การวิเคราะห์ธาตุหลักและธาตุรองด้วยสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนส์

สรุปวิธีการ

ตัวอย่างทำจาก ลิเทียมเทตราบอเรต และลิเธียมฟลูออไรด์เป็นฟลักซ์ และเพิ่มลิเธียมไนเตรท (ออกซิแดนต์) และลิเธียมโบรไมด์ (สารช่วยหล่อ) ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างจะหลอมรวมเป็นแผ่นกระจกที่อุณหภูมิสูง 1050℃ และวิเคราะห์วัดด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตเมตรความเรืองรังสีเอกซ์ เรนจ์การวัดของแต่ละองค์ประกอบธาตุเทียบเท่ากับช่วงครอบคลุมของเส้นโค้งมาตรฐานของแต่ละองค์ประกอบธาตุ

อุปกรณ์

การแยกรังสีตามความยาวคลื่น เครื่องวัดความเรืองรังสีเอกซ์, หลอดรังสีเอกซ์ชนิดหน้าต่างบาง โลหะโรเดียม-แพลเลเดียม พลังงานมากกว่า 3kW และระบบคอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งซอฟต์แวร์วิเคราะห์ต่าง ๆ เช่น การสอบเทียบและการปรับแก้ไข

เครื่องหลอมอุณหภูมิสูง (ความถี่สูง) .

หม้อหลอมโลหะแพลทินัมผสม

สารเคมี

ลิเธียมเทตราโบเรตไร้สารน้ำ (เฉพาะสำหรับการหลอม XRF) เผาล่วงหน้าที่ 600℃ เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เก็บในเครื่องดูดความชื้นสำหรับใช้งานต่อไป

ลิเธียมฟลูออไรด์ (เกรดวิเคราะห์).

สารละลายลิเธียมไนเตรท ρ(LiNO3)=100mg/mL.

สารละลายลิเธียมบรมไรด์ ρ(LiBr)=10มก./มล.

วัสดุมาตรฐานแร่砒สินแห่งชาติระดับแรก GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240, ฯลฯ และเลือกวัสดุมาตรฐานที่เกี่ยวข้องเพื่อสร้างตัวอย่างมาตรฐานด้วยมือ โดยให้ส่วนประกอบของธาตุที่วิเคราะห์ครอบคลุมช่วงปริมาณทั้งหมด และมีตัวอย่างมาตรฐานประมาณ 17 ตัวอย่างขึ้นไปที่มีความเข้มข้นตามลำดับชั้น

เลือกตัวอย่างมาตรฐาน 1 ถึง 5 ตัวอย่างที่มีปริมาณส่วนประกอบของธาตุที่วิเคราะห์เหมาะสมจากตัวอย่างมาตรฐานเพื่อใช้เป็นตัวอย่างแก้ไขการเบี่ยงเบนของเครื่องมือ

เส้นโค้งสอบเทียบ

ชั่งตัวอย่างมาตรฐาน (ตัวอย่างการวิเคราะห์ที่ไม่ทราบค่า) ที่ผ่านตะแกรงขนาด 200 เมช และอบที่ 105℃ เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในปริมาณ 0.7000 กรัม (±0.0005g) จากนั้นใส่สารบอเรตไร้สารน้ำของลิเธียม 5.100 กรัม และ LiF 0.500 กรัม เข้าไปในหม้อเซรามิกและผสมให้เข้ากัน หลังจากนั้นเทลงในหม้อหลอมโลหะแพลทินัมอัลลอย แล้วเติมสารละลาย LiNO3 3 มล. เป็นสารออกซิไดซ์ และสารละลาย LiBr 2.5 มล. เป็นสารช่วยหลอม อบแห้งบนเตาไฟฟ้า จากนั้นนำเข้าสู่เครื่องหลอม หลอมที่อุณหภูมิ 700℃ เป็นเวลา 3 นาทีเพื่อออกซิไดซ์เบื้องต้น หลังจากนั้นเพิ่มอุณหภูมิเป็น 1050℃ เพื่อหลอมเป็นเวลา 6 นาที โดยระหว่างนี้หม้อหลอมโลหะแพลทินัมอัลลอยจะแกว่งและหมุน กระบวนการหลอมและการเย็นจึงเสร็จสมบูรณ์ เทแผ่นกระจกที่แยกออกจากก้นหม้อหลังจากเย็นลง ระบุป้ายกำกับ และเก็บรักษาไว้ในกล่องดูดความชื้นสำหรับการทดสอบ

ตามความต้องการของการวิเคราะห์และเครื่องมือ ให้เลือกเงื่อนไขการวัด เช่น เส้นการวิเคราะห์ธาตุ แรงดันไฟฟ้าและการไหลของหลอดรังสีเอกซ์ ทางแสงในสุญญากาศ และแถบแสงช่องทาง ดังที่แสดงในตาราง 51.2

ตาราง 51.2 เงื่อนไขการวัดของธาตุที่วิเคราะห์

ตารางต่อเนื่อง

หมายเหตุ: ①S4 เป็นคอลเลมเตอร์มาตรฐาน

เริ่มการวัดตัวอย่างมาตรฐานการสอบเทียบตามเงื่อนไขการวัดข้างต้น คำนวณความเข้มสุทธิของเส้นการวิเคราะห์ของแต่ละธาตุ (103s-1)

ใช้วิธีหนึ่งจุดในการหักล้างพื้นหลัง และคำนวณความเข้มสุทธิของเส้นการวิเคราะห์ Ii ตามสูตรต่อไปนี้:

การวิเคราะห์หินและแร่ เล่ม 3 การวิเคราะห์แร่โลหะสี แร่หายาก แร่กระจายตัว แร่ดินเบา แร่โลหะมีค่า และแร่ยูเรเนียมและทอริウม

โดยที่: IP เป็นความเข้มของยอดพีคของเส้นการวิเคราะห์ 103s-1; IB เป็นความเข้มของพื้นหลังของเส้นการวิเคราะห์ 103s-1

แทนค่ามาตรฐานของแต่ละองค์ประกอบในตัวอย่างมาตรฐานการ较เทียบและค่าความเข้มข้นสุทธิของเส้นวิเคราะห์ขององค์ประกอบลงในสูตรดังกล่าวเพื่อคำนวณการถดถอย เพื่อรับค่าสัมประสิทธิ์การ较เทียบและการปรับแก้ของแต่ละองค์ประกอบ:

การวิเคราะห์หินและแร่ เล่ม 3 การวิเคราะห์แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก แร่หายาก แร่กระจายตัว แร่ดินหายาก แร่โลหะมีค่า และแร่ยูเรเนียมและธอรีียม

โดยที่: wi เป็นสัดส่วนมวลขององค์ประกอบที่จะวัด, %; ai, bi, ci เป็นค่าสัมประสิทธิ์การ较เทียบขององค์ประกอบ i ที่จะวัด; Ii เป็นค่าความเข้มข้นสุทธิของเส้นวิเคราะห์ขององค์ประกอบ i ที่จะวัด, 103s-1; αij เป็นค่าสัมประสิทธิ์การปรับแก้เมทริกซ์ขององค์ประกอบร่วม j ต่อองค์ประกอบที่วิเคราะห์ i; Fj เป็นปริมาณ (หรือความเข้ม) ขององค์ประกอบร่วม j; βik เป็นค่าสัมประสิทธิ์การรบกวนจากการทับซ้อนของสเปกตรัมขององค์ประกอบ k ที่รบกวนต่อองค์ประกอบที่วิเคราะห์ i; Fk เป็นปริมาณ (หรือความเข้ม) ขององค์ประกอบที่รบกวนจากการทับซ้อนของสเปกตรัม k.

สำหรับองค์ประกอบ เช่น Ni, Cu, Zn และ Pb ใช้ RhKα, c เป็นมาตรฐานภายในเพื่อแก้ไขผลกระทบของเมทริกซ์ ก่อนอื่นให้คำนวณอัตราส่วนความเข้มข้น จากนั้นถดถอยตามสูตรดังกล่าวเพื่อหาค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบและการปรับแก้ของแต่ละองค์ประกอบ

ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบและการปรับแก้ที่ได้มาจะถูกเก็บไว้ในโปรแกรมการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องของคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานในอนาคต

วัดตัวอย่างการแก้ไขการเลื่อนของเครื่องมือ และเก็บค่าความเข้มข้นสุทธิ Ii ของสเปกตรัมการวิเคราะห์ของแต่ละองค์ประกอบไว้ในคอมพิวเตอร์ในฐานะอ้างอิงในการแก้ไขการเลื่อน

ขั้นตอนการวิเคราะห์

เตรียมตัวอย่างที่ไม่ทราบชนิดตามวิธีการเตรียมมาตรฐานการสอบเทียบ ใส่ลงในกล่องตัวอย่าง หลังจากยืนยันแล้วให้วางลงในเครื่องสลับตัวอย่างอัตโนมัติ เริ่มโปรแกรมการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้อง และวัดตัวอย่าง

หลังจากสร้างเส้นโค้งการ较เทียบแล้ว การวิเคราะห์ตามปกติจะไม่ทำการวัดชุดมาตรฐานการ较เทียบอีก แต่เพียงแค่เรียกค่าสัมประสิทธิ์การ较เทียบและการปรับแก้ที่เก็บไว้ในแต่ละครั้งของการวิเคราะห์ วัดตัวอย่างสำหรับการปรับแก้การเปลี่ยนแปลงของเครื่องมือ และคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การปรับแก้การเปลี่ยนแปลง เครื่องคอมพิวเตอร์จะทำการวัดความเข้มแสงและปรับแก้ อีกทั้งยังลบพื้นหลัง ปรับแก้ผลกระทบของเมทริกซ์ ปรับแก้การเปลี่ยนแปลงของเครื่องมือ และในที่สุดก็พิมพ์ผลลัพธ์การวิเคราะห์ออกมา

การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การปรับแก้การเปลี่ยนแปลงของเครื่องมือแสดงอยู่ในสูตรดังนี้:

การวิเคราะห์หินและแร่ ส่วนที่สาม การวิเคราะห์แร่โลหะสี แร่หายาก แร่กระจายตัว แร่ดินเบา แร่โลหะมีค่า และแร่ยูเรเนียมและโทรเมียม

ที่ไหน: αi เป็นสัมประสิทธิ์การแก้ไขการเบี่ยงเบนของเครื่องมือ; I1 คือความเข้มของการแก้ไขการเบี่ยงเบนที่ได้จากการวัดครั้งแรกของตัวอย่างการแก้ไขการเบี่ยงเบนของเครื่องมือ 103s-1; Im คือความเข้มสุทธิที่วัดได้จากตัวอย่างการแก้ไขการเบี่ยงเบนของเครื่องมือเมื่อทำการวิเคราะห์ตัวอย่าง 103s-1

สูตรการแก้ไขการเบี่ยงเบนของเครื่องมือ:

การวิเคราะห์หินและแร่ ส่วนที่สาม การวิเคราะห์แร่โลหะสี แร่หายาก แร่กระจายตัว แร่ดินเบา แร่โลหะมีค่า และแร่ยูเรเนียมและโทรเมียม

ที่ไหน: Ii คือความเข้มของเส้นวิเคราะห์หลังจากการแก้ไขการเบี่ยงเบน 103s-1; I'i คือความเข้มของเส้นวิเคราะห์ก่อนการแก้ไขการเบี่ยงเบน 103s-1; αi เป็นสัมประสิทธิ์การแก้ไขการเบี่ยงเบนของเครื่องมือ

หมายเหตุ

1) Br ที่เหลืออยู่ในตัวอย่างจะทำให้เกิดการรบกวนซ้อนทับกับ Al; เมื่อปริมาณ Al2O3 ไม่สูง การแก้ไขการรบกวนซ้อนทับของ Br บน Al ควรเพิ่มเข้าไป

2) เส้นสเปกตรัม YKα(2) และ RbKα(2) ทับซ้อนกับเส้นสเปกตรัม NiKα เมื่อมี Y และ Rb ในปริมาณที่กำหนดในตัวอย่าง จะทำให้เกิดการรบกวนจากการทับซ้อนซึ่งควรแก้ไขโดยการหักล้าง นอกจากนี้ เส้นสเปกตรัม ZnL มีการรบกวนจากการทับซ้อนกับ NaKα ซึ่งควรได้รับการแก้ไขด้วยวิธีเดียวกัน

3) ควรตรวจสอบเงื่อนไขการวัดและการจำกัดขั้นต่ำของเครื่องมือวิเคราะห์ชนิดต่าง ๆ อีกครั้ง