炉渣中主次组分检测方案(波散型XRF)

SSL-CA19-295Excellence in Science Excellence in ScienceMXF-016 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD.-Analytical Applications CenterTel： 86(21)34193996Email： sshzyan@shimadzu.com.cnhttp：//www.shimadzu.com.cn 熔融制样-X射线荧光光谱法测定炉渣中主次组分 MXF-016 摘要：本文将炉渣标准样品用玻璃熔片法制样，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 SiOz、TFe、MgO、MnO、Alz03、CaO、TiO2、P205、S、NazO等主次组分的校准曲线，实现对炉渣中主次组分的X射线荧光光谱分析。用此方法分析炉渣样品，分析结果与化学值在允许误差范围内，能满足此类样品分析的需要。 关键词：玻璃熔片法 X射线荧光光谱法炉渣主次组分 炉渣是在钢铁冶炼过程中，金属料中杂质氧化而成的氧化物与造渣剂和炉衬等发生物理化学反应而形成的产物的总称，具有保温、隔开空气，控制成分等作用。炉渣成分是指导钢铁冶金生产操作的重要依据，控制好炉渣的化学成分是实现钢铁生产优质、高产、低消耗的重要保证。因此需要对炉渣进行快速、准确的成分分析。炉渣分析常用化学分析方法，非常繁琐，仅以 SiO，的分析测定例例，若采用重量法，需要将近两个工作日，远远满足不了生产的需求。采用X射线荧光光谱分析方法，包括样品处理等制样时间在内，一个小时之内就可以完成多组分的分析。 采用熔融制样X-射线荧光光谱法测定 SiO，、TFe、Mg0、MnO、Al203、CaO、TiO2、P205、S、Na，O等组分，消除了试样的粒度效应和矿物结构对分析结果的影响。玻璃熔片法还可通过不同物料互相配制的方法解决标样问题，采用高炉渣、石灰石、长石等标样加入碳酸钠等纯试剂，可以配制成与炉渣成分近似的系列标准样品扩展工作曲线范围。本文参考《GBT21114-2007耐火材料X射线荧光光谱化学分析-熔铸玻璃片法》的规定，建立了炉渣中主次组分的测定方法。经实验验证，使用本方法分析炉渣样品，操作简便、准确可靠。 实验部分 1.1仪器设备与试剂 X射线荧光光谱仪：岛津MXF-N3 Plus 型，配备炉渣分析需要的Si、Fe、Mg、Mn、Al、Ca、Ti、P、S、Na等固定通道； 熔样炉： TNRY-01C型，洛阳特耐实验设备有限公司； 干燥箱：101-1型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司； 天平： AUW220型电子天平，岛津公司； 铂黄埚：与熔样炉配套； 瓷甘：50ml； 四硼酸锂：分析纯； 碳酸锂：分析纯； 脱模剂：NHzl(分析纯)，300g/L水溶液。 1.2分析条件 各组分的分析条件见表1： 表1各组分的分析条件 元素 分析谱线 电压/KV 电流/mA 分光晶体 检测器 PHA 20/° 测量时间/s SiO2 Ka 40 70 PET Ne Exatron(Be) 20-130 108.98 40 TFe Ka 40 70 LiF Ar Multitron 15-110 57.54 40 MgO Ka 40 70 TAP Ne Exatron(Al) 25-125 45.19 40 MnO Ka 40 70 LiF Ar Multitron 15-110 62.97 40 Al0s Ka 40 70 PET Ne Exatron(Be) 20-120 144.57 40 CaO Ka 40 70 LiF Ne Multitron 20-110 113.17 40 TiO Ka 40 70 LiF Ar Exatron 15-110 86.19 40 P05 Ka 40 70 LiF Ne Exatron(Be) 20-110 141.03 40 S Ka 40 70 NaCl Ne Exatron(Be) 25-115 144.61 40 NazO Ka 40 70 SX-13 Ne Exatron(Al) 25-125 22.91 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。准确称取四硼酸锂6.000克，碳酸锂1.000克，样品0.6000克，在瓷埚内混匀后转移至铂黄埚埚，加入8滴脱模剂。将甘埚置入已预先恒温至1050℃的自动熔样机内，启动熔样程序，熔融过程自动完成，待熔融程序结束，取出壮埚放置于平整的耐火板上，室温下自然冷却，待熔融物充分冷却后取出，形成均匀、透明、表面光洁的玻璃片，临埚面为分析面，另一面编号备测。 I纪结果与讨论 3.1标准样品与试剂 使用的标准样品和使用标准物质配置的自制标样含量如表2。 表 2标准样品的化学值(单位：%) 编号 SiO， Fe Al03 MgO MnO CaO TiO， P 05 S NazO GSBH42008-94 39.62 0.33 7.84 8.18 0.22 42.45 0.39 0.0074 0.53 GSBH42009-94 39.95 0.62 7.64 8.07 0.31 41.55 0.41 0.018 0.43 GSBH42010-94 40.66 0.42 8.28 7.61 0.23 40.46 0.45 0.01 0.58 514 8.91 34.33 3.92 12.15 2.01 26.73 0.32 0.87 0.107 GSBH42012-94 14.91 13.38 1.78 9.28 1.86 52.696 0.42 1.02 0.097 GSBH42014-94 24.77 2.25 8.73 15.67 2.39 40.418 0.25 0.03 0.25 GBW01704 10.24 13.6 0.62 6.89 1.88 56.868 0.565 1.03 0.105 GBW01705 13.73 12.56 1.43 8.33 3.03 52.346 0.52 1.08 0.126 GBW01706 19.13 11.21 4.73 5.18 3.63 49.378 0.445 1.15 0.192 0.064 GBW01707 26.4 5.55 7.75 9.24 1.93 44.422 0.531 0.58 0.459 0.12 P1 25.08 5.273 7.363 8.778 1.834 42.201 0.504 0.551 0.436 3.038 P2 39.982 0.413 8.142 7.483 0.226 39.786 0.443 0.01 0.57 1.511 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： MnO元素工作曲线 S工作曲线 Na，O 工作曲线 3.3精密度验证 选择P2#样品熔片，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3P2#标样的10次精度统计结果 项目 SiO， TFe AlO3 MgO MnO CaO TiO， P，0， S Naz0 N=1 39.8691 0.4020 8.1767 7.5055 0.2284 39.6276 0.4489 0.0123 0.5597 1.5397 N=2 39.8797 0.4023 8.1562 7.5213 0.2280 39.6398 0.4497 0.0122 0.5606 1.5250 N=3 39.8605 0.4029 8.1869 7.5462 0.2304 39.6733 0.4476 0.0122 0.5630 1.5366 N=4 39.8919 0.4021 8.1722 7.5396 0.2284 39.6672 0.4476 0.0120 0.5615 1.5124 N=5 39.8700 0.4002 8.1923 7.4911 0.2292 39.6628 0.4470 0.0123 0.5611 1.5345 N=6 39.8017 0.4022 8.1397 7.4865 0.2287 39.6044 0.4484 0.0114 0.5594 1.5651 N=7 39.8285 0.4018 8.1673 7.5244 0.2281 39.6108 0.4474 0.0123 0.5624 1.5651 N=8 39.8657 0.4025 8.1673 7.5033 0.2257 39.6120 0.4475 0.0118 0.5609 1.5455 N=9 39.8219 0.4018 8.1115 7.5154 0.2278 39.6125 0.4463 0.0121 0.5622 1.5103 N=10 39.7836 0.4010 8.1426 7.4951 0.2290 39.6276 0.4478 0.0119 0.5606 1.5348 AVE 39.8473 0.4019 8.1613 7.5128 0.2284 39.6338 0.4478 0.0121 0.5611 1.5369 R 0.1083 0.0027 0.0808 0.0597 0.0047 0.0689 0.0034 0.0009 0.0036 0.0548 SD 0.0360 0.0008 0.0244 0.0202 0.0012 0.0257 0.0010 0.0003 0.0012 0.0187 RSD 0.0904 0.1923 0.2992 0.2687 0.5259 0.0649 0.2157 2.3876 0.2062 1.2138 参考《GB/T21114-2007耐火材料X射线荧光光谱化学分析-熔铸玻璃片法》的公式，计算允许差值，对10次精度结果的判定见表4： 表4P2#标样10次精度统计结果的判定 项目 SiO， TFe AlO： MgO MnO CaO TiO， P 05 S Na20 AVE 39.8473 0.4019 8.1613 7.5128 0.2284 39.6338 0.4478 0.0121 0.5611 1.5369 R 0.1083 0.0027 0.0808 0.0597 0.0047 0.0689 0.0034 0.0009 0.0036 0.0548 2*fT 0.36 0.03 0.11 0.10 0.02 0.34 0.02 0.01 0.02 0.06 判定 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK 3.4准确度验证 参考《GB/T21114-2007耐火材料X射线荧光光谱化学分析-熔铸玻璃片法》的公式，计算允许差值，验证准确度，统计结果见表5(%)： 表5P2#标样分析结果的准确度判定 项目 SiO， TFe AlO3 MgO MnO CaO TiO， P，O， S NazO AVE 39.8473 0.4019 8.1613 7.5128 0.2284 39.6338 0.4478 0.0121 0.5611 1.5369 化学值 39.982 0.413 8.142 7.483 0.226 39.786 0.443 0.01 0.57 1.511 误差 -0.135 -0.011 0.019 0.030 0.002 -0.152 0.005 0.002 -0.009 0.026 允许差fT 0.18 0.02 0.06 0.05 0.01 0.17 0.01 0.01 0.01 0.03 判定 OK 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，采用玻璃熔片法分析炉渣样品，很好的解决了样品间矿物结构及颗粒度对分析结果的影响，工作曲线线性良好，方法精密度高，可在日常分析时作为炉渣主次元素分析的快速、准确、可靠的检测手段。 岛津应用云 将炉渣标准样品用玻璃熔片法制样，很好的解决了样品间矿物结构及颗粒度对分析结果的影响，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SiO2、TFe、MgO、MnO、Al2O3、CaO、TiO2、P2O5、S、Na2O等主次组分的校准曲线，实现对炉渣中主次组分的X射线荧光光谱分析。用此方法分析炉渣样品，分析结果与化学值在允许误差范围内，能满足此类样品分析的需要。