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

多仪器协同-X射线荧光光谱法在区域地球化学调查分析中的应用评价

付永立, 程文翠, 张兆法, 魏利, 孙孟华, 庞雪敏. 多仪器协同-X射线荧光光谱法在区域地球化学调查分析中的应用评价[J]. 岩矿测试, 2017, 36(5): 495-500. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201703070028
引用本文: 付永立, 程文翠, 张兆法, 魏利, 孙孟华, 庞雪敏. 多仪器协同-X射线荧光光谱法在区域地球化学调查分析中的应用评价[J]. 岩矿测试, 2017, 36(5): 495-500. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201703070028
Yong-li FU, Wen-cui CHENG, Zhao-fa ZHANG, Li WEI, Meng-hua SUN, Xue-min PANG. Evaluation in the Application of Multi-instrument Synergy X-ray Fluorescence Spectrometry in a Regional Geochemical Survey[J]. Rock and Mineral Analysis, 2017, 36(5): 495-500. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201703070028
Citation: Yong-li FU, Wen-cui CHENG, Zhao-fa ZHANG, Li WEI, Meng-hua SUN, Xue-min PANG. Evaluation in the Application of Multi-instrument Synergy X-ray Fluorescence Spectrometry in a Regional Geochemical Survey[J]. Rock and Mineral Analysis, 2017, 36(5): 495-500. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201703070028

多仪器协同-X射线荧光光谱法在区域地球化学调查分析中的应用评价

  • 基金项目:
    河北省地质矿产勘查开发局项目“地质样品中稀有金属元素分析方法研究”(454-0401-YBN-BFOE)
详细信息
    作者简介: 付永立, 高级工程师, 主要从事X射线荧光光谱、发射光谱分析及技术管理工作。E-mail:fuyongli888@126.com
    通讯作者: 程文翠, 高级工程师, 主要从事实验测试分析及技术管理工作。E-mail:chwencui1965@163.com
  • 中图分类号: O657.31;P62

Evaluation in the Application of Multi-instrument Synergy X-ray Fluorescence Spectrometry in a Regional Geochemical Survey

More Information
  • 在区域地球化学调查样品多元素分析测试中,通常将XRF、ICP-OES、ICP-MS、AFS等仪器相互配套使用,但由于XRF测定20多个元素,与其他仪器测定速度并不同步,影响了项目的整体进度。本方法对配套方案进行了优化,调整了XRF部分测量元素的分析方法,即将基体校正和谱线重叠校正涉及Na2O、MgO、V的数据由ICP-OES法测量;Cu、Pb、Zn、Mn、Th的数据由ICP-MS法测量;As、Bi的数据由AFS法测量。优化后的XRF方法测量元素减少为16个:SiO2、Al2O3、CaO、TFe2O3、K2O、Ti、P、Sr、Ba、Zr、Nb、Y、Rb、Br、Ga、Cl。通过设计的XRF数据处理程序,实现了这些不同方法的测量数据共享,利用ICP-OES、ICP-MS、AFS等测量数据对XRF数据进行基体效应和谱线重叠干扰校正。本方法精密度(RSD,n=12)为0.55%~8.22%,准确度(△logC)为0.000~0.031,用国家标准物质及实际样品验证的结果满足区域地球化学调查样品分析测试质量规范要求。本方案减少了XRF直接测量元素的数量,提高了多种仪器协同的分析效率。
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  • 图 1  数据处理流程示意图

    Figure 1. 

    表 1  XRF仪器工作参数

    Table 1.  Working parameters of the XRF instrument

    元素 电压(kV) 电流(mA) 滤光片 准直器 晶体 探测器 PHA 2θ(°) 测量时间(s)
    谱峰 背景1 背景2 谱峰 背景
    Cl 50 70 OUT Std Ge PC 140~300 92.780 94.35 - 60 20
    Nb 50 70 F-Cu Fine LiF1 SC 100~280 21.374 20.98 21.76 15 5
    Zr 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 22.502 23.02 - 15 5
    Y 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~280 23.759 23.02 24.44 15 5
    Sr 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 25.123 24.64 25.64 15 5
    Rb 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~290 26.600 26.00 - 15 5
    Th 50 70 F-Cu Fine LiF1 SC 70~270 27.455 27.08 - 20 10
    Br 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 29.943 30.92 - 30 15
    Bi 50 70 F-Cu Fine LiF1 SC 90~270 32.990 32.46 - 20 8
    Pb 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 28.240 28.94 - 20 10
    Ga 50 70 OUT Std LiF1 SC 80~290 38.879 38.42 39.56 15 5
    Zn 50 70 OUT Std LiF1 SC 90~300 41.785 42.38 - 15 5
    Cu 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 45.010 45.56 - 20 10
    Ni 50 70 OUT Std LiF1 SC 80~310 48.639 48.12 49.36 20 10
    TFe2O3 50 70 F-Ti Fine LiF1 SC 90~330 57.471 58.40 - 10 4
    Mn 50 70 OUT Std LiF1 SC 90~330 62.957 63.70 - 15 5
    Cr 50 70 OUT Ultra LiF1 SC 70~340 69.321 68.50 - 20 10
    V 50 70 OUT Fine LiF1 SC 100~270 76.877 76.08 - 20 10
    Ti 50 70 OUT Std LiF1 SC 70~360 86.110 85.00 - 15 5
    Ba 50 70 OUT Fine LiF1 SC 100~300 87.135 86.72 87.94 15 5
    CaO 50 70 OUT Fine LiF1 PC 120~280 113.125 110.90 - 10 4
    K2O 50 70 OUT Std LiF1 PC 120~280 136.675 133.55 - 10 4
    P 50 70 OUT Std Ge PC 150~290 141.021 143.55 - 10 4
    SiO2 50 70 OUT Fine PET PC 100~330 108.936 110.30 - 10 4
    Al2O3 50 70 OUT Fine PET PC 100~300 144.562 147.45 - 10 4
    MgO 50 70 OUT Std RX35 PC 100~330 21.165 23.55 - 15 5
    Na2O 50 70 OUT Std RX35 PC 110~350 25.605 27.50 - 15 5
    As 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 33.980 33.50 33.56 20 5
    Rh 50 70 OUT Std LiF1 SC 100~300 18.385 - - 20 -
    注:背景栏中“-”表示不扣背景。
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    表 2  基体效应校正和谱线重叠校正元素

    Table 2.  The correction of matrix effect and spectral line overlap interference

    元素 吸收-增强 谱线重叠
    Cl CaO,Fe2O3,Al2O3 -
    Nb Fe2O3,Al2O3,Na2O,K2O -
    Zr SiO2,Fe2O3,CaO,Al2O3 Sr
    Y - Rb
    Sr Fe2O3,CaO,Al2O3 -
    Rb Fe2O3,CaO,Al2O3 -
    Th SiO2,Fe2O3 Rb,Bi
    Br Fe2O3,CaO,Al2O3 As,Pb
    Bi Fe2O3,Al2O3 -
    Pb SiO2,Al2O3 Th
    Ga Fe2O3,CaO -
    Zn SiO2,Fe2O3,Al2O3,MgO -
    Cu Fe2O3,CaO,Al2O3,Na2O,K2O -
    Ni SiO2,Fe2O3,Al2O3 Y
    TFe2O3 CaO,K2O,MgO,Na2O -
    Mn Fe2O3,CaO,Al2O3 -
    Cr SiO2,Fe2O3,CaO,Al2O3 V
    V CaO,Al2O3 Ti,Ba
    Ti Fe2O3,CaO,Al2O3,MgO -
    Ba Fe2O3,CaO Ti
    CaO SiO2,Fe2O3,Al2O3,MgO -
    K2O Fe2O3,CaO,Al2O3,Na2O -
    P CaO -
    SiO2 Fe2O3,CaO,Al2O3,MgO -
    Al2O3 Fe2O3,CaO,K2O,MgO,Na2O -
    MgO SiO2,Fe2O3,CaO,Al2O3,Na2O -
    Na2O SiO2,Fe2O3,CaO,Al2O3,K2O -
    As - Bi,Pb,Th
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    表 3  方法检出限

    Table 3.  Detection limits of the method

    组分 检出限
    本法 规范
    SiO2 0.100 0.10
    Al2O3 0.039 0.05
    CaO 0.047 0.05
    K2O 0.048 0.05
    Fe2O3 0.049 0.05
    Ti 9.800 10.00
    P 8.700 10.00
    Nb 1.800 2.00
    Zr 1.7 2.0
    Y 1.0 1.0
    Sr 4.7 5.0
    Ba 7.9 10
    Rb 8.3 10
    Br 0.9 1.0
    Ga 1.9 2
    Cl 19.4 20
    注:氧化物的单位为10-2,其他元素的单位为10-6
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    表 4  方法准确度和精密度

    Table 4.  Accuracy and precision tests of the method

    组分 △logC RSD(%)
    SiO2 0.000~0.011 0.58~1.14
    Al2O3 0.002~0.017 0.65~1.62
    CaO 0.000~0.019 0.62~1.25
    TFe2O3 0.000~0.019 0.57~1.33
    K2O 0.000~0.015 0.55~1.06
    Ti 0.001~0.019 1.05~1.58
    P 0.006~0.024 2.39~4.53
    Zr 0.001~0.018 0.86~2.29
    Nb 0.001~0.019 1.98~3.42
    Y 0.002~0.022 0.88~3.75
    Sr 0.003~0.019 0.81~1.88
    Ba 0.000~0.027 2.11~2.96
    Rb 0.001~0.011 0.63~1.45
    Br 0.002~0.031 2.56~7.92
    Ga 0.002~0.019 2.77~5.37
    Cl 0.004~0.030 2.57~8.22
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出版历程
收稿日期:  2017-03-07
修回日期:  2017-07-07
录用日期:  2017-08-14

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