中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

熔融制样X射线荧光光谱法测定碳化钨及其废料中的钨

叶淑爱, 王伟, 普旭力, 蔡继杰. 熔融制样X射线荧光光谱法测定碳化钨及其废料中的钨[J]. 岩矿测试, 2015, 34(1): 99-103. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.013
引用本文: 叶淑爱, 王伟, 普旭力, 蔡继杰. 熔融制样X射线荧光光谱法测定碳化钨及其废料中的钨[J]. 岩矿测试, 2015, 34(1): 99-103. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.013
YE Shu-ai, WANG Wei, PU Xu-li, CAI Ji-jie. Determination of Tungsten Content in Tungsten Carbide and Waste Product by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sample Preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(1): 99-103. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.013
Citation: YE Shu-ai, WANG Wei, PU Xu-li, CAI Ji-jie. Determination of Tungsten Content in Tungsten Carbide and Waste Product by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sample Preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(1): 99-103. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.013

熔融制样X射线荧光光谱法测定碳化钨及其废料中的钨

  • 基金项目: 国家质检总局科技计划项目——特殊稀土产品的成分和放射性检测研究项目(2013IK020)
详细信息
    作者简介: 叶淑爱, 硕士, 工程师, 从事进出口矿产品及金属材料检验工作.E-mail:jszx-gks-yesa@xmciq.gov.cn
    通讯作者: 普旭力, 博士, 高级工程师, 从事进出口矿产品及金属材料检验工作.E-mail:puxuli@126.com
  • 中图分类号: O614.613;O657.31

Determination of Tungsten Content in Tungsten Carbide and Waste Product by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sample Preparation

More Information
  • 碳化钨被广泛应用于硬质合金生产材料, 其钨的含量关系碳化钨的性能及货物结算, 生产过程中因配比错误、打磨等原因还会产生大量的含钨废料, 从废料中回收钨能弥补钨资源的不足, 因此测定碳化钨及其废料中的钨具有重要意义.目前碳化钨中钨含量的测定通常参照国家标准采用辛可宁重量法, 准确度较高, 但只适用于检测三氧化钨含量大于50%的样品, 且过程繁琐, 工作量大.本文根据碳化钨在高温下易氧化的特点, 借鉴国际标准ASTM B890-07, 提出将碳化钨转化为三氧化钨, 采用熔融制样-X射线荧光光谱(XRF)测定钨含量的方法.即碳化钨先在马弗炉中灼烧至钨完全转化为三氧化钨, 再加入五氧化二钽作内标, 四硼酸钠-四硼酸锂为混合熔剂, 在1150℃下熔融制成试样片, 用XRF法测定钨的含量.结果表明, 最佳的灼烧温度为800℃, 在此温度下碳化钨完全转化成三氧化钨, 有效地解决了碳化钨熔融制样的难点; 方法精密度(RSD)为0.2%, 实际样品的测定值与国家标准方法(辛可宁重量法)一致, 可测量三氧化钨含量的范围为30%~100%, 且分析时间大大缩短, 可满足大量实际样品检测的需要.

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  • 图 1  不同温度下的GOI值变化

    Figure 1. 

    图 2  不同温度下灼烧前后样品XRD衍射图谱

    Figure 2. 

    表 1  分析元素的XRF测量条件

    Table 1.  Measurement conditions of the elements by XRF

    元素分析线晶体实际2θ
    (°)
    准直器
    (μm)
    探测器电压
    (kV)
    电流
    (mA)
    测量时间
    (s)
    WLiF20043.0030.15SC605020
    TaLiF20044.3990.15SC605020
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    表 2  碳化钨和碳化钨废料在不同温度下灼烧的样品外观

    Table 2.  The appearance of different samples at different temperature

    灼烧温度碳化钨碳化钨废料
    常温黑色粉末黑色粉末
    400℃黑色粉末黑色粉末
    500℃黄色带有少量墨绿色粉末灰色带有黄色粉末
    600℃黄色粉末,体积变大明显灰色带有黄色粉末,体积变大明显
    800℃黄色粉末,体积变大较明显灰色粉末,体积变大较明显
    1000℃黄色粉末,带部分结块灰色粉末,带部分结块
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    表 3  校准样片中钨的含量

    Table 3.  Concentration of elements in calibration samples

    校准样片
    编号
    称样量(g)WO3含量
    (%)
    WO3Ta2O5
    STD000.25000
    STD10.06250.250025.0
    STD20.12500.250050.0
    STD30.18750.250075.0
    STD40.25000.2500100.0
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    表 4  方法准确度和精密度

    Table 4.  Accuracy and precision tests of the method


    样品
    XRF法测定值(%)RSD
    (%)
    化学法测定值
    (%)
    分次测定值最大值最小值平均值
    碳化钨93.18 93.26 92.92 93.49 93.41 93.22
    93.28 93.19 93.22 93.19 93.23
    93.4992.9293.230.293.46
    碳化钨废料33.12 33.19 33.20 33.08 33.11 33.19
    33.02 33.06 33.28 32.95 33.00
    33.2832.9533.110.233.14
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    表 5  样品中钨的分析结果

    Table 5.  Analytical results of W in samples

    样品钨含量的测定值(%)
    本法辛可宁重量法
    碳化钨样品193.3793.46
    碳化钨样品293.3293.47
    废钨料152.3352.30
    废钨料250.4250.53
    废钨料333.1133.14
    废钨料468.9569.06
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出版历程
收稿日期:  2014-05-26
修回日期:  2014-12-10
录用日期:  2015-01-05
刊出日期:  2015-01-25

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