烧结矿中主次组分检测方案(波散型XRF)

SSL-CA19-294Excellence in Science Excellence in ScienceMXF-015 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cn Tel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn 粉末压片-X射线荧光光谱法测定烧结矿中主次组分 MXF-015 摘要：本文将自制的烧结矿控制样品用粉末压片法制样，使用岛津 MXF-N3 Plus 多道同时Ⅹ射线荧光光谱仪测量元素荧光X射线强度，建立 TFe、Sio2、Al203、CaO、Mg0、MnO、P、TiO2、S等主次组分的校准曲线，实现对烧结矿中主次组分的X射线荧光光谱分析。用此方法分析烧结矿样品，分析结果与化学值在允许误差范围内，能满足此类样品炉前快速分析的需要。 关键词：粉末压片法X射线荧光光谱法 烧结矿广主次组分 烧结矿是将含铁粉状料或细粒料与燃料、熔剂按比例配料，进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结后得到的具有一定强度的多孔块状产品。烧结是一种人造富矿的生产过程，烧结矿具有化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高等优点，同时可去除有害杂质，有效利用工业生产的废弃物。 《GB/T6730.62-2005铁矿石钙、硅、镁、钛、磷、锰、铝和钡含量的测定波长色散X射线荧光光谱法》、《SN/T0832-1999 进出口铁矿中铁、硅、钙、锰、铝、 钛、镁和磷的测定波长色散X射线荧光光谱法》规定了使用玻璃熔片-X射线荧光光谱法分析铁矿石的方法，但采用国标玻璃熔片法在实验室炉前分析烧结矿时，有操作繁琐，分析时间长等缺点。 本文使用岛津MXF-N3 Plus型X射线荧光光谱仪，粉末压片法制备样品，同时参考国标中的分析条件，建立了烧结矿中主次组分的测定方法。经实验验证，使用本方法分析相同工艺的烧结矿样品，简单快速、准确可靠、方便可行。 实验部分 1.1仪器和设备 X射线荧光光谱仪：岛津MXF-N3 Plus型，配备烧结矿分析需要的 Fe、Mn、Ti、Ca、S、P、Si、Al、Mg等固定通道； 压片机： ZHY-601A型，北京众合创业科技发展有限责任公司； 干燥箱：101-1型热热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司； 塑料环：中40mm。 1.2分析条件 各组分的分析条件见表1： 表11各组分的分析条件 元素 分析谱线 电压/KV 电流/mA 分光晶体 探测器 PHD 20/° 测量时间/s Fe Ka 40 70 LiF Ar Multitron 10-175 57.54 40 SiO Ka 40 70 PET Ne Exatron(Be) 20-130 108.98 40 Al203 Ka 40 70 PET Ne Exatron(Be) 30-135 144.57 40 CaO Ka 40 70 LiF Ne Multitron 25-110 113.17 40 MgO Ka 40 70 TAP Ne Exatron(Al) 30-130 45.19 40 MnO Ka 40 70 LiF Ar Multitron 15-105 62.97 40 P Ka 40 70 Ge Ne Exatron(Be) 20-105 141.03 40 TiO， Ka 40 70 LiF Ar Exatron 15-100 86.19 40 S Ka 40 70 NaCl Ne Exatron(Be) 25-125 144.61 40 样品前处理 样品研磨过200目(74um)筛，在105±5℃烘干2小时，放至干燥器中冷却至室温。按照粉末压片机操作规程，30T压力，保持15s后取出压制成型的塑料环压片，保存在干燥器中。 结果与讨论 3.1标准样品 使用生产样品化学分析定值，自制多块控制样品，各自制标样的含量如表2。 表2标准样品的化学值(单位：%) 编号 Fe SiO， Al203 CaO MgO P MnO S TiO， 1 58.01 4.81 1.60 8.68 2.32 0.032 0.21 0.020 0.24 2 59.03 4.10 1.43 8.43 1.83 0.036 0.20 0.016 0.16 3 60.11 4.12 1.31 7.82 1.33 0.027 0.16 0.016 0.17 4 54.72 5.82 1.53 12.53 1.80 0.031 0.21 0.040 0.13 5 52.38 7.30 2.82 12.17 2.71 0.043 0.21 0.031 0.29 6 57.12 5.12 1.63 9.40 2.72 0.029 0.22 0.033 0.23 7 55.90 5.51 1.51 11.80 1.42 0.028 0.18 0.024 0.12 8 58.20 4.76 1.65 8.71 1.98 0.034 0.28 0.023 0.19 9 53.73 6.56 2.18 12.3 2.26 0.037 0.21 0.034 0.21 3.2工作曲线的制作 使用表1中的分析条件测定各标准样品中被测元素的强度，用强度和表2中的化学值制作工作曲线，曲线线性良好。如下图： 5000.0- 4500.0 4000.0- 3500.0 3000 2500.0- 2000.0 1500.0- 1000.0- 500.0- 0.36 200.0一 150.0 50.0 0.09 0.0 CaO 工作曲线 MgO 工作曲线 MnO元素工作曲线 P工作曲线 TiO，工作曲线 S工作曲线 3.3精密度验证 选择2#样品压片，用 MXF-N3 plus 多道同时型X射线荧光光谱仪连续分析10次，统计标准偏差和相对标准偏差，见表3： 表 32#自制标样的10次精度统计结果 项目 TFe SiO， Al203 CaO MgO MnO TiO， S N=1 59.1201 4.0353 1.4341 8.4125 1.8602 0.2035 0.0391 0.1761 0.0172 N=2 59.1207 4.0470 1.4342 8.4127 1.8776 0.2039 0.0394 0.1767 0.0173 N=3 59.1305 4.0476 1.4339 8.4073 1.8733 0.2043 0.0394 0.1755 0.0173 N=4 59.1292 4.0433 1.4337 8.4136 1.8644 0.2039 0.0395 0.1761 0.0171 N=5 59.1406 4.0365 1.4307 8.4062 1.8900 0.2039 0.0397 0.1761 0.0171 N=6 4.0418 1.4344 8.4077 1.8623 0.2041 0.0396 0.1760 0.0173 N=7 59.1400 4.0484 1.432 8.4036 1.8611 0.2036 0.0396 0.1749 0.0173 N=8 59.1486 4.0426 1.4327 8.4101 1.8773 0.2034 0.0394 0.1759 0.0172 N=9 59.1444 4.0386 1.4332 8.4156 1.8827 0.2041 0.0396 0.1764 0.0173 N=10 59.1479 4.0388 1.4352 8.4032 1.8778 0.2035 0.0397 0.1760 0.0173 AVE 59.1355 4.0420 1.4334 8.4093 1.8727 0.2038 0.0395 0.1760 0.0172 R 0.0285 0.0131 0.0045 0.0124 0.0298 0.0009 0.0006 0.0018 0.0002 SD 0.0104 0.0047 0.0013 0.0043 0.0102 0.0003 0.0002 0.0005 0.0001 RSD 0.0176 0.1156 0.0915 0.0511 0.5454 0.1495 0.4622 0.2772 0.4891 根据 GB/T6730.62-2005和 SN/T0832-1999 及 GB/T 6730.61-2005给出的重复性限公式，计算分析结果各组分的重复性限r，对10次精度结果的判定见表4： 表42#自制标样10次精度统计结果的判定 项目 TFe SiO， AL0 CaO MgO MnO P TiO， S AVE 59.135 4.042 1.433 8.409 1.873 0.204 0.0395 0.176 0.0172 SD 0.010 0.005 0.001 0.004 0.010 0.0003 0.0002 0.0005 0.0001 0.169 0.034 0.020 0.045 0.049 0.003 0.002 0.005 0.0018 0.52*r 0.088 0.018 0.010 0.023 0.025 0.0014 0.001 0.0025 0.0009 判定 OK OK OK OK OK OK OK OK OK 3.4准确度验证 试验结果与标准值及示照 GB/T 6730.62-2005 和 SN/T0832-1999 及 GB/T 6730.61-2005中的重复性限和再现性限规定计算允许差，验证准确度，统计结果见表5。 表552#自制标样分析结果的准确度判定(单位：%) 项目 TFe SiO， Al20： CaO MgO MnO P TiO， S AVE 59.12 4.04 1.43 8.41 1.87 0.20 0.039 0.176 0.017 化学值 59.03 4.10 1.43 8.43 1.83 0.20 0.036 0.16 0.016 允许差 0.149 0.089 0.031 0.075 0.077 0.010 0.004 0.017 0.004 判定 OK OK OK OK OK OK OK OK OK 结论 使用岛津 MXF-N3 plus 多道同时型X射线荧光光谱仪，粉末压片法分析烧结矿样品，工作曲线线性良好，方法精密度高，可在炉前分析时作为烧结矿主次元素分析的快速、准确、可靠的检测手段。 岛津应用云 国家标准和行业标准规定了使用玻璃熔片-X射线荧光光谱法分析铁矿石的方法，但采用国标玻璃熔片法在实验室炉前分析烧结矿时，有操作繁琐，分析时间长等缺点。本文介绍使用岛津MXF-N3 Plus型X射线荧光光谱仪，粉末压片法制备样品，同时参考国标中的分析条件，建立了烧结矿中主次组分的测定方法。经实验验证，使用本方法分析相同工艺的烧结矿样品，简单快速、准确可靠、方便可行。