Penentuan unsur major dan minor dengan spektrometri fluorescens sinar-X

Ringkasan Kaedah

Sampel dibuat daripada lithium tetraborat dan fluorida litium sebagai fluks, dan nitrat litium (oksidan) serta bromida litium (ejen pemisahan cetakan) ditambahkan pada masa yang sama. Contoh dicairkan menjadi cakera kaca pada suhu tinggi 1050℃ dan dianalisis serta diukur menggunakan spektrometer fluoresens sinar-X. Julat pengukuran bagi setiap komponen unsur setara dengan julat liputan lengkung piawai bagi setiap unsur.

Alat

Dispersi panjang gelombang Spektrometer fluoresens sinar-X, tabung sinar-X rodium paladium pintu akhir, kuasa lebih dari 3kW, dan sistem komputer dilengkapi perisian analisis berfungsi seperti kalibrasi dan koreksi.

Mesin leburan suhu tinggi (frekuensi tinggi) .

Kapal peleburan kumpulan platinum.

Bahan kimia

Tetra borat anhidra litium (khas untuk pelarutan XRF), diprelahap pada 600℃ selama 2 jam, disimpan dalam penyerap kelembapan untuk gunaan sedia ada.

Fluorida litium (gred analisis).

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

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

Bahan piawai pertama kebangsaan bijih arsenik GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240, dan sebagainya, serta memilih bahan piawai berkaitan untuk menggabungkan sampel piawai secara manual, supaya komponen elemen analisis mencakup keseluruhan julat kandungan, dan terdapat lebih kurang 17 atau lebih sampel piawai dengan gradien kandungan tertentu.

Pilih 1 hingga 5 sampel piawai dengan kandungan elemen (komponen) analisis yang sesuai daripada sampel piawai sebagai sampel penyesuaian penyimpangan alatan.

Kurva kalibrasi

Timbang 0.7000g (±0.0005g) contoh piawai (contoh analisis tidak diketahui) yang telah melalui saringan 200 mesh dan dikeringkan pada 105℃ selama 2 jam, 5.100g litium tetraborat tanpa air dan 0.500g LiF, masukkan ke dalam mangkuk keramik dan campur dengan merata, tuangkan ke dalam mangkuk peleburan kumpulan platinum, tambahkan 3mL larutan LiNO3 sebagai oksidan, 2.5mL larutan LiBr sebagai pelepas, keringkan di atas ketuhar elektrik, lalu letakkan ke dalam mesin peleburan untuk dilebur, praproses oksidasi pada 700℃ selama 3 minit, panaskan hingga 1050℃ untuk peleburan selama 6 minit, semasa itu mangkuk peleburan kumpulan platinum berayun dan berputar, serta proses pendinginan dan peleburan selesai. Keluarkan cebisan kaca yang telah dipisahkan dari dasar bekas selepas didinginkan, labelkan, dan simpan dalam kotak pengering untuk ujian.

Berdasarkan keperluan analisis dan alat, pilih syarat pengukuran seperti garis analisis unsur, voltan dan arus paip X-ray, laluan optik vakum dan palang cahaya saluran, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 51.2.

Jadual 51.2 Syarat pengukuran unsur analisis

Jadual sambungan

Nota: ①S4 adalah kollimator piawai.

Mula ukur sampel piawai kalibrasi mengikut syarat pengukuran di atas. Kira intensiti bersih garis analisis setiap unsur (103s-1).

Gunakan kaedah satu-titik untuk memotong latar belakang, dan kira intensiti bersih garis analisis Ii mengikut formula berikut:

Analisis batu dan mineral, jilid 3, analisis bijih logam bukan ferum, jarang, terhambur, tanah jarang, logam berharga dan bijih uranium dan torium

Di mana: IP adalah intensiti puncak spektrum garis analisis, 103s-1; IB adalah intensiti latar belakang garis analisis, 103s-1.

Gantikan nilai piawai standard bagi setiap elemen dalam sampel piawai kalibrasi dan keamatan bersih garis analisis elemen ke dalam formula berikut untuk pengiraan regresi bagi mendapatkan pekali kalibrasi dan pembaikan bagi setiap elemen:

Analisis Batuan dan Mineral Jilid 3 Analisis Bijih Logam Tidak Ferum, Jarang, Tersebar, Bumi Langka, Logam Berharga dan Bijih Uranium dan Torium

Di mana: wi adalah fraksi jisim bagi elemen yang diukur, %; ai, bi, ci adalah pekali kalibrasi bagi elemen i yang diukur; Ii adalah keamatan bersih garis analisis bagi elemen i yang diukur, 103s-1; αij adalah pekali pembaikan matriks bagi elemen sedia ada j kepada elemen analisis i; Fj adalah kandungan (atau keamatan) bagi elemen sedia ada j; βik adalah pekali gangguan tindihan spektral bagi elemen k yang menyebabkan gangguan kepada elemen analisis i; Fk adalah kandungan (atau keamatan) bagi elemen k yang menyebabkan gangguan tindihan spektral.

Untuk elemen seperti Ni, Cu, Zn, dan Pb, RhKα, c digunakan sebagai piawai dalaman untuk mengoreksi kesan matriks. Kira nisbah intensiti terlebih dahulu, kemudian regresikan mengikut formula di atas untuk mendapatkan pekali kalibrasi dan koreksi bagi setiap elemen.

Pekali kalibrasi dan koreksi yang diperolehi di atas disimpan dalam program analisis berkaitan dalam komputer untuk penggunaan masa depan.

Ukur contoh pembaikan drift alat, dan simpan kekuatan bersih Ii bagi spektrum analisis setiap elemen sebagai rujukan pembaikan drift dalam komputer.

Langkah-langkah analisis

Sediakan sampel tidak diketahui mengikut kaedah penyediaan piawai kalibrasi, masukkan ke dalam kotak sampel, masukkan ke dalam penukar sampel automatik selepas pengesahan, mulakan program analisis yang sepadan, dan ukur sampel.

Setelah lengkung kalibrasi ditetapkan, analisis rutin am tidak lagi mengukur siri piawai kalibrasi. Ia hanya perlu memanggil pekali kalibrasi dan koreksi yang tersimpan pada setiap analisis, mengukur sampel koreksi drift alatan, dan mengira pekali koreksi drift. Komputer secara automatik melakukan pengukuran intensiti dan koreksi, penolakan latar belakang, koreksi kesan matriks, koreksi drift alatan, dan akhirnya mencetak keputusan analisis.

Pengiraan pekali koreksi drift alatan adalah seperti dalam formula berikut:

Analisis batu dan mineral, Bahagian III, Analisis bijih logam bukan ferum, jarang, terpecah, tanah jarang, logam berharga dan bijih uranium dan torium

Di mana: αi adalah pekali koreksi penyimpangan alat; I1 adalah kekuatan rujukan koreksi penyimpangan yang diperoleh daripada pengukuran awal sampel koreksi penyimpangan alat, 103s-1; Im adalah kekuatan bersih yang diukur oleh sampel koreksi penyimpangan alat ketika menganalisis sampel, 103s-1.

Rumus koreksi untuk penyimpangan alat adalah:

Analisis batu dan mineral, Bahagian III, Analisis bijih logam bukan ferum, jarang, terpecah, tanah jarang, logam berharga dan bijih uranium dan torium

Di mana: Ii adalah kekuatan garis analisis selepas koreksi penyimpangan, 103s-1; I'i adalah kekuatan garis analisis tanpa koreksi penyimpangan, 103s-1; αi adalah pekali koreksi penyimpangan alat.

NOTA

1) Br yang tinggal dalam sampel akan menyebabkan gangguan tindihan kepada Al; apabila kandungan Al2O3 tidak tinggi, penambahan koreksi tindihan Br pada Al perlu dilakukan.

2) Garis spektral YKα(2) dan RbKα(2) tumpang tindih dengan garis analisis NiKα. Apabila Y dan Rb wujud dalam kandungan tertentu dalam contoh, ia akan menyebabkan gangguan tumpang kepada Ni, yang perlu diperbetulkan melalui penolakan. Garis spektral ZnL mempunyai gangguan tumpang kepada NaKα, yang juga perlu diperbetulkan melalui penolakan.

3) Sebaiknya sahkan semula syarat pengukuran dan had bawah yang berbeza bagi alatan yang berbeza.