و اصلاح ذخیره‌شده فراخوانی شوند، نمونه اصلاح گشتاور ابزار اندازه‌گیری شود و ضریب اصلاح گشتاور محاسبه شود. کامپیوتر به طور خودکار اندازه‌گیری و اصلاح شدت، تفریق پس زمینه، اصلاح اثر ماتریس، اصلاح گشتاور ابزار و در نهایت چاپ نتایج تحلیل را انجام می‌دهد.

محاسبه ضریب اصلاح گشتاور ابزار در فرمول زیر نشان داده شده است:

تحلیل سنگ‌ها و معدن‌ها، قسمت سوم، تحلیل معدن‌های رنگین‌کمانی، نادر، پراکنده، زمین‌희ان، فلزات گرانقدر و معدن‌های یورانیوم و توریوم

جایی که: αi ضریب اصلاح سوگیری ابزار است؛ I1 شدت مرجع اصلاح سوگیری حاصل از اندازه‌گیری اولیه نمونه اصلاح سوگیری ابزار است، 103s-1؛ Im شدت خالص اندازه‌گیری شده توسط نمونه اصلاح سوگیری ابزار در هنگام تحلیل نمونه است، 103s-1.

فرمول اصلاح سوگیری ابزار:

تحلیل سنگ‌ها و معدن‌ها، قسمت سوم، تحلیل معدن‌های رنگین‌کمانی، نادر، پراکنده، زمین‌희ان، فلزات گرانقدر و معدن‌های یورانیوم و توریوم

جایی که: Ii شدت خط تحلیلی پس از اصلاح سوگیری است، 103s-1؛ I'i شدت خط تحلیلی بدون اصلاح سوگیری است، 103s-1؛ αi ضریب اصلاح سوگیری ابزار است.

یادداشت‌ها

1) Br باقیمانده در نمونه علت اخلال تداخلی بر Al می‌شود؛ زمانی که محتوای Al2O3 بالا نیست، باید اصلاح تداخلی Br بر Al اضافه شود.

2) خطوط طیفی YKα(2) و RbKα(2) روی خط تحلیل NiKα همپوشانی می‌کنند. وقتی یوتیم و روبیدیوم با محتوای خاصی در نمونه وجود دارند، این عناصر باعث همپوشانی اغتشاشی برای نیکل می‌شوند که باید به وسیله کاهش اصلاح شود. خط طیفی ZnL همپوشانی اغتشاشی برای NaKα دارد که باید نیز به وسیله کاهش اصلاح شود.

3) بهترین کار این است که شرایط اندازه‌گیری و حداقل‌های پایین مختلف ابزارها مجدداً تأیید شوند.