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

X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用

梁述廷, 刘玉纯, 刘瑱, 林庆文. X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用[J]. 岩矿测试, 2013, 32(6): 897-902.
引用本文: 梁述廷, 刘玉纯, 刘瑱, 林庆文. X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用[J]. 岩矿测试, 2013, 32(6): 897-902.
Shu-ting LIANG, Yu-chun LIU, Zhen LIU, Qing-wen LIN. Application of in-situ Micro-X-ray Fluorescence Spectrometry in the Identification of Lead-Zinc Ore[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(6): 897-902.
Citation: Shu-ting LIANG, Yu-chun LIU, Zhen LIU, Qing-wen LIN. Application of in-situ Micro-X-ray Fluorescence Spectrometry in the Identification of Lead-Zinc Ore[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(6): 897-902.

X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用

  • 基金项目:
    安徽省国土资源厅科技项目(2010-g-35)
详细信息
    作者简介: 梁述廷,高级工程师,主要从事X射线荧光光谱分析与应用研究。E-mail:2290153532@qq.com
  • 中图分类号: P5757;O657.34

Application of in-situ Micro-X-ray Fluorescence Spectrometry in the Identification of Lead-Zinc Ore

  • 自然界很多矿物存在类质同象现象,它们在显微镜下特征相似难以区分,对于这类矿物的鉴定,需要借助X射线衍射分析、电子显微镜、电子探针分析和离子探针分析等手段,获取矿物的化学成分和结构,为矿物鉴别提供有用的信息。本文以铅锌矿石中比较典型且易于收集的方铅矿(Pb 86.60%、S 13.40%)和闪锌矿(Zn 67.10%、S 32.90%)为例,借助偏反光显微镜,初步鉴定矿石的矿物特征;再利用X射线荧光光谱仪微区分析功能,对铅锌矿石标本进行定性和定量鉴定,对矿石所表现的各种特征做矿物学解释。实验结果表明,铅锌矿石标本中存在S、Pb、Zn、Cd等异常元素,并对闪锌矿标本中Zn、S、Fe、Cd等异常元素进行分布分析,绘制组分的二维或三维分布图显示各元素分布的异常区域高度一致;在电荷耦合器的实时监控下,对铅锌矿石标本靶区进行定点定量测定,根据所测组分含量,并结合矿物化学成分理论值定名为方铅矿和闪锌矿。本方法测定闪锌矿标本各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于4%,测定结果与电子探针测定结果吻合。本方法只要将矿石制成光片,无需喷碳处理,即可对铅锌矿石中主次量元素进行原位微区定性和定量分析,测定速度快且不破坏矿石标本,解决了类质同象矿物(如方铅矿和硒铅矿、闪锌矿和含铁闪锌矿等)在光学显微镜下鉴定困难的问题,提高了铅锌矿石定名的准确性,为岩矿鉴定工作提供一种新的技术手段。
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  • 图 1  铅锌矿石定性扫描图

    Figure 1. 

    图 2  闪锌矿元素二维分布分析图像

    Figure 2. 

    图 3  闪锌矿元素三维分布分析图像

    Figure 3. 

    表 1  仪器参数

    Table 1.  Working parameters of the instrument

    仪器参数种类及范围
    X射线管端窗型,Rh靶材,4 kW
    工作电压20~60 kV
    工作电流2~160 mA
    铍窗厚度30 μm
    视野光栏0.5~30 mm
    准直器S2,S4
    探测器PC,SC
    探测器窗膜厚度0.6 μm
    滤光片Zr,Cu,Ti,Al
    分光晶体RX25,Ge,PET,LiF200,LiF220
    样品观察装置电荷耦合器
    测试位置指定法样品台驱动装置
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    表 2  分析元素测定条件

    Table 2.  Determination conditions of analyzed elements

    元素分析线分析晶体准直器探测器电压电流2θ/(°)背景/(°)脉冲高度分析器(PHA)滤光片
    U/kVi/mALLUL
    SGeS4PC5560110.81 116.70 130300
    FeLiF200S4SC556057.51 60.30 90380
    ZnLiF200S4SC556041.79 42.50 90340
    Pb1LiF200S4SC556028.24 29.60 90300
    CdLiF200S4SC556015.29 17.50 100300Zr
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    表 3  实验用标准物质

    Table 3.  Standard reference materials in experiment

    分类使用编号标准物质名称
    D14钨酸锌
    J6
    J10
    J18
    J31
    J72硫化锑
    J73碲镉汞
    J74铅锡
    K3歪长石
    K4蔷薇辉石
    K7白铅矿
    K18黄铁矿
    K21橄榄石
    K26磷灰石
    K31钼铅矿
    K32硫砷玻璃
    K37蓝晶石
    K51方铅矿
    K52闪锌矿
    K55辉铋矿
    K56辉钼矿
    K58辰砂
    K60黄铜矿
    K64毒砂
    K68铬铅矿
    K69黑钨矿
    K73硫化镉
    K81硬玉
    K82菱镁矿
    K83氟化铅
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    表 4  精密度试验

    Table 4.  Precision tests of the method

    组分测定平均值
    w/%
    RSD/%
    S31.881.9
    Fe5.783.6
    Zn60.700.4
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    表 5  XRF微区分析与电子探针分析结果对照

    Table 5.  Comparison of analytical results by XRF microanalysis and electron microprobe analysis

    元素方铅矿1方铅矿2闪锌矿1闪锌矿2
    XRF
    微区
    分析
    电子
    探针
    XRF
    微区
    分析
    电子
    探针
    XRF
    微区
    分析
    电子
    探针
    XRF
    微区
    分析
    电子
    探针
    S13.3713.8613.2512.9732.6032.8532.3233.34
    Fe----8.838.114.964.57
    Zn----57.5557.3861.4660.93
    Pb84.5185.4885.6085.67----
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    表 6  铅锌矿石定性鉴定条件

    Table 6.  The conditions for qualitative analysis of lead-zinc ore

    2θ/(°)滤光片分光晶体探测器衰减器
    11~17ZrLiF200SC1/1
    20~64LiF200SC1/10
    107~114GePC1/1
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出版历程
收稿日期:  2013-06-13
录用日期:  2013-07-10

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