X射线荧光法测定铁矿石多种元素分析方法研究
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表 1 X 射线荧光法对铁矿石各常见元素的测定范围
铁矿石元素 铁 铜 铝 磷 钛 锰 钙 硅 砷 铬
测定范围（%） 30～70 <0.2 0.1～5
0.005～0.4 <0.1 <0.5
0.1～13 0.2～20 0.005～0.03 <0.02
X 射线荧光法使用的是激发原对检测样品进行照射，然后 检测样品可以产生荧光射线，然后使用荧光仪对检测样品中元 素特征等情况进行记录，最后通过样品的比对，确定铁矿石样 品中的各元素含量。因为 X 射线荧光法检测速度快、操作简单 等方面的优点，已经在如生物、冶金等多个领域得到了广泛的 使用。随着这一方法测定的逐渐成熟，被越来越多的铁矿石元 素分析中使用。但是在 X 射线荧光法的使用过程中，检测人员 同样发现一些问题亟待解决。比如不同区域的铁矿石因为地 质的差异，物理和化学性能差别较大，因此这就给 X 射线荧光
压片法是 X 射线荧光法进行检测时经常使用的分析方法， 因其操作简单、快速，因此同样被广泛的用于铁矿石元素的测 定当中。在检测铁帽中的砷、锑、铋元素时则采用的是人工配 制标样粉末法。在进行试验操作时需要对铁矿石试验样品加 入检测元素的标准进行配置，并以峰侧背景作为校正法，以砷、 锑和铅、铁分别作为正偏角背景，以铋为负偏角背景，以 RhKα 康普顿散射线为内标校正基体效应进行校正，并在铁帽基体中 加入相应干扰元素，对其干扰系统进行求证，最后得出各元素 在铁矿石中的分部情况。在进行铁矿石主次元素检测的过程 中同样可以应用压片法，试验对于压片的时间和样品的规格具 有严格的要求，一般加压的时间控制在 3 分钟，样品的规格应在 0.045 毫米以上，在此时应用 X 射线荧光法检测可以得到精度较 高的数据。锡元素是钢铁炼制过程中的不利因素，采用压片法 可以准确快捷的测定锡元素的含量。压片法应用于锌砷锰元 素的含量的测定可以起到较为明显的效果，通过试验可以达到 与铁矿石标准元素含量相吻合的数据，精密度实验表明相对偏 差小于 2.78%。 2.3 钴内标法
关键词：X 射线荧光法；多种元素；铁矿石
1 X 射线荧光法应用概述
随着我国钢铁行业的不断发展，其对于钢铁质量的要求也 提出了更高的要求，这离不开选择优质的铁矿石原材料。钢铁 行业在进行冶炼的过程中，需要对铁矿石的质量进行测定和评 价，这有助于在钢铁冶炼的早期对其质量进行控制。X 射线荧 光法是一种常用的铁矿石各元素测定的方法，其具有测定时间 短、精度高、便于操作等多方面的优点，因此在实践中得到了广 泛的应用。本文重点对 X 射线荧光法在铁矿石各元素的测定 进行详细的分析，能够让更多的从业人员了解这项技术的操作 方法和质量控制措施。下表是 X 射线荧光法对铁矿石各常见 元素的测定范围。
工艺பைடு நூலகம்控
X 射线荧光法测定铁矿石多种元素分析方法研究
董艳敏（山东黄金地质矿产勘察有限公司，山东 烟台 261400）
摘 要：随着我国社会主义建设的不断深入，钢铁行业作 为国家支柱产业，生产钢铁质量决定了建设质量的成败。其中 铁矿石作为钢铁行业的重要原材料，其各元素的含量分析尤为 重要，如何选用恰当的测定办法成为了钢铁行业重要的课题。 本文以铁矿石的 X 射线荧光法测定各元素为分析对象，对各种 情况下，X 射线荧光法的适用方法进行了分析，希望为铁矿石 元素的测定工作提供技术参考。
图 1 X 射线荧光法测定原理图
2 X 射线荧光法测定铁矿石多种元素分析方法 探讨
X 射线荧光法在进行铁矿石元素测定中有很多具体的分析 方法，目前主要以熔融法、压片法、钴内标法等为主,下面就对几 种分析方法进行详细的论述。 2.1 熔融法
在使用粉末压片法进行铁矿石测定时，一般无法应对铁矿 石组成颗粒复杂且组成物质较多的情况。针对这样的情况，在 上世纪，克莱斯发明了玻璃熔片 X 射线荧光测定法。该方法问 世后，就广泛的应用到了铁矿石元素的测定工作当中。熔融法 依据矿石的稀释不同可以分为二次荧光、三次荧光等不同的类 型。在不同的情形下，可以选择不同的溶剂进行试验，比如四 硼酸锂作为溶剂使用，某试验显示，当溶剂比例达到 10:1 时，在 1050 摄氏度的高温环境下对铁矿石中的多种元素进行检测，结 果表明随着稀释浓度的提高，含量较多的元素测定的准确度较 高，而含量较少的元素准确度呈下降趋势。另外在加入碘化钠 作为脱模剂后，发现随着碘化钠含量的增加玻璃片越能和 PtAu 坩埚分离开来，但是却不能很好的成型，所以在考虑到试验 稀释比例的前提下，还应对试验样品的分离性和成形性进行有
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针对性的设计，所以 10:1 的稀释比例是十分合理的。在使用熔 融法的过程中，利用熔融片进行制样，将和氧化钙、混合试剂和 硝酸铵混合的样品在 1150 摄氏度下进行熔融，并在其中加入钴 利用光谱法、多类型铁矿标准样品、α 系数内标、康普敦散射等 作为校准和内标校正基体效应对铁矿中的各元素进行了测定， 测定结果显示误差小于 0.21%，已经达到了 ISO-9507 标准中的 相关要求。将碳酸锂、四硼酸锂混合在一起当作助熔剂在高温 环境下进行熔融并利用利用 X 射线荧光光谱仪对铁矿中的铁、 铝、锰、钛、硅、钙等元素的含量进行测定，并对样品、溶剂比例、 熔融时间等相关影响因素进行了分析，得出在 1：10 比例下高温 环境中熔融 15 分钟、以三氧化二钴作为内标时对各元素检测效 果较好。在钴内标作为基本效应的情况下，检测出来的元素偏 差范围处于 0.07%-2.18%，可以满足对比结果的要求。 2.2 压片法
法的检测提出了更高的要求。常用的压片法进行测定往往会 出现精度不高的问题，这种方法可以进行改进，如在铁矿石被 检测前先将其熔融稀释，然后将铁矿石的杂质消除，在使用 X 射线荧光法进行测量时，精度会得到有效的提高。根据这一思 路，X 射线荧光法可以进行多种分析方法的改进。在进行铁矿 石的检测前，首先将无水四硼酸锂在 1150 摄氏度的高温下进行 熔融，使其成为玻璃熔片，然后再进行检测。这样铁矿石中的 二氧化硅、氧化钙、二氧化钛等方面的元素就能够精度较高的 进行检测。有时为了让 X 射线荧光法的测定效果更加明显，会 加入钴帮助显现，这样做的效果较之传统的湿化学分析法具有 良好的显现效果。X 射线荧光法测定原理图如图 1 所示。
铁矿石元素 铁 铜 铝 磷 钛 锰 钙 硅 砷 铬
测定范围（%） 30～70 <0.2 0.1～5
0.005～0.4 <0.1 <0.5
0.1～13 0.2～20 0.005～0.03 <0.02
X 射线荧光法使用的是激发原对检测样品进行照射，然后 检测样品可以产生荧光射线，然后使用荧光仪对检测样品中元 素特征等情况进行记录，最后通过样品的比对，确定铁矿石样 品中的各元素含量。因为 X 射线荧光法检测速度快、操作简单 等方面的优点，已经在如生物、冶金等多个领域得到了广泛的 使用。随着这一方法测定的逐渐成熟，被越来越多的铁矿石元 素分析中使用。但是在 X 射线荧光法的使用过程中，检测人员 同样发现一些问题亟待解决。比如不同区域的铁矿石因为地 质的差异，物理和化学性能差别较大，因此这就给 X 射线荧光
压片法是 X 射线荧光法进行检测时经常使用的分析方法， 因其操作简单、快速，因此同样被广泛的用于铁矿石元素的测 定当中。在检测铁帽中的砷、锑、铋元素时则采用的是人工配 制标样粉末法。在进行试验操作时需要对铁矿石试验样品加 入检测元素的标准进行配置，并以峰侧背景作为校正法，以砷、 锑和铅、铁分别作为正偏角背景，以铋为负偏角背景，以 RhKα 康普顿散射线为内标校正基体效应进行校正，并在铁帽基体中 加入相应干扰元素，对其干扰系统进行求证，最后得出各元素 在铁矿石中的分部情况。在进行铁矿石主次元素检测的过程 中同样可以应用压片法，试验对于压片的时间和样品的规格具 有严格的要求，一般加压的时间控制在 3 分钟，样品的规格应在 0.045 毫米以上，在此时应用 X 射线荧光法检测可以得到精度较 高的数据。锡元素是钢铁炼制过程中的不利因素，采用压片法 可以准确快捷的测定锡元素的含量。压片法应用于锌砷锰元 素的含量的测定可以起到较为明显的效果，通过试验可以达到 与铁矿石标准元素含量相吻合的数据，精密度实验表明相对偏 差小于 2.78%。 2.3 钴内标法
关键词：X 射线荧光法；多种元素；铁矿石
1 X 射线荧光法应用概述
随着我国钢铁行业的不断发展，其对于钢铁质量的要求也 提出了更高的要求，这离不开选择优质的铁矿石原材料。钢铁 行业在进行冶炼的过程中，需要对铁矿石的质量进行测定和评 价，这有助于在钢铁冶炼的早期对其质量进行控制。X 射线荧 光法是一种常用的铁矿石各元素测定的方法，其具有测定时间 短、精度高、便于操作等多方面的优点，因此在实践中得到了广 泛的应用。本文重点对 X 射线荧光法在铁矿石各元素的测定 进行详细的分析，能够让更多的从业人员了解这项技术的操作 方法和质量控制措施。下表是 X 射线荧光法对铁矿石各常见 元素的测定范围。
工艺பைடு நூலகம்控
X 射线荧光法测定铁矿石多种元素分析方法研究
董艳敏（山东黄金地质矿产勘察有限公司，山东 烟台 261400）
摘 要：随着我国社会主义建设的不断深入，钢铁行业作 为国家支柱产业，生产钢铁质量决定了建设质量的成败。其中 铁矿石作为钢铁行业的重要原材料，其各元素的含量分析尤为 重要，如何选用恰当的测定办法成为了钢铁行业重要的课题。 本文以铁矿石的 X 射线荧光法测定各元素为分析对象，对各种 情况下，X 射线荧光法的适用方法进行了分析，希望为铁矿石 元素的测定工作提供技术参考。
图 1 X 射线荧光法测定原理图
2 X 射线荧光法测定铁矿石多种元素分析方法 探讨
X 射线荧光法在进行铁矿石元素测定中有很多具体的分析 方法，目前主要以熔融法、压片法、钴内标法等为主,下面就对几 种分析方法进行详细的论述。 2.1 熔融法
在使用粉末压片法进行铁矿石测定时，一般无法应对铁矿 石组成颗粒复杂且组成物质较多的情况。针对这样的情况，在 上世纪，克莱斯发明了玻璃熔片 X 射线荧光测定法。该方法问 世后，就广泛的应用到了铁矿石元素的测定工作当中。熔融法 依据矿石的稀释不同可以分为二次荧光、三次荧光等不同的类 型。在不同的情形下，可以选择不同的溶剂进行试验，比如四 硼酸锂作为溶剂使用，某试验显示，当溶剂比例达到 10:1 时，在 1050 摄氏度的高温环境下对铁矿石中的多种元素进行检测，结 果表明随着稀释浓度的提高，含量较多的元素测定的准确度较 高，而含量较少的元素准确度呈下降趋势。另外在加入碘化钠 作为脱模剂后，发现随着碘化钠含量的增加玻璃片越能和 PtAu 坩埚分离开来，但是却不能很好的成型，所以在考虑到试验 稀释比例的前提下，还应对试验样品的分离性和成形性进行有
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工艺管控
针对性的设计，所以 10:1 的稀释比例是十分合理的。在使用熔 融法的过程中，利用熔融片进行制样，将和氧化钙、混合试剂和 硝酸铵混合的样品在 1150 摄氏度下进行熔融，并在其中加入钴 利用光谱法、多类型铁矿标准样品、α 系数内标、康普敦散射等 作为校准和内标校正基体效应对铁矿中的各元素进行了测定， 测定结果显示误差小于 0.21%，已经达到了 ISO-9507 标准中的 相关要求。将碳酸锂、四硼酸锂混合在一起当作助熔剂在高温 环境下进行熔融并利用利用 X 射线荧光光谱仪对铁矿中的铁、 铝、锰、钛、硅、钙等元素的含量进行测定，并对样品、溶剂比例、 熔融时间等相关影响因素进行了分析，得出在 1：10 比例下高温 环境中熔融 15 分钟、以三氧化二钴作为内标时对各元素检测效 果较好。在钴内标作为基本效应的情况下，检测出来的元素偏 差范围处于 0.07%-2.18%，可以满足对比结果的要求。 2.2 压片法
法的检测提出了更高的要求。常用的压片法进行测定往往会 出现精度不高的问题，这种方法可以进行改进，如在铁矿石被 检测前先将其熔融稀释，然后将铁矿石的杂质消除，在使用 X 射线荧光法进行测量时，精度会得到有效的提高。根据这一思 路，X 射线荧光法可以进行多种分析方法的改进。在进行铁矿 石的检测前，首先将无水四硼酸锂在 1150 摄氏度的高温下进行 熔融，使其成为玻璃熔片，然后再进行检测。这样铁矿石中的 二氧化硅、氧化钙、二氧化钛等方面的元素就能够精度较高的 进行检测。有时为了让 X 射线荧光法的测定效果更加明显，会 加入钴帮助显现，这样做的效果较之传统的湿化学分析法具有 良好的显现效果。X 射线荧光法测定原理图如图 1 所示。