1、1本科毕业设计开题报告应用化学X射线荧光光谱分析法在矿石检测中的应用一、选题的背景与意义随着科技的发展主要由滴定法、重量法和比色法等化学分析方法测定矿石成分的传统检测方法,由于操作繁琐，周期较长，耗时长，重现性不好，分析结果受分析人员及各种试剂因素影响大，已经渐渐不能满足矿石检测的需要；而现代仪器分析方法如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等应用于部分低含量元素的测定,对矿石中微量元素有较高的灵敏度，但样品前处理比较复杂,基体干扰大,对主量组分的测定结果也不能令人满意。目前得到广泛应用的X射线荧光光谱仪是一种高精度的现代化分析仪器,非常适合于矿石的分析。对于矿石的检测,
2、文献中大多采用压片法和熔融法制样X射线荧光光谱XRF分析法有别于传统的化学分析方法。早在20世纪50年代,X射线荧光光谱XRF分析就已经作为常规分析重要手段,经历了50多年的发展,目前已成为物质组成分析的必备方法之一,具有分析速度快、重现性好、准确度高、分析范围广、试样制备简便,测量不损坏试样等优点。所以X射线荧光谱分析法有着巨大的潜力，在未来市场中有良好的发展前景一、研究的基本内容与拟解决的主要问题通过深入学习X射线荧光分析法在矿石检测中的应用，掌握现代分析仪器的工作原理，使用方法，以此来增强解决实际问题的能力，提高化学分析能力以及灵活应用所学知识于实际操作之中。X射线荧光光谱分析法在矿石检
3、测中的部分应用举例X射线荧光光谱分析法在检测铁矿石组分中的应用应用X射线荧光法测定铁矿中的主要成分、次要成分和微量成分,既提高了灵敏度又消除了非均质效应。使用理论系数和经验系数法校正基体效应,经标准物质检验分析,结果与标准值基本吻合。2X射线荧光光谱法同时测定钛精矿中主次量组分采用铁矿标准样品和高纯二氧化钛混合配制钛精矿的校准样品,X射线荧光光谱法同时测定钛精矿中氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅、磷、硫、氧化钙、二氧化钛、五氧化二钒、锰、铁等主次量成分,并对熔剂选择、熔融条件、钒K峰位确定及基体效应校正等进行探讨。粉末压片X射线荧光光谱法测定地质样品中痕量硫的矿物效应佐证实验及其应用矿物效应是影响
4、X射线荧光光谱XRF分析硅酸盐地质样品中S元素准确度的主要因素之一,采用XRF仪器,运用粉末压片技术制备样品,从压力实验、S的灵敏度实验和质量吸收系数对比实验等方面对S的矿物效应进行了佐证在此基础上,提出分类校准方案,建立同一类型土壤和水系沉积物系列S的分析方法。X射线荧光能谱法测定高岭土标准物质中SIO2含量的不确定度评定采用X射线荧光能谱法测定高岭土标准物质中SIO2，应用现代统计学理论对其分析结果不确定度的产生原因进行分析，同时对SIO2含量测定结果的不确定度进行评定，确定分析结果的置信区间。玻璃熔片制样X射线荧光光谱法测定矾土中主次量组分建立了玻璃熔片X射线荧光光谱测定进出口矾土中主、
5、次量组分的分析方法,用可变系数校正元素基体效应,同时进行谱线重叠校正。利用高纯化学试剂配制合成标准参考物质,球磨机混匀,熔融玻璃片法制备系列校准样片,用X射线荧光光谱法对样品中的二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化钾、五氧化二磷、二氧化钛进行测定。X射线荧光光谱分析法测定多金属矿中的铅锌铜采用粉末压制的样片进行X射线荧光光谱分析,测定多金属矿选矿流程中的PB、ZN、CU。选择康普顿散射线作PB的内标,分析线附近的散射线作ZN、CU的内标,用经验系数法校正基体效应。二、研究的方法与技术路线研究的方法1粉末压片法；2玻璃熔融片法；3直接样品分析法。技术路线样品制备标准样品的选择和
6、制备谱线重叠干扰和3基体校正精密度校正试验主成分和微量成分分析三、研究的总体安排与进度2010年06月2010年10月查阅相关文献、确定研究课题2010年10月2010年11月书写任务书及学生开题2010年12月2011年03月学生实验2011年04月2011年05月学生论文书写2011年05月2011年06月论文答辩四、主要参考文献1LEERF,MCCONCHIEDRCOMPREHENSIVEMAJORANDTRACEELEMENTSANALYSISOFGEOLOGICALMATERIALBYXRAYFLUORESCENCEUSINGLOWDILUTIONFUSIONJXRAYSPECTRU
7、M,1982,11255632李国会X射线荧光光谱法测定铬铁矿中主次量元素J岩矿测试,1998,1821311343李国会,卜维,樊守忠X射线荧光光谱法测定硅酸盐中硫等20个主、次、痕量元素J光谱学与光谱分析,1994,1411051104欧阳伦熬X射线荧光光谱法测定多种铁矿和硅酸盐中主次量组分J岩矿测试2005045胥成民,刘邦杰X射线荧光光谱分析直接压片法测定哈莫雷铁矿中的主次元素含量J光谱实验室1998026李升,李锦光X射线荧光光谱玻璃熔融制样法分析铁矿中主成分和微量成分J光谱实验室1999057YB/T1591999,钛精矿岩矿化学分析方法S8张先才,胡郑毛,张先飞分光光度法测定钛精
8、矿中的磷含量J金属矿山,2005628299蔡玉曼,许又方钛铁矿中二氧化硅的硅钼蓝分光光度法测定J岩矿测试,2007,261757710李吉春火焰原子吸收光谱法测定钒钛精矿中氧化钙J冶金分析,2003,234495011袁家义,吕振生,姜云X射线荧光光谱熔融制样法测定钛铁矿中主次量组分4J岩矿测试,2007,262158159,16212李小莉X射线荧光光谱法测定铁矿中铁等多种元素J岩矿测试,2008,27322923113李小莉熔融制片X射线荧光光谱法测定锰矿样品中主次量元素J岩矿测试,2007,26323824014张建波,林力,王谦,刘在美,李劲竹X射线荧光光谱法同时测定镍红土矿中主次成
9、分J冶金分析,2008,281151915应晓浒,林振兴,曹国洲金相组织变化对X射线荧光光谱法测定黄铜中铜铅铁的影响及校正J分析化学,2004,32101385138816詹秀春,陈永君,郑妙子,等地质样品中痕量氯溴和硫的X射线荧光光谱法测定J岩矿测试ROCKANDMINERALANALYSIS,2002,211121817袁家义,白雪冰,王卿,等X射线荧光光谱法测定地质样品中的氯和硫J岩矿测试ROCKANDMINERALANALYSIS,2004,23322522718梁述廷,刘玉纯,胡浩X射线荧光光谱法同时测定土壤样品中碳氮等多元素J岩矿测试ROCKANDMINERALANALYSIS,2
10、004,23210210819张勤,樊守忠,潘宴山,等X射线荧光光谱法测定化探样品中主、次和痕量组分J理化检验化学分册PHYSICALTESTINGANDCHEMICALANALYSISPARTBCHEMICALANALYSIS,2005,41854755220梁钰X射线荧光光谱分析基础M北京科学出版社,2007103,21924621任春生，张爱珍，应海松，乐英杰XRF法测定烧结铁矿中杂志元素的不确定度评定金属矿山，2008，379（1）22白小叶氧化还原滴定法测定矿石中的钼J有色冶矿,2007,236586123曾波,付韬,贺铀,付志军库仑滴定在锰矿石中硫的分析应用J中国锰业,2003,2
11、13414224卢振国,黄文娴,彭速标,翟翠萍,郑建国,刘健斌,钟志光自动电位滴定法测定铁矿中水溶性氯化物J理化检验化学分册,2007,43973273425成凤贵,欧知义N溴代丁二酰亚胺滴定法测定铁矿石中铁J理化检验化学分册,2000,361149849926范福南,邢富,范秀娥高热硫酸溶解重量法测定矿石中的钡J岩矿测试,2002,213219222527张巍,李海涛高氯酸脱水重量法测定矿石中高含量硅J当代化工,2006,35323322428吴平EDTAH2O2比色法测定铁矿石中的铁J四川建材,20061232529孙琳比色法测定矿石中的钼J贵州地质,2008,2532342356文献综述
12、应用化学X射线荧光光谱分析法在矿石检测中的应用一、历史背景我国及世界经济的快速发展使矿石测试工作经济全球化的日渐明显使小区域自给自足式经济解体,岩矿测试工作也面临着一场更加深刻的变革，必须随之调整是科学技术的飞速进步使岩矿分析由劳动密集型的经典分析向技术密集型的现代化自动仪器分析转变,原有的人员结构及技术结构亦必须随之调整。就以传统专业的化学分析而论,新方法层出不穷,老方法也不断现代化。我们所熟悉的光谱分析目前已发展为一个庞大的家族。它的原子光谱分析,包括发射光谱等离子发射光谱、等离子质谱等、红外光谱、紫外可见光光谱、X射线荧光光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱等,可以自动地进行多元素测定,检出
13、限可以达到109。它的分子光谱分析,包括紫外分子分光光谱、红外分子光谱、拉曼光谱、分子荧光光谱、化学发光及生物发光光谱等,可以使研究工作进入到分子水平,在寻找隐伏矿床、环境科学和生物工程等领域有着广泛的用途。二、研究现状矿石成分的传统检测方法主要有滴定法、重量法和比色法等化学分析方法，化学法准确度较好，精确度高，适合常规监测,但分析元素单一，操作繁琐,周期较长,分析结果受分析人员及各种试剂因素影响大。现代仪器分析方法如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等应用于部分低含量元素的测定,对矿石中微量元素有较高的灵敏度但样品前处理比较复杂,基体干扰大,对主量组分的测定结果不能令
14、人满意。目前得到广泛应用的X射线荧光光谱仪是一种高精度的现代化分析仪器,非常适合于矿石的分析。因此我们有必要先来简单了解下几种仪器分析方法的特点，对我们掌握X射线荧光光谱法分析矿石检测有很大帮助。、火焰原子吸收法选择性强，灵敏度高，分析范围广,抗干扰能力强，精密度较好。它的缺点有1、测定元素不同，需要更换光源灯；2、不适于测定难7熔元素的灵敏度；3、可测定常用元素较少；4、精密度比分光光度法差，在高背景低含量样品测定任务中，精密度下降；5、线性范围窄。、电感耦合等离子体质谱法测定ICPMS是一种新型的无机元素分析技术,具有方法快速、准确,灵敏度高，谱图简单，检出限低，线性动态范围宽、干扰小、多
15、元素同时测定的优点，但电感耦合等离子体质谱法ICPMS由于大量基体的存在以及由于引入溶剂而产生大量的多原子离子干扰。下面主要来分析下三种常见的X射线荧光光谱分析法的优缺点，其中主要是压片法和熔融法应用的比较广泛A、压片法采用粉末压片法进行铁矿石分析，具有快速、简便，而且一次简单粉末压片制样就可以对地质样品稀有元素快速分析等优点，但由于存在矿物效应、粒度效应及较为严重的基体效应，无法得到理想的分析精度与准确度，检出限附近的元素误差较大。B、熔融法高效、简便、适用范围广、节约成本、重现性好、试样制备简便、测量不损坏试样等优点，与压片法相比精密度、准确度都有明显的提高。消除了矿物结构和粒度影响；通过
16、熔剂的高倍稀释降低共存元素间复杂的基体变化,消除了制样和仪器稳定性所带来的误差，该方法不仅可以快速测定矿石中多种杂质元素,而且全铁量测量结果的准确度和精密度也达到了化学分析的要求。C、滤纸制样法元素分布非常均匀,无颗粒度效应,无溶液泄漏危险,无酸气挥发。该方法操作简单、方便、快速，结果比较满意。三、发展趋向和前景由于科技的迅速发展，矿石检测工作也要求常量分析向高准确度变化的同时，向微量、微粒分析转变元素分析由数量的积累向综合信息的提取转变；元素量值分析向元素形态分析转变地质体的总体描述向微区、逐层和分布分析转变；静态量值分析向元素矢量场分析转变破坏分析向无损分析转变；离线分析向在线分析转变，而
17、X射线荧光光谱分析法具有操作简单、方便快速、准确度高，重现性好等优点，使其能够较好的适应未来矿石检测行业的要求，因此有着广阔的市场潜力和良好的发展前景。主要参考文献1WUWENQI,XUTAOETAPPLICATIONSOFXRAYFLUORESCENCEANALYSISOFRAREEARTHSINCHINAJJOURNALOFRAREEARTHS,2010,82MORLIC，IJELOVICABADOVINACETEVALUATIONOFELEMENTALCONCENTRATIONSINENVIRONMENTALSPECIMENSUSINGXRAYFLUORESCENCEANDMICRORA
18、MANSPECTROSCOPYJNUCLEARINSTRUMENTSANDMETHODSINPHYSICSRESEARCHA619201086883李国会X射线荧光光谱法测定铬铁矿中主次量元素J岩矿测试,1998,1821311344仵利萍,刘卫X射线荧光光谱法测定铁矿石的化学成分J矿产综合利用,2010,635潘建华，赵桂兰X射线荧光光谱法测定铁矿石中组分J青海科技2010,36刘江斌,赵峰X射线荧光光谱法同时测定地质样品中铌钽锆铪铈镓钪铀等稀有元素J岩矿测试,2010,L2974767张建波,林力,刘在美X射线荧光光谱法同时测定钛精矿中主次量组分J岩矿测试2010，L281881908谢琼
19、心X射线荧光光谱分析法测定多金属矿中的铅锌铜J分析试验室，1997，16（5）9彭会清,罗鸣坤，曹永丹等X射线荧光光谱分析法在检测铁矿石组分中的应用J现代矿业,2009，11（11）10李国会,卜维,樊守忠X射线荧光光谱法测定硅酸盐中硫等20个主、次、痕量元素J光谱学与光谱分析,1994,14110511011梁述廷,刘玉纯,胡浩X射线荧光光谱法同时测定土壤样品中碳氮等多元素J岩矿测试,2004,23210210812应晓浒,林振兴,曹国洲金相组织变化对X射线荧光光谱法测定黄铜中铜铅铁的影响及校正J分析化学,2004,32101385138813普旭力,王鸿辉，叶淑爱等波长色散X射线荧光光谱法
20、同时测定钨精矿中主次量组分J岩矿测试2010，2（29）14314714薛秋红,李静，丁玉龙等玻璃熔片制样X射线荧光光谱法测定矾土中主次量组分J岩矿测试2010，2（29）18218415王祎亚,詹秀春，樊兴涛等粉末压片X射线荧光光谱法测定地质样品中痕量硫的矿物效应佐证实验及其应用J冶金分析,2010,30171116卢振国,黄文娴,彭速标,翟翠萍,郑建国,刘健斌,钟志光自动电位滴定法测定铁矿中水溶性氯化物J理化检验化学分册,2007,43973273417胡坚，郭红丽，杜军卫等锆英石质耐火材料的X射线荧光光谱分析法J耐火材料，2002,3614647,50918曾波,付韬,贺铀,付志军库仑滴
21、定在锰矿石中硫的分析应用J中国锰业,2003,213414219李田义,柯玲滤纸制样X射线荧光光谱法测定矿石中的多元素J岩矿测试2010,L29777920龙昌玉,李小莉能量色散X射线荧光光谱仪现场快速测定多金属矿中17种组分J岩矿测试2010,32931331521周建辉,白金峰熔融玻璃片制样X射线荧光光谱测定页岩中主量元素J岩矿测试,2009,28217918122YB/T1591999,钛精矿岩矿化学分析方法S23王志锋,宋邦才,张军化学分析法精确测定羟基磷灰石中的CA和P含量J硅酸盐通报200726118718924谢华林,聂西度,李立波萃取分离电感耦合等离子体质谱法测定高纯铝中的杂质
22、元素J光谱学与光谱分析200727（1）16917210（20届）本科毕业设计X射线荧光光谱分析法在矿石检测中的应用APPLICATIONOFXRAYFLORESCENCEANALYSISOFORETESTING11X射线荧光光谱分析法在矿石检测中的应用摘要【摘要】本文评述了最近几年X射线荧光光谱分析法XRF在矿石检测领域的应用，对其原理进行了简单介绍。在工业矿石种类中，以铁矿石，磷矿石，铜矿石，锰矿石和钼矿石等为主，因此针对不同的矿石的分析，有不同的检测要求，本文着重概述了最近几年X射线荧光光谱分析法在上述矿石中的研究进展。【关键词】X射线荧光光谱；矿石检测；元素分析。APPLICATION
23、OFXRAYFLORESCENCEANALYSISOFORETESTINGABSTRACT【ABSTRACT】THISPAPERREVIEWSTHEXRAYFLUORESCENCEXRFANALYSISINTHEFIELDOFMINERALTESTINGINRECENTYEARS,ANDABRIEFINTRODUCTIONTOITSPRINCIPLESINTHEINDUSTRIALMINERALS,IRONORE,PHOSPHATEROCK,COPPERORE,MANGANESEOREANDMOLYBDENUMORE,ETC,AREIMPORTANTRAWMATERIALS,THERESULT
24、SFORTHEANALYSISOFDIFFERENTORESHAVEDIFFERENTTESTINGREQUIREMENTS,THISPAPEROUTLINESTHEPROGRESSOFXRAYFLORESCENCEANALYSISOFABOVEMENTIONEDORESINRECENTYEARS【KEYWORDS】XRF；ORETESTING；ELEMENTSANALYSIS。12目录X射线荧光光谱分析法在矿石检测中的应用11摘要11ABSTRACT11目录121序言132X射线荧光光谱分析法的基本原理1321基本原理1322基本方法143波长色散型光谱分析仪与能量色散型分析仪的区别1531
25、X射线荧光分析仪（XRF）简介1532波长色散型X荧光分析仪与能量色散型X荧光分析仪的区别15321原理区别16322结构区别164X射线荧光光谱分析法在不同矿石检测中的应用1741X射线荧光光谱分析法在铁矿石检测中的应用1742X射线荧光光谱分析法在磷矿石检测中的应用1943X射线荧光光谱分析法在铜矿石检测中的应用2044X射线荧光光谱分析法在锰矿石检测中的应用2245X射线荧光光谱分析法在钛精矿检测中的应用235结论2451X射线荧光光谱分析法的优缺点2452X射线荧光光谱分析法的应用前景展望24参考文献25致谢错误未定义书签。附录错误未定义书签。13五、序言随着我国及世界经济的快速发展，
26、矿石测试工作经济全球化日渐明显，小区域自给自足式经济解体，岩矿测试工作也因此面临着一场更加深刻的变革，必须随之调整；可以说是科学技术的飞速进步使岩矿分析由劳动密集型的经典分析向技术密集型的现代化自动仪器分析转变，原有的人员结构及技术结构也必须随之调整。以传统专业的化学分析而论，新方法层出不穷，老方法也不断地现代化，我们所熟悉的光谱分析目前已发展为一个庞大的家族。它的原子光谱分析,包括发射光谱等离子发射光谱、等离子质谱等、红外光谱、紫外可见光光谱、X射线荧光光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱等，可以自动地进行多元素测定,检出限可以高达到109。它的分子光谱分析,包括紫外分子分光光谱、红外分子光谱、
27、拉曼光谱、分子荧光光谱、化学发光及生物发光光谱等，可以使研究工作进入到分子水平，在寻找隐伏矿床、环境科学和生物工程等领域有着广泛的用途1。矿石成分的传统检测方法主要有滴定法、重量法和比色法等化学分析方法，化学法准确度较好，精确度高，适合常规监测，但分析元素单一，操作繁琐，周期较长，分析结果受分析人员及各种试剂因素影响大。现代仪器分析方法如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等应用于部分低含量元素的测定，对于矿石中微量元素有较高的灵敏度，但样品前处理比较复杂，基体干扰大，对主量组分的测定结果不能令人满意。目前得到广泛应用的X射线荧光光谱仪是一种高精度的现代化分析仪器，非常适
28、合于矿石的分析。六、X射线荧光光谱分析法的基本原理A基本原理微观上说，X射线荧光XRAYFLUORESCENCE,简称XRF以一定能量的光子、电子、原子、粒子或其他离子来轰击样品，将物质原子中的内壳层电子击出，产生电子空穴，使原子处于激发态。于是外壳层电子向内壳层跃迁，填补内壳层电子空穴，并释放跃迁能量，原子回到基态。跃迁能量以特征X射线形式释放，或者能量转移给另一个轨道电子，使该电子发射14出来。测出特征X射线能谱，即可以此确定所测样品中元素的种类和含量2。宏观来讲，人们通常把X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光（XRAYFLUORESCENCE），而把用来照射的X射线叫原级X射
29、线。所以X射线荧光实际上仍然是X射线。一台典型的X射线荧光（XRF）仪器由激发源（X射线管）和探测系统构成。X射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量（如下图）。利用X射线荧光原理，理论上可以测量元素周期表中的每一种元素。在实际应用中，有效的元素测量范围为6号元素（C）到92号元素（U）。B基本方法X荧光光谱法分析铁矿石一般采用粉末压片法和玻璃熔融片法。压片
30、法KBR压片法广泛用于红外定性分析和结构分析，通过称量压片质量也可用于常量组分的定量分析。制备KBR压片时，取大约2MG样品进行研磨，然后与100200MG干燥KBR粉末充分混合，并再次用球磨机研磨12MIN，研磨时间会对最终的光谱外观有显著影响。再转入合适的模具中，使其分布均匀，抽空下压成透明薄片。装入压片夹以KBR空白压片作参比扫描光谱。通过查谱线索引找出标准谱图对照谱峰位置、形状和相对强度进行鉴定。但是，粉末压片法由于矿物效应和粒度效应突出，准确度相对较差。15熔融法熔剂使试样溶解或分解,并把它制成均匀的玻璃片,这样完全消除了颗粒度及矿物效应，同时可以降低基体效应。X荧光熔片法分析矿石的
31、研究主要有熔剂样品脱模剂和熔剂样品内标脱模剂，其中熔剂有NA2B4O7、LI2B4O7和混合熔剂等，脱模剂有NAI、KI、NH4I等，但是这些方法在实际应用中或多或少都存在着应用的局限性、方法的准确度也不尽理想，流体的分析始终没有很好的解决等问题。但是，熔融法较压片法的优势在于能有效克服样品的矿物效应和粒度效应23，同时降低基体的影响，适合分析不同类型的矿石。七、波长色散型光谱分析仪与能量色散型分析仪的区别AX射线荧光分析仪（XRF）简介X射线荧光分析仪是一种较新型的可以对多元素进行快速同时测定的仪器。在X射线激发下，被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线即X荧光。波长和能量是从不
32、同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量。波长色散型X射线荧光光谱仪WDXRF是用晶体分光后由探测器接收经过衍射的特征X射线信号。如果分光晶体和探测器作同步运动，不断地改变衍射角，便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度。可以据此进行定性分析和定量分析。该种仪器产生于50年代，由于可以对复杂体系进行多组分同时测定，受到关注，特别在地质部门，先后配置这种仪器，分析速度显著提高，起了重要作用。随着科学技术的进步，在60年代初发明了半导体探测器以后，对X荧光进行能谱分析成为可能。能谱色散型X射线荧光光谱仪，用X射线管产生原级X射线照射到样品上，所产生的特征X射线荧光直接
33、进入SILI探测器，便可以据此进行定性分析和定量分析。第一台EDXRF是1969年问世的。近几年来，由于商品EDXRF仪器及计算机软件的发展，功能完善，应用领域拓宽，其特点、优越性日益受到认识，发展迅猛4。B波长色散型X荧光分析仪与能量色散型X荧光分析仪的区别虽然波长色散型WDXRFX射线荧光光谱仪与能量色散型EDXRFX射线荧光光谱仪同属X射线荧光分析仪，它们产生信号的方法相同，最后得到的波谱或者能谱也极为相似，但16由于采集数据的方式不同，WDXRF波谱与EDXRF能谱在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。I原理区别X射线荧光光谱法，是用X射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发
34、出二次谱线X荧光。波长色散型荧光光仪WDXRF是分光晶体将荧光光束色散后，测定各种元素的含量。而能量色散型X射线荧光光仪WDXRF是借助高分辨率敏感半导体检测器与多道分析器将没有的X射线按光子能量分离X射线光谱线，根据各元素能量的高低来测定各元素的量5。由于原理不同，故仪器结构也不同。II结构区别波长色散型荧光光谱仪WDXRF，一般由光源X射线管、样品室、分光晶体和检测系统等组成。为了准确测量衍射光束与入射光束的夹角，分光晶体系安装在一个精密的测角仪上，还需要一个庞大而精密并且复杂的机械运动装置。由于晶体的衍射，造成强度的损失，要求作为光源的X射线管的功率要大，一般为23KW。但X射线管的效率
35、极低，只有1的电功率转化为X射线辐射功率，大部分电能均转化为热能产生高温，所以X射线管需要专门的冷却装置水冷或油冷，因此波谱仪的价格往往比能谱仪高6。能量色散型荧光光谱仪EDXRF，一般由光源X射线管、样品室和检测系统等组成，与波长色散型荧光光谱仪的区别在于它不用分光晶体。由于这一特点，使能量色散型荧光光谱仪具有如下优点仪器结构简单，省略了晶体的精密运动装置，也无需精度调整。还避免了晶体衍射所造成的强度损失。光源使用的X射线管功率低，一般在100W以下，不需要昂贵的高压发生器和冷却系统，空气冷却即可，节省电力。能量色散型荧光光谱仪的光源、样品、检测器彼此靠得很近，X射线的利用率很高，不需要光学
36、聚集，在累积整个光谱时，对样品位置变化不像波长色散型荧光光谱仪那样敏感，对样品形状也无特殊要求。在能量色散光谱仪中，样品发出的全部特征X射线光子同时进入检测器，这就奠定了使用多道分析器和荧光屏同时累积和显示全部能谱包括背景的基础，也能清楚地表明背景17和干扰线。因此，半导体检测器X射线光谱仪能比晶体X射线光谱仪快而方便地完成定性分析工作。能量色散法的一个附带优点是测量整个分析线脉冲高度分布的积分程度，而不是峰顶强度。因此，减小了化学状态引起的分析线波长的漂移影响。由于同时累积还减小了仪器的漂移影响，提高净计数的统计精度，可迅速而方便地用各种方法处理光谱。同时累积观察和测量所有元素，而不是按特定
37、谱线分析特定元素。因此，减少了偶然错误判断某元素的可能性。八、X射线荧光光谱分析法在不同矿石检测中的应用AX射线荧光光谱分析法在铁矿石检测中的应用含铁的矿物种类繁多，但一般可作为炼铁原料的铁矿石只有磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、镜铁矿、针铁矿、褐铁矿和钒钛铁矿。常用的分析化学法通常采用酸解和碱融分解铁矿石，具有流程长、耗时长、重现性不好等7。X射线荧光光谱分析法有别于传统的化学分析方法。早在20世纪50年代，X射线荧光光谱分析就已经作为常规分析重要手段8，经历了50多年的发展，目前已成为物质组成分析的必备方法之一，具有分析速度快、重现性好、准确度高、分析范围广、试样制备简便，测量不损坏试样等优点，并
38、且已经应用于测量铁矿石中多种组分。仵利萍，刘卫9采用熔融法制取玻璃装样片，选用LI2B4O7和LIBO2混合熔剂，按样品与熔剂不同的稀释比分别制作多个玻璃样片进行实验，消除了矿物结构和粒度影响；通过熔剂的高倍稀释降低共存元素间复杂的基体变化，同时加入CO2O3为测量全铁量的内标，消除了制样和仪器稳定性所带来的误差。结果表明，稀释比达到1/30时，熔制样片质量高，铁强度的相对标准偏差趋于稳定，次量元素强度也满足分析要求。稀释比达到1/40时，对低含量的NA、MG、NI、CU、ZN、P、S等元素测量误差较大。铁矿石熔矿加入1020MG碘化铵熔样温度在10501150之间，熔样时间10MIN以上，熔
39、融到6MIN和9MIN取出摇匀，除去熔融体汽泡并使其均质化，测得的结果比较稳定。实验结果表明，该方法不仅可以快速测定铁矿石中多种杂18质元素，而且全铁量测量结果的准确度和精密度也达到了化学分析的要求。潘建华，赵桂兰10以LI2B4O7、LIBO2和LIF为熔剂，用玻璃熔片法制取铁矿石样品，应用波长扫描X射线荧光光谱仪对铁矿石中AL2O3、SIO2、P2O5、TIO2、CAO、K2O和MGO等8种组分进行测定，用经验系数法回归校正共存元素间的吸收增强效应和谱线重叠影响，检测值与标样认定值比对结果相符，具有良好的稳定性。采用熔片法制取铁矿石样品，有效地消除了矿物效应、粒度效应，减小了基体效应，使得
40、不同铁矿石的分析可以建立在一组工作曲线上，所获曲线线性良好，分析结果与化学方法分析结果相吻合，可以满足铁矿石生产常规分析需要。彭会清，罗鸣坤，曹永丹，余波11等人应用X射线荧光法测定铁矿中的主要成分、次要成分和微量成分，既提高了灵敏度又消除了非均质效应。使用理论系数和经验系数法校正基体效应，经标准物质检验分析，结果与标准值基本吻合。应用玻璃熔融技术对钒钛磁铁矿GBW07225国家一级标准物质进行精密度试验，试验统计结果表明，除K2O、P2O5、NI的相对标准偏差小于15，其余组分的RSD小于40N12。对于SIO2含量较高的铁矿，XRF分析法存在分析精度不够的不足。与熔融法相比，X射线荧光谱法
41、无需做烧失量校正，克服了硫、铜含量较高的样品及还原性较强的物质对铂坩埚的损坏等问题，同时提高了微量元素测定的峰背比，具有操作简便快速、经济、精度高的优点1213。此方法检出限既校正了谱线重叠干扰，又校正了基体效应，因此与实际报出的结果基本一致。试验操作简单,在基体效应校正方面采用基本参数法计算理论基体校正系数，追加包含烧失量、烧增量、称量误差在内的稀释比校正和熔剂挥发校正，无论是对主成分还是微量成分都得到与传统方法相等同的分析准确度，值得推广到其他各类型铁矿石组分检测试验中去。程进14使用混合熔剂和自制的钴玻璃粉与试样在高温中熔融制成玻璃片，以X荧光内标法分析铁矿石中的主、次元素，其分析结果的
42、精密度和准确度良好，满足了钢铁企业生产指导和贸易结算的要求，该法采用钴内标玻璃熔融法从根本上消除了铁矿的矿物效应和基体效应，且分析主元素铁有较宽的线性范围，故对钢铁企业的各类铁矿石原料能够进行准确的定量全分析，很大程度上提高了工作效率，使分析流程和检测周期大幅度缩短，完全满足了钢铁企业生产指导和贸易结算的要求。该方法已在我企业的日常检测分析中得到了很好的应用。19罗学辉，陈占生，陈雪，李玄辉15采用波长色散X射线荧光光谱仪同时对玻璃熔融样片中FE、SI、AL、MG、CA、NA、K、P进行测定。用铁矿石标样并对测定结果进行理论A系数校正后绘制出工作曲线。通过10次制样测量各组分，相对标准偏差都在
43、043586范围内，该方法与化学测定结果较好地符合，非常满足日常分析的需要。按实验方法制备熔片，然后按分析条件进行检测，测量值与标样推荐值具有良好的一致性，且RSD符合国家地质分析质量误差范围要求。BX射线荧光光谱分析法在磷矿石检测中的应用磷的主要矿物为磷灰石。磷灰石根据所含杂质的不同，通常分为氟磷灰石3CA3PO42CAF2和氯磷灰石3CA3PO42CACL2，还有氢氧磷灰石CA5PO43OH、碳磷灰石CA10PO46CO3、结晶磷灰石等变种。含磷矿物除磷灰石外，磷锰矿MN3PO423H2O、磷镁石MGFMGPO4等矿物中磷的含量也较高超16。磷矿石的成分分析通常采用化学法，如磷用比色法和容
44、量法测定；二氧化硅用动物胶凝聚重量法测定；氧化钙和氧化镁用EDTA容量法测定等。通常，化学分析法周期长，操作复杂。X射线荧光光谱分析法具有制样简单、分析速度快、重现性和精密度好、能进行多元素测定的特点，在地质样品分析中得到了广泛应用1718。李红叶，许海娥，李小莉，李国会等人19采用四硼酸锂偏硼酸锂混合熔剂熔融制备样片，用AXIOS型X射线荧光光谱仪测定磷矿石样品中P2O5、F、SIO2、AL2O3、TFE2O3、MGO、CAO、NA2O、K2O、TIO2、MNO、SRO和S等多种组分。重点试验了熔样比、熔样温度和标样制备。用基本参数法校正基体效应，分析方法的精密度除TIO2、F和S分别小于1
45、08、60及102外，其余各组分均小于45。用磷矿石国家一级标准物质验证，结果与标准值基本相符。程雪刚，吴扬，何学忠等人20以LI2B4O7和LI2BO2为熔剂，LIBR为脱模剂，NH4NO3氧化剂，制出透明度高，有一定强度具有代表性的玻璃样片。探讨了制备磷矿石玻璃片过程中试剂的选择、基体校正技术，提出了一套准确、快速测定磷矿石中化学成份的方法，比化学法节省了大量时间，准确性、精密度完全符合要求。该研究工作表明,X射线荧光光谱法测定磷矿石中化学成分主要考虑几个方面，首先，样品的制备应使用可以消除颗粒度效应和矿物效应的熔片法。其次，该课题讨论了共存元素的干扰影响,并提出了如何消除影响。最后，根据
46、磷矿石特点和西门子SRS3000型X射线荧光光谱仪的特点,提出了回归方程及校正模式。总而言之，该方法准确度高、精密度好、快速、适合商检进出口货物检验,也适用于磷化工生产中的质量控制。20广泛用作电子探针标样的DURANGO磷灰石的主要元素F、C1、CA、P的均匀性早已被证明2122。其微量元素的均匀性，也为LIANKUNSHA23所证明。流体包体的成分扣除基质成分后依据JOHNDFRANTZ24的方法进行吸收系数计算。汤云晖，韩春明，保增宽，黄宇营25等人在前人的基础上采用同步辐射X光技术对格尔柯金矿花岗闪长岩中的副矿物磷灰石进行了分析。依据FRANTZ的方法进行吸收系数计算，得到磷灰石中流体
47、包体的成分含FE、MN以及微量的AS、CO、ZN。作者通过对格尔柯金矿磷灰石成分及流体包体的分析，显示出SRXRF是流体包体定量分析的有力工具。SRXRF研究范围可达小于10PM的流体包体，所揭示的流体成分与成矿实际相吻合，进而显示了SRXRF用于地学研究的巨大潜力。CX射线荧光光谱分析法在铜矿石检测中的应用铜矿石有很多种共生和伴生矿类型，所含元素繁多而且赋存状态又多变，因此给分析工作带来了不少麻烦。常规的分析方法为原子吸收光谱法、滴定法、分光光度法等，这些方法的分析程序繁琐费时，分析结果受分析人员和各种试剂因素影响比较大26。目前已经有学者用X荧光分析法分析过铜矿石中的TA、HF等元素27；
48、例如，田琼28等人采用熔融法，用波长色散X荧光光谱仪测定了铜精矿中铜、硫、砷等7种元素。李国会，攀守忠，潘宴山29采用SPECTROSCANU型便携式波长色散型X射线荧光光谱仪，使用粉末样品压片制样，现场对某铜矿区样品中的CU、PB、ZN、CO、NI、CR、V、TI、MN、RB、SR、ZR、Y、CA、FE等多种元素进行了分析，获得了较好的精密度与准确度。用现场分析数据圈出的异常图与室内化学分析数据圈出的异常图符合良好，为野外现场快速分析作了有益的尝试。曹慧君，张爱芬，马慧侠，李晓宁30等人也在前人工作的基础上，通过试验，拟定了熔融法样品制备条件，以四硼酸锂，偏硼酸锂混合熔剂按质量比1222作熔
49、剂，采用波长色散型X荧光分析仪以及熔融法制样，测定了铜矿石中CU、S、PB、ZN、AS、FE、MN、SIO2、AL2O3、MGO、K2O、CAO、TIO2的X射线荧光光谱。讨论了预氧化温度和脱模剂的添加顺序对样品制备的影响，解决了硫化铜矿石样品对铂黄坩埚的腐蚀问题，并选择合适的校正程序进行谱线重叠和基体效应的校正。采用国家标准样品和人工合成标准样品来绘制校准曲线，线性范围较宽。多次对铜矿样品的测定，相对标准偏差均在0271921之间；对于用标准样品合成的样品进行分析，测定值与认定值相一致。分析结果的精密度和正确度能够满足一般铜矿的分析要求，比较好地消除了颗粒度效应和矿物效应的影响，并且提高了分析的可靠性。周四春31探讨了利用携带式X荧光光谱仪现场快速监测不同品位金铜矿石,控制选矿流程的方法技术。X取样工作采用了HAD512型512道携带式微机多元素X荧光仪。在对金的测量中，是由于X荧光法不能直接测量金本身，依靠金与CU元素间的相关关系来间接测量金，由于来自不同样品中元素组合的随机性，因此，出现正、负误差的概率是相等的。采用多次采样的测量结果的均值将使这种误差减小到足够小的程度。实验结果表明，在金与硫化矿物相关关系较好的一些金铜矿山，利用携带式X荧光仪器监控选矿生产流程是可行的；利用作者提供的方法，可以在低投入情况下，解决
