基于X射线荧光光谱分析方法的钨矿检测研究

李希　赵昕　孙雯娟

摘 要：钨在各种岩石中的分布相对均匀，但含量一般较低，本文通过运用X射线荧光光谱分析方法来检测实验样品，结果表明钨矿检测运用X射线荧光光谱分析法能够提高检测准确性、精密度高。

关键词：X射线荧光光谱分析方法；钨矿；检测

一、X射线荧光光谱分析仪

X射线荧光光谱分析仪包括探测系统、色散系统、激发系统和仪器控制与数据处理系统。目前，已广泛应用于各种元素分析，X射线荧光光谱分析仪有波长色散型和能量色散型X射线荧光光谱分析仪，本文主要针对波长色散型X射线荧光光谱分析仪进行分析。

二、试验方法

（一）样品制备

本研究原始试样来自于青海省产品质量监督检验所及一些钨产品生产厂家，各种原始试样取样均在标准的钨精矿取样方法约束下实现。但是，由于这些试样粒径大小差异明显，十分不均匀，同时由于其在运输及存储过程中表面及内部孔隙吸附空气中水分。所以，在研究中，需要对试样进行相应处理，一是将大量试样混合均匀并粉碎、缩分，使试样大小均匀，并试样平铺放入110℃的烘箱中，烘烤0.5～2小时进行湿存水处理，以使其符合研究中对试样的要求。

（二）制样方法

根据测试样中的组分以及生产与应用中钨精矿需提供含量的杂质元素等，我们将对钨精矿中的WO3及K、Fe、Pb、Mn、Si、Nb、Ca、Mg、Al、Mo、Cu、Zn、Sn等伴生元素含量进行检测。研究中，将试样制成溶液态，并使用薄样技术制成基体效应影响较小、工作曲线范围广泛的形态进行测试。

（三）主要试剂及仪器

研究中用到的试剂包括：L-酒石酸（C4H6O6）、硫酸铵（（NH4）2SO4）、过氧化钠（Na2O2）、五氧化二钽（Ta2O5）、三氧化钨（WO3）、氯化钠（NaCl）、乙醇（C2H6O）、磷酸（H3PO4）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸钾（K2S2O7）、氢氧化钠（NaOH）；实验仪器包括：X射线荧光光谱分析仪、滤纸、微量移液器。

（四）制样步骤

在一250mL烧杯中放入钨试样0.5g，并将lg的（NH4）2SO4加入进去混合均匀，再加水进行浸润，按照1∶4的比例调和H3PO4和H2SO4的混合液，并将其加入到烧杯中，通过电炉进行低温加热，直至样品成功分解。然后，将30mL的NaCl与NaOH混合液加入到烧杯中，再次加热并过滤，之后将试样放在容量瓶中。过滤完成后，对过滤残渣进行灰化处理，并加入Na2O2混合均匀，在对其进行高温熔融處理之后，再将其置于C2H6O溶液中浸取加热，最后用100mL容量瓶对浸出液进行定容，经定量移取后将溶液均匀滴在中速定量滤纸上，并用红外灯进行烤干，以待测。

（五）测试方法与条件

研究中，运用的是Rh靶材X射线管，其电流与电压分别为125mA和60KV，为有效消除Rh靶的特征谱线影响，选择Al滤光片和Cu 滤光片减小散射背景，提高峰背比，具体的测量条件如表1所示：

表1 X射线荧光光谱仪测量条件

为能够有效提升试样元素的谱线分辨率与灵敏度，选择P10气体测试器作为探测气体的流气式正比计数器，与以NaI为闪烁晶体的闪烁计数器共同组成探测器。

三、结果分析

（一）基体效应与校正

根据试样制备制作标准滤纸片样品，并对钨元素的荧光计数率进行测量。结果显示，在钨含量不断增加的条件下，荧光计数率也会相应增加，尽管二者呈现出正比关系，但并非是线性比例，这就是基体效应，还需进一步对基体效应进行校正。

基体效应校正分两种，一种是数学校正法，一种是试验校正法，本文在研究中选择后者进行校正，即以试验中获取的标准曲线进行定量测定校正，该方法下应用最多的就是内标法。因此，本研究中通过对试样条件内标的方式，制作标准样品校正偏差。

（二）精密度与准确度

实验的精密度与准确度通常用标准偏差RMS、校准曲线截距D、斜率E以及品质系数K的值进行验证。其公式为：RMS=K 。其中，C表示浓度，W表示权重因子，将钨精矿用溶液-滤纸薄样法加入内标制备6个滤纸片样品分别对其中的钨含量进行检测，以获得试样的精密度。结果如表2所示：

表2 精密度实验

接下来，应用本方法对钨精矿中钨含量进行测试，并将测试结果与钨精矿化学分析方法得到的结果作比较，以明确本方法的准确度。结果如表3所示：

表3 准确度实验结果及比对（%）

实验结果表明应用X射线荧光光谱分析方法来检测钨矿，能够得到精密度与准确度都较佳的结果。

（三）检出限

检出限能够对元素信号所相当的最低浓度进行检测，用S来表示灵敏度，用T表示测量时间，用Ib来表示背景测量强度，得到元素检出限：LD= =3 。经计算得到本研究中的钨含量检出限为78.25μg/g。

四、结论

本研究通过对X射线荧光光谱分析方法的分析，通过具体的实验验证了该方法在钨矿检测中能够得到精密度、准确度都较高的检测结果。研究表明，X射线荧光光谱分析方法值得在各类型矿石的检测中进行推广。