Penentuan elemen utama dan minor dengan spektrometri fluoresensi sinar-X

Ringkasan Metode

Sampel dibuat dari Lithium tetraborat dan fluorida litium sebagai fluks, serta nitrat litium (oksidan) dan bromida litium (agen pemisahan cetakan) ditambahkan secara bersamaan. Sampel dilebur menjadi cakram kaca pada suhu tinggi 1050℃ dan dianalisis serta diukur menggunakan spektrometer fluoresensi sinar-X. Rentang pengukuran setiap komponen elemen setara dengan rentang cakupan kurva standar setiap elemen.

alat

Dispersi panjang gelombang spektrometer fluoresensi sinar-X, tabung sinar-X rodium palladium jendela akhir, daya lebih dari 3kW, dan sistem komputer yang dilengkapi berbagai perangkat lunak analisis fungsional seperti kalibrasi dan koreksi.

Mesin pemanasan tinggi (frekuensi tinggi) .

Kapal penampung alians platinum.

Reagen

Borat litium anhidra (khusus untuk peleburan XRF), dibakar terlebih dahulu pada 600℃ selama 2 jam, disimpan dalam desekator untuk digunakan nanti.

Fluorida litium (grade analitik).

Larutan nitrat litium ρ(LiNO3)=100mg/mL.

Larutan bromida litium ρ(LiBr)=10mg/mL.

Bahan standar bijih arsenik nasional tingkat pertama GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240, dll., dan pilih bahan standar terkait untuk menggabungkan sampel standar secara manual, sehingga komponen elemen analisis mencakup seluruh rentang kandungan, dan terdapat sekitar 17 atau lebih sampel standar dengan gradien kandungan tertentu.

Pilih 1 hingga 5 sampel standar dengan kandungan elemen analisis (komponen) yang sesuai dari sampel standar sebagai sampel koreksi drift alat.

Kurva kalibrasi

Timbang 0.7000g (±0.0005g) dari sampel standar (sampel analisis tidak diketahui) yang telah melewati saringan 200 mesh dan dikeringkan pada 105℃ selama 2 jam, 5.100g litium tetraborat anhidrat dan 0.500g LiF, masukkan ke dalam mangkuk keramik dan campur dengan merata, tuangkan ke dalam mangkuk paduan platinum, tambahkan 3mL larutan LiNO3 sebagai oksidan, 2.5mL larutan LiBr sebagai pelepas, keringkan di atas tungku listrik, lalu masukkan ke dalam mesin pelebur untuk dilebur, praproses oksidasi pada 700℃ selama 3 menit, panaskan hingga 1050℃ untuk peleburan selama 6 menit, selama itu mangkuk paduan platinum berayun dan berputar, serta proses pendinginan dan peleburan selesai. Tuang keluar potongan kaca yang telah terpisah dari dasar wadah setelah didinginkan, beri label, dan simpan di desekator untuk pengujian.

Berdasarkan persyaratan analisis dan instrumen, pilih kondisi pengukuran seperti garis analisis elemen, tegangan dan arus tabung X-ray, jalur optik vakum dan bilah cahaya saluran, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 51.2.

Tabel 51.2 Kondisi pengukuran elemen analitis

Lanjutan tabel

Catatan: ①S4 adalah kollimator standar.

Mulai pengukuran sampel standar kalibrasi sesuai dengan kondisi pengukuran di atas. Hitung intensitas bersih dari garis analisis setiap elemen (103s-1).

Gunakan metode satu titik untuk mengurangi latar belakang, dan hitung intensitas bersih dari garis analisis Ii berdasarkan rumus berikut:

Analisis batuan dan mineral, jilid 3, analisis bijih logam non-ferrous, langka, tersebar, tanah jarang, logam mulia dan bijih uranium dan torium

Dimana: IP adalah intensitas puncak dari spektrum garis analisis, 103s-1; IB adalah intensitas latar belakang dari garis analisis, 103s-1.

Ganti nilai standar setiap elemen dalam sampel standar kalibrasi dan intensitas neto garis analisis elemen ke dalam rumus berikut untuk perhitungan regresi guna memperoleh koefisien kalibrasi dan koreksi setiap elemen:

Analisis Batuan dan Mineral Jilid 3 Analisis Bijih Nonferrous, Jarang, Tersebar, Tanah Langka, Logam Mulia, dan Bijih Uranium dan Torium

Dimana: wi adalah fraksi massa dari elemen yang diukur, %; ai, bi, ci adalah koefisien kalibrasi dari elemen i yang diukur; Ii adalah intensitas neto garis analisis dari elemen i yang diukur, 103s-1; αij adalah koefisien koreksi matriks dari elemen bersamaan j terhadap elemen analisis i; Fj adalah kandungan (atau intensitas) dari elemen bersamaan j; βik adalah koefisien interferensi tumpang tindih spektral dari elemen k yang menyebabkan interferensi spektral pada elemen analisis i; Fk adalah kandungan (atau intensitas) dari elemen k yang menyebabkan interferensi spektral.

Untuk elemen-elemen seperti Ni, Cu, Zn, dan Pb, RhKα, c digunakan sebagai standar internal untuk mengoreksi efek matriks. Pertama, hitung rasio intensitas, lalu regresikan sesuai dengan rumus di atas untuk memperoleh koefisien kalibrasi dan koreksi untuk setiap elemen.

Koefisien kalibrasi dan koreksi yang diperoleh di atas disimpan dalam program analisis terkait di komputer untuk penggunaan di masa depan.

Ukur sampel koreksi drift instrumen, dan simpan intensitas netto Ii dari spektrum analitis setiap elemen sebagai referensi koreksi drift di komputer.

Langkah-langkah analisis

Persiapkan sampel tidak dikenal sesuai dengan metode persiapan standar kalibrasi, masukkan ke dalam kotak sampel, letakkan ke dalam pengganti sampel otomatis setelah konfirmasi, mulai program analisis yang sesuai, dan ukur sampel.

Setelah kurva kalibrasi didirikan, analisis rutin umum tidak lagi mengukur serangkaian standar kalibrasi. Hanya perlu memanggil koefisien kalibrasi dan koreksi yang disimpan pada setiap analisis, mengukur sampel koreksi drift instrumen, dan menghitung koefisien koreksi drift. Komputer secara otomatis melakukan pengukuran intensitas dan koreksi, pengurangan latar belakang, koreksi efek matriks, koreksi drift instrumen, dan akhirnya mencetak hasil analisis.

Perhitungan koefisien koreksi drift instrumen ditunjukkan dalam rumus berikut:

Analisis batuan dan mineral, Bagian III, Analisis bijih logam non-ferrous, jarang, tersebar, tanah jarang, logam mulia, dan bijih uranium dan torium

Dimana: αi adalah koefisien koreksi drift instrumen; I1 adalah intensitas referensi koreksi drift yang diperoleh dari pengukuran awal sampel koreksi drift instrumen, 103s-1; Im adalah intensitas bersih yang diukur oleh sampel koreksi drift instrumen saat menganalisis sampel, 103s-1.

Rumus koreksi untuk drift instrumen adalah:

Analisis batuan dan mineral, Bagian III, Analisis bijih logam non-ferrous, jarang, tersebar, tanah jarang, logam mulia, dan bijih uranium dan torium

Dimana: Ii adalah intensitas garis analitis setelah koreksi drift, 103s-1; I'i adalah intensitas garis analitis tanpa koreksi drift, 103s-1; αi adalah koefisien koreksi drift instrumen.

CATATAN

1) Br yang tersisa dalam sampel akan menyebabkan gangguan tumpang tindih pada Al; ketika kadar Al2O3 tidak tinggi, koreksi gangguan tumpang tindih Br pada Al harus ditambahkan.

2) Garis spektral YKα(2) dan RbKα(2) tumpang tindih pada garis analisis NiKα. Ketika Y dan Rb ada dalam konten tertentu dalam sampel, mereka akan menyebabkan gangguan tumpang tindih pada Ni, yang harus diperbaiki dengan pengurangan. Garis spektral ZnL memiliki gangguan tumpang tindih pada NaKα, yang juga harus diperbaiki dengan pengurangan.

3) Sebaiknya memeriksa ulang kondisi pengukuran dan batas bawah yang berbeda dari alat-alat yang berbeda.