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珍珠岩矿中主量元素

李鹏程, 王梅英, 李艳华, 张明炜, 刘春霞, 王冀艳, 刘勉, 陈冲科, 鲁鲲, 李振. 熔融制样X射线荧光光谱法测定珍珠岩矿中主量元素[J]. 岩矿测试, 2015, 34(1): 104-110. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.014
引用本文: 李鹏程, 王梅英, 李艳华, 张明炜, 刘春霞, 王冀艳, 刘勉, 陈冲科, 鲁鲲, 李振. 熔融制样X射线荧光光谱法测定珍珠岩矿中主量元素[J]. 岩矿测试, 2015, 34(1): 104-110. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.014
LI Peng-cheng, WANG Mei-ying, LI Yan-hua, ZHANG Ming-wei, LIU Chun-xia, WANG Ji-yan, LIU Mian, CHEN Chong-ke, LU Kun, LI Zhen. Determination of Major Elements in Perlite by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sampling Preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(1): 104-110. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.014
Citation: LI Peng-cheng, WANG Mei-ying, LI Yan-hua, ZHANG Ming-wei, LIU Chun-xia, WANG Ji-yan, LIU Mian, CHEN Chong-ke, LU Kun, LI Zhen. Determination of Major Elements in Perlite by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sampling Preparation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(1): 104-110. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.01.014

熔融制样X射线荧光光谱法测定珍珠岩矿中主量元素

  • 基金项目: 河南省国土资源厅"两权价款"地质科研项目(2011-622-16)
详细信息
    作者简介: 李鹏程, 硕士研究生, 工程师, 从事岩矿测试及X射线荧光光谱分析方法研究工作.E-mail:86562624@qq.com
  • 中图分类号: P585;O657.31

Determination of Major Elements in Perlite by X-ray Fluorescence Spectrometry with Fusion Sampling Preparation

  • 珍珠岩矿的化学成分对其膨胀特性有重要影响, 是珍珠岩矿的重要质量指标, 目前大多采用容量法、重量法、分光光度法、原子吸收光谱法等传统方法对各化学成分进行测定, 操作复杂, 而且不能满足主量元素同时测定的要求.本文采用熔融法制样, 建立了X射线荧光光谱同时测定珍珠岩矿中主量元素(Si、Al、Fe、Ca、Mg、Ti、K、Na)的分析方法.样品制备试验结果表明, 试样与四硼酸锂-偏硼酸锂(质量比67:33) 混合熔剂稀释比为1:10, 熔融温度为1050℃时, 样品熔融完全, 制备的熔片满足分析方法的要求, 且克服了珍珠岩矿高温熔矿时由于膨胀不均匀而导致硅元素测量结果偏低的问题.通过仪器测量条件的优化, 以国家标准物质和自制校准样品拟合校准曲线, 并进行基体效应校正, 实际矿区样品测量结果与化学分析法的测定值基本吻合.方法检出限小于0.05%, 精密度(RSD, n=12) 小于1.5%.本方法与经典分析方法相比, 简便高效、绿色环保、精密度高、准确度好, 一次熔矿能够同时测定珍珠岩矿中全部主量元素, 满足了珍珠岩矿快速分析测试的需要.

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  • 表 1  人工合成校准样品成分分析

    Table 1.  Analytical results of elements in synthetic standard materials

    人工合成
    校准样品
    编号
    含量(%)
    SiO2Al2O3Fe2O3TiO2Na2OMgOK2OCaO结晶水加和
    1#77.347.141.150.310.562.093.653.553.8299.61
    2#74.8710.610.351.061.890.132.232.305.8899.32
    3#70.7416.120.850.160.110.875.851.394.11100.2
    4#68.8612.673.590.994.371.371.210.515.7699.33
    5#65.4114.432.132.523.670.150.495.135.4599.38
    注:SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、结晶水的测定,依据国家标准GB/T 14506.1~28—2010《硅酸盐岩石化学分析方法》。
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    表 2  XRF仪器分析条件

    Table 2.  Measurement conditions of the elements by XRF

    元素分析线分析
    晶体
    准直器
    (μm)
    探测器电压
    (kV)
    电流
    (mA)
    2θ
    (°)
    背景
    (°)
    PHA
    LLUL
    SiPET450F-PC5060109.030110.650130280
    AlPET450F-PC5060144.770139.100130290
    FeLiF200150SC506057.50070.700100300
    TiLiF200150SC506086.11085.000100300
    NaRX25450F-PC506046.35048.500120300
    KLiF200450F-PC5060136.684139.600140260
    MgRX25450F-PC506038.23040.350110300
    CaLiF200450F-PC5060113.120110.500120300
    RhLiF200450SC506017.550-140330
    注:所有元素峰值测量时间40 s,背景值测量时间10 s;铁元素使用Ni 40滤光片;Rh Kα作为内标使用。
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    表 3  不同温度下熔融情况

    Table 3.  The melting characteristics at different melting temperatures

    自制珍珠岩
    管理样编号
    不同熔融温度下样品熔融情况
    900℃950℃1000℃1050℃1100℃
    1a有不熔物熔清熔清熔清熔清
    2a有不熔物有不熔物熔清熔清熔清
    3a有不熔物有不熔物熔清熔清熔清
    4a有不熔物有不熔物熔清熔清熔清
    5a有不熔物有不熔物有不熔物熔清熔清
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    表 4  珍珠岩矿在不同稀释比下熔融情况

    Table 4.  Melting conditions of perlite with different dilution ratio

    自制珍珠岩
    管理样编号
    不同稀释比下熔融情况
    1:11:21:31:51:81:10
    1a炸裂有不熔物有不熔物有不熔物熔清熔清
    2a有不熔物有不熔物有不熔物熔清熔清熔清
    3a有不熔物有不熔物有不熔物有不熔物熔清熔清
    4a炸裂炸裂炸裂有不熔物熔清熔清
    5a炸裂炸裂有不熔物有不熔物熔清熔清
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    表 5  分析结果比对

    Table 5.  Comparison of analytical results of elements in samples

    自制珍珠岩
    管理样编号
    元素元素含量(%)
    XRF法
    校正前
    XRF法
    校正后
    化学法
    测定值
    珍珠岩3aSiO271.9172.1172.41
    Al2O312.5512.7912.74
    Fe2O30.970.980.94
    TiO20.0810.0870.086
    Na2O2.973.022.99
    MgO0.0850.0900.091
    K2O5.095.125.15
    CaO0.820.850.88
    珍珠岩5aSiO271.3471.4871.24
    Al2O313.3713.4813.52
    Fe2O31.061.071.08
    TiO20.090.100.10
    Na2O2.922.932.94
    MgO0.210.220.22
    K2O5.255.315.28
    CaO0.820.870.91
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    表 6  方法检出限和测量范围

    Table 6.  Detection limits of elements and measurement range

    元素检出限
    (%)
    测量范围
    (%)
    元素检出限
    (%)
    测量范围
    (%)
    SiO20.040.62~90.36Na2O0.040.1~7.16
    Al2O30.040.10~90.63MgO0.020.10~41.03
    Fe2O30.040.10~24.75CaO0.040.1~51.1
    TiO20.0050.01~7.69K2O0.040.01~7.48
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    表 7  方法重现性

    Table 7.  Reproducibility tests of the method

    珍珠岩样品3a
    测试时间
    元素含量(%)
    SiO2Al2O3Fe2O3TiO2Na2OMgOK2OCaO
    2013.10.0972.1112.790.980.0843.020.0895.120.85
    2013.10.1672.2712.70.950.0832.970.0915.130.86
    2013.10.2372.0412.760.960.0852.950.0895.080.87
    2013.10.3072.1912.780.970.0843.010.0905.120.88
    2013.11.0672.3812.790.980.0842.990.0915.090.86
    2013.11.1372.2512.730.960.0853.030.0885.100.87
    2013.11.2072.0712.790.980.0862.970.0905.190.87
    2013.11.2672.4112.710.970.0862.990.0905.110.87
    2013.12.0472.2312.820.950.0842.970.0905.070.88
    2013.12.1272.3712.760.960.0842.980.0925.170.89
    2013.12.2072.1912.80.980.0842.980.0895.110.86
    2013.12.2772.3612.740.970.0852.990.0905.060.89
    推荐值(化学法)72.4112.740.940.0862.990.0915.150.88
    测定值(n=12)72.2412.760.970.0852.990.0905.110.87
    相对误差(%)-0.230.162.11-1.160-1.10-0.77-1.14
    RSD(%)0.170.291.211.050.771.190.741.41
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    表 8  分析结果比对

    Table 8.  Comparison of analytical results of elements in samples

    样品名称分析
    方法
    元素测定值(%)
    SiO2Al2O3Fe2O3TiO2Na2OMgOK2OCaO结晶水加和
    珍珠岩1aXRF69.1612.321.290.143.170.675.162.354.8599.11
    化学法68.9812.281.260.153.180.675.222.5099.09
    珍珠岩2aXRF71.4912.580.870.083.090.225.151.104.5099.16
    化学法71.3712.630.860.0773.200.215.171.1499.08
    珍珠岩3aXRF72.1112.790.980.0853.020.0875.120.874.5599.61
    化学法72.4112.740.940.0862.990.0915.150.8899.84
    珍珠岩4aXRF71.9212.751.040.093.020.135.220.754.6199.53
    化学法71.9712.671.020.0873.010.135.210.7999.50
    珍珠岩5aXRF71.4813.481.060.112.930.235.310.854.5199.96
    化学法71.2413.521.080.102.950.225.280.8899.78
    人工合成
    校样3#
    XRF70.6816.090.840.160.110.865.831.374.11100.05
    化学法70.7416.120.850.160.110.875.851.39100.02
    下载: 导出CSV
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出版历程
收稿日期:  2014-02-25
修回日期:  2014-03-29
录用日期:  2014-06-06
刊出日期:  2015-01-25

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