Determinazione degli elementi principali e minori mediante spettrometria di fluorescenza a raggi X

Riepilogo del metodo

Il campione è composto da Litio tetraborato e fluoruro di litio come flusso, e si aggiungono contemporaneamente nitrato di litio (ossidante) e bromuro di litio (agente demoldante). Il campione viene fuso in un disco di vetro ad alta temperatura a 1050℃ e analizzato e misurato su uno spettrometro a fluorescenza di raggi X. L'intervallo di misura di ciascun componente elementare è equivalente all'intervallo di copertura della curva standard di ciascun elemento.

strumento

Dispersiva di lunghezza d'onda spettrometro a fluorescenza di raggi X, tubo a raggi X al rodio e palladio con finestra finale, potenza superiore a 3kW, e un sistema informatico dotato di vari software di analisi funzionali come calibrazione e correzione.

Macchina da fusione ad alta temperatura (ad alta frequenza) .

Crucibolo in lega di platino.

Reagenti

Tetraborato anidro di litio (speciale per la fusione XRF), prebruciato a 600℃ per 2h, conservato in un dessicatore per l'uso in attesa.

Fluoruro di litio (grado analitico).

Soluzione di nitrato di litio ρ(LiNO3)=100mg/mL.

Soluzione di bromuro di litio ρ(LiBr)=10mg/mL.

Materiali standard nazionali di primo livello per i minerali di arsenico GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240, ecc., e selezionare materiali standard correlati per combinare manualmente campioni standard, in modo che gli elementi di analisi includano l'intero intervallo di contenuto, con circa 17 o più campioni standard con un certo gradiente di contenuto.

Selezionare da 1 a 5 campioni standard con un contenuto appropriato di elementi (componenti) di analisi tra i campioni standard come campioni di correzione del drift strumentale.

Curva di calibrazione

Pesare 0,7000g (±0,0005g) di campione standard (campione sconosciuto per l'analisi) che è passato attraverso un setaccio da 200 mesh e asciugato a 105℃ per 2h, 5,100g di tetraborato anidro di litio e 0,500g di LiF, metterli in una ciotola in porcellana e mescolarli uniformemente, versarli in un crogiolo di lega di platino e mescolarli, aggiungere 3mL di soluzione di LiNO3 come ossidante, 2,5mL di soluzione di LiBr come agente di rilascio, asciugarli su una fornace elettrica, quindi inserirli in una macchina per la fusione. Pre-ossidare a 700℃ per 3min, riscaldare a 1050℃ per fondere per 6min, durante i quali il crogiolo di lega di platino oscilla e ruota, completando il processo di raffreddamento e fusione. Versare il pezzo di vetro separato dal fondo del pentolino dopo il raffreddamento, etichettarlo e conservarlo in un dessicatore per l'analisi.

In base ai requisiti di analisi e all'strumento, selezionare le condizioni di misura, come la linea di analisi dell'elemento, la tensione e la corrente della sorgente X-ray, il percorso ottico al vuoto e la barra di luce del canale, come mostrato nella Tabella 51.2.

Tabella 51.2 Condizioni di misura degli elementi analitici

Tabella proseguita

Nota: ①S4 è un collimatore standard.

Avviare la misura dello standard di calibrazione in base alle condizioni di misura sopra indicate. Calcolare l'intensità netta della linea di analisi di ciascun elemento (103s-1).

Usare il metodo a un punto per dedurre il fondo, e calcolare l'intensità netta della linea di analisi Ii secondo la seguente formula:

Analisi di rocce e minerali, volume 3, analisi di metalli non ferrosi, rari, dispersi, terrei, metalli preziosi e miniere di uranio e torio

Dove: IP è l'intensità del picco della spettro della linea di analisi, 103s-1; IB è l'intensità di fondo della linea di analisi, 103s-1.

Sostituisci il valore standard di ciascun elemento nel campione standard di calibrazione e l'intensità netta della linea di analisi dell'elemento nella seguente formula per il calcolo di regressione per ottenere i coefficienti di calibrazione e correzione di ciascun elemento:

Analisi di Rocce e Minerali Volume 3 Analisi di Minerali Non Ferrosi, Rari, Dispersi, Terre Rare, Metalli Preziosi e Miniere di Uranio e Torio

Dove: wi è la frazione di massa dell'elemento da misurare, %; ai, bi, ci sono i coefficienti di calibrazione dell'elemento i da misurare; Ii è l'intensità netta della linea di analisi dell'elemento i da misurare, 103s-1; αij è il coefficiente di correzione matriciale dell'elemento j presente insieme sull'elemento i di analisi; Fj è il contenuto (o intensità) dell'elemento j presente insieme; βik è il coefficiente di interferenza di sovrapposizione spettrale dell'elemento k di interferenza spettrale sull'elemento i di analisi; Fk è il contenuto (o intensità) dell'elemento k di interferenza spettrale.

Per elementi come Ni, Cu, Zn e Pb, si utilizza RhKα, c come standard interno per correggere l'effetto di matrice. Innanzitutto si calcola il rapporto di intensità, quindi si effettua la regressione in base alla formula sopra riportata per ottenere i coefficienti di calibrazione e correzione di ogni elemento.

I coefficienti di calibrazione e correzione ottenuti vengono memorizzati nel programma di analisi pertinente del computer per un uso futuro.

Misurare il campione di correzione del drift strumentale e memorizzare l'intensità netta Ii dello spettro analitico di ciascun elemento come riferimento per la correzione del drift nel computer.

Passi di analisi

Preparare il campione sconosciuto secondo il metodo di preparazione dello standard di calibrazione, inserirlo nella scatola dei campioni, posizionarlo nell'unità di scambio automatica dei campioni dopo aver confermato, avviare il programma di analisi corrispondente e misurare il campione.

Dopo che la curva di calibrazione è stata stabilita, la routine di analisi generale non misura più la serie dello standard di calibrazione. È sufficiente richiamare i coefficienti di calibrazione e correzione archiviati in ogni analisi, misurare il campione di correzione del drift strumentale e calcolare il coefficiente di correzione del drift. Il computer esegue automaticamente la misura dell'intensità e la correzione, la sottrazione del fondo, la correzione dell'effetto matrice, la correzione del drift strumentale e infine stampa i risultati dell'analisi.

Il calcolo del coefficiente di correzione del drift strumentale è mostrato nella seguente formula:

Analisi di rocce e minerali, Parte III, Analisi di giacimenti metalliferi non ferrosi, rari, dispersi, terrei rari, metalli preziosi e giacimenti di uranio e torio

Dove: αi è il coefficiente di correzione del drift strumentale; I1 è l'intensità di riferimento per la correzione del drift ottenuta dalla misura iniziale del campione di correzione del drift strumentale, 103s-1; Im è l'intensità netta misurata dal campione di correzione del drift strumentale durante l'analisi del campione, 103s-1.

La formula di correzione per il drift strumentale è:

Analisi di rocce e minerali, Parte III, Analisi di giacimenti metalliferi non ferrosi, rari, dispersi, terrei rari, metalli preziosi e giacimenti di uranio e torio

Dove: Ii è l'intensità della linea analitica dopo la correzione del drift, 103s-1; I'i è l'intensità della linea analitica senza correzione del drift, 103s-1; αi è il coefficiente di correzione del drift strumentale.

NOTE

1) Il Br rimanente nel campione causerà un'interferenza sovrapposta su Al; quando il contenuto di Al2O3 non è elevato, si deve aggiungere la correzione dell'interferenza sovrapposta di Br su Al.

2) Le linee spettrali YKα(2) e RbKα(2) si sovrappongono alla linea di analisi NiKα. Quando Y e Rb sono presenti in una certa quantità nel campione, causeranno un'interferenza di sovrapposizione con Ni, che deve essere corretta per sottrazione. La linea spettrale ZnL ha un'interferenza di sovrapposizione con NaKα, che deve essere corretta anch'essa per sottrazione.

3) È meglio rivedere le condizioni di misura e i limiti inferiori di diversi strumenti.