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[摘 要]主要研究非金属矿二级标样配置及其粉末样品XRF分析方法，对分技术XRF分
析的主要方法进行了介绍，并通过实验建立了一套非金属矿二级标样与粉末样品XRF分析方法，实验结果证明效果良好。
[关键词]非金属矿；二级标样；样品分析
中图分类号：P870 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0377-01
二氧化硅、氧化铝、氧化亚铁、氧化钙、氧化钾等是众多硅酸盐矿物、造岩矿物与工业矿物的基本化学组成，是非金属研究领域非常重要的研究内容，现阶段，非金属矿化学成分测试主要有化学分析、原子吸收光谱、X射线荧光光谱法等，XRF分析方法精度高，分析范围广，有着良好的重现性，样品前处理工作不十分复杂，是一种理想的多元素同时快速分析方法，在非金属矿化学成分测试分析中有着广泛的应用。
一、非金属的XRF分析
XRF分析制样方法主要有融片法和压片法，融片法能够有效消除样品基体效应，有着更高的分析精度，但是是一种分析成本较高的方法，并且耗时相对较长，也有一些成分会在高温熔融过程中挥发，导致其应用受到了较大的限制。
对比之下，压片法有着样品制作工序简单，分析效率高、速度快的优势，成本较低，不会对样品造成严重的破坏，在实际生产分析中的应用有着较大的优势。但是压片法过分依赖标样，要求较高，受非金属矿物样品矿物效应与粒度效应影响较大。为了进一步提高分析精确度，消除不良影响，需要选择和待测样品相似标样制定测试工作曲线，采用一对一的方式进行分析。实际工作中，非金属矿样种类繁杂，但是待测样品对应标样往往十分有限，获取十分困难，限制了压片法的实际应用。其他XRF分析方法也面临着同样的问题，通常都采用配置次级标样来解决。
二、实验研究
（一）实验材料与设备
选择钾长石为研究对象，按照待测样品矿物岩石学特征，选择国家以及标准样品与高纯石英石配置用于测试分析的次级标样，采用非金属矿XRF压片法制备样本，建立有效的非金属矿粉样品XRF实验。
选择的非金属一级标样主要有钾长石标样、钠长石标样、高纯石英等，待测样品为钾长石矿。使用丹东方圆仪器有限公司生产的DX-2700型X射线粉晶衍射仪进行矿物相分析。Cu靶Ka射线，Ni片滤光，管电压40kV，管电流30mA。使用日本岛津公司产XRF-1800X射线荧光光谱仪进行分析测试，粉末样品加工选择振动磨进行，粉末压片使用粉末压片机进行操作。
（二）实验方法
1.粒度小于74μm样品，105℃烘干2h。
2.取出样品，冷却之后取适量倒入置于平板模具上的PVC塑料环（D40mm，d35mm，h5mm），30t压力下加压，持续30s压制成型。
3.测定二氧化硫、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钾、氧化钠、氧化钛含量。
三、结果、讨论
（一）以及标样和待测样品矿物岩石学特征
经过分析，待测样本主要成分为钾长石，并含有少量钠长石与一定量石英，根据待测样品化学成分与矿物晶体化学式能够获得待测样品对应矿物含量。实验用的高纯石英标样为纯石英，钾长石标样矿物组成和待测样品之间有着一定的相似性，以微斜长石和正长石为主，伴随少量钠长石和石英，钠长石标样几乎全部组分均为钠长石。经过组分分析，认为选用的一级标样已经涵盖了待测矿物样品种类，满足二级标样配制的需求。
（二）二级标样配置方法
XRF是一种采用和标准物质化学成分分析比较来开展测量的方法，所以标准物质的使用对样品测定有着直接的影响，对样品测定精确度有着直接影响，选择压片法制备样品时样品矿物效应、粒度效应以及样品组分不均匀分布都会造成较大的测量误差，但是XRF测量分析原理要求全部进入到XRF检测的标准样品和待测样品之间特征应该尽量类似，对于矿物岩石样品，要保证二者矿物岩石学特征尽量相同，符合相似原理。
本次试验中发现，尽管钾长石标样与矿物标准之间比较类似，但是相应矿物在含量上存在着较大的差别，化学成分差异也比较大，矿石及其加工产品在化学成分方面变化较大，单一标样难以满足测试工作需求，为了保证XRF测试精度，需要与另外两个标样仪器进行调节，保证二级标样和待测样品矿物岩石力学特征尽量相似。
矿物岩石学特征相似原理要求非金属矿物二级标样配置在矿物种类相同时，矿物含量应该尽量类似，考虑到不同矿物晶体结构与化学性质之间存在的差别，即便标样和待测样品之间有着相似的化学特征，矿物效应也会导致测试结果偏差。与此同时，如果标样和待测样本之间的化学成分存在较大的差别，对测试结果准确性也会造成较大的影响，而为了适应待测样品成分波动和矿物加工需要，矿石需要进行进一步的提纯加工。通过绘制XRF标准曲线，能够满足无限待测样品检测的需要。根据钾长石工业指标，能够确定二级标样的配制方案，并据此计算一级标样在对应二级标样中的配制比例，并根据一级标样化学成分和配置比例计算二级标样化学成分，按照二级标样5000mg总量与一级标样配制比例称取一级标样，充分混合获得二级标样。
实验中，钾长石一级标样与4个二级标样获得的相关化学成分标准工作曲线均为近似曲线，表示配置的二次标样还是比较理想的，理论上说，配置二级标样化学成分理论值与实际测量结果之间仍然存在一定的误差，经过误差分析，认为测试仪器是准确的，绘制的XRF工作曲线也符合測试分析要求。
四、结论
按照非金属矿有限标样与待测样品矿物岩石力学特征进行二级标样配置，能够有效缓解非金属矿物粉末测试标样不足的情况，应用二级标样与待测样品矿物岩石学特征相同相似原理配置二级标样，可以有效消除矿物效应对测试精度的影响。
非金属矿二级标样配制要求二级标样有着和待测样品一致的种类、矿物含量与化学成分，用以适应待测样品成分波动和矿物加工需要。
采用实验方法确定非金属矿XRF压片方法的样品制备条件，并且绘制了标样工作曲线，对非金属矿分析工作有着很大帮助，结果与化学分析方式相近，表明这种方法有着良好的准确度，可以有效消除矿物效应。
参考文献
[1] 周迪平，陈锁泉，胡海敏.X射线荧光光谱法在有色冶金分析中的应用[J].稀有金属，2012（4）：288-302.
[2] E.P.伯廷（著），李瑞诚，鲍永夫，吴效林（泽）.X射线光谱分析原理及应用[M].北京：国防工业出版社，2012.
[3] 简虎，吴松坪，姚高尚，等.能量色散X射线荧光光谱分析及其应用[J].电子质量（测试技术卷），2013（l）：13-15.
[4] 蔡鳃，李吕华，刘章大.用能量色型X荧光法测定超高磷铸铁中磷[J].光谱学与光谱分析，2012，19（3）：441-443.
[5] 冯钦忠，陈改明.粉末压片法-能量色散X荧光光谱快速测定高炉渣[J].冶金分析，2012，19（3）：51-52.
析的主要方法进行了介绍，并通过实验建立了一套非金属矿二级标样与粉末样品XRF分析方法，实验结果证明效果良好。
[关键词]非金属矿；二级标样；样品分析
中图分类号：P870 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0377-01
二氧化硅、氧化铝、氧化亚铁、氧化钙、氧化钾等是众多硅酸盐矿物、造岩矿物与工业矿物的基本化学组成，是非金属研究领域非常重要的研究内容，现阶段，非金属矿化学成分测试主要有化学分析、原子吸收光谱、X射线荧光光谱法等，XRF分析方法精度高，分析范围广，有着良好的重现性，样品前处理工作不十分复杂，是一种理想的多元素同时快速分析方法，在非金属矿化学成分测试分析中有着广泛的应用。
一、非金属的XRF分析
XRF分析制样方法主要有融片法和压片法，融片法能够有效消除样品基体效应，有着更高的分析精度，但是是一种分析成本较高的方法，并且耗时相对较长，也有一些成分会在高温熔融过程中挥发，导致其应用受到了较大的限制。
对比之下，压片法有着样品制作工序简单，分析效率高、速度快的优势，成本较低，不会对样品造成严重的破坏，在实际生产分析中的应用有着较大的优势。但是压片法过分依赖标样，要求较高，受非金属矿物样品矿物效应与粒度效应影响较大。为了进一步提高分析精确度，消除不良影响，需要选择和待测样品相似标样制定测试工作曲线，采用一对一的方式进行分析。实际工作中，非金属矿样种类繁杂，但是待测样品对应标样往往十分有限，获取十分困难，限制了压片法的实际应用。其他XRF分析方法也面临着同样的问题，通常都采用配置次级标样来解决。
二、实验研究
（一）实验材料与设备
选择钾长石为研究对象，按照待测样品矿物岩石学特征，选择国家以及标准样品与高纯石英石配置用于测试分析的次级标样，采用非金属矿XRF压片法制备样本，建立有效的非金属矿粉样品XRF实验。
选择的非金属一级标样主要有钾长石标样、钠长石标样、高纯石英等，待测样品为钾长石矿。使用丹东方圆仪器有限公司生产的DX-2700型X射线粉晶衍射仪进行矿物相分析。Cu靶Ka射线，Ni片滤光，管电压40kV，管电流30mA。使用日本岛津公司产XRF-1800X射线荧光光谱仪进行分析测试，粉末样品加工选择振动磨进行，粉末压片使用粉末压片机进行操作。
（二）实验方法
1.粒度小于74μm样品，105℃烘干2h。
2.取出样品，冷却之后取适量倒入置于平板模具上的PVC塑料环（D40mm，d35mm，h5mm），30t压力下加压，持续30s压制成型。
3.测定二氧化硫、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钾、氧化钠、氧化钛含量。
三、结果、讨论
（一）以及标样和待测样品矿物岩石学特征
经过分析，待测样本主要成分为钾长石，并含有少量钠长石与一定量石英，根据待测样品化学成分与矿物晶体化学式能够获得待测样品对应矿物含量。实验用的高纯石英标样为纯石英，钾长石标样矿物组成和待测样品之间有着一定的相似性，以微斜长石和正长石为主，伴随少量钠长石和石英，钠长石标样几乎全部组分均为钠长石。经过组分分析，认为选用的一级标样已经涵盖了待测矿物样品种类，满足二级标样配制的需求。
（二）二级标样配置方法
XRF是一种采用和标准物质化学成分分析比较来开展测量的方法，所以标准物质的使用对样品测定有着直接的影响，对样品测定精确度有着直接影响，选择压片法制备样品时样品矿物效应、粒度效应以及样品组分不均匀分布都会造成较大的测量误差，但是XRF测量分析原理要求全部进入到XRF检测的标准样品和待测样品之间特征应该尽量类似，对于矿物岩石样品，要保证二者矿物岩石学特征尽量相同，符合相似原理。
本次试验中发现，尽管钾长石标样与矿物标准之间比较类似，但是相应矿物在含量上存在着较大的差别，化学成分差异也比较大，矿石及其加工产品在化学成分方面变化较大，单一标样难以满足测试工作需求，为了保证XRF测试精度，需要与另外两个标样仪器进行调节，保证二级标样和待测样品矿物岩石力学特征尽量相似。
矿物岩石学特征相似原理要求非金属矿物二级标样配置在矿物种类相同时，矿物含量应该尽量类似，考虑到不同矿物晶体结构与化学性质之间存在的差别，即便标样和待测样品之间有着相似的化学特征，矿物效应也会导致测试结果偏差。与此同时，如果标样和待测样本之间的化学成分存在较大的差别，对测试结果准确性也会造成较大的影响，而为了适应待测样品成分波动和矿物加工需要，矿石需要进行进一步的提纯加工。通过绘制XRF标准曲线，能够满足无限待测样品检测的需要。根据钾长石工业指标，能够确定二级标样的配制方案，并据此计算一级标样在对应二级标样中的配制比例，并根据一级标样化学成分和配置比例计算二级标样化学成分，按照二级标样5000mg总量与一级标样配制比例称取一级标样，充分混合获得二级标样。
实验中，钾长石一级标样与4个二级标样获得的相关化学成分标准工作曲线均为近似曲线，表示配置的二次标样还是比较理想的，理论上说，配置二级标样化学成分理论值与实际测量结果之间仍然存在一定的误差，经过误差分析，认为测试仪器是准确的，绘制的XRF工作曲线也符合測试分析要求。
四、结论
按照非金属矿有限标样与待测样品矿物岩石力学特征进行二级标样配置，能够有效缓解非金属矿物粉末测试标样不足的情况，应用二级标样与待测样品矿物岩石学特征相同相似原理配置二级标样，可以有效消除矿物效应对测试精度的影响。
非金属矿二级标样配制要求二级标样有着和待测样品一致的种类、矿物含量与化学成分，用以适应待测样品成分波动和矿物加工需要。
采用实验方法确定非金属矿XRF压片方法的样品制备条件，并且绘制了标样工作曲线，对非金属矿分析工作有着很大帮助，结果与化学分析方式相近，表明这种方法有着良好的准确度，可以有效消除矿物效应。
参考文献
[1] 周迪平，陈锁泉，胡海敏.X射线荧光光谱法在有色冶金分析中的应用[J].稀有金属，2012（4）：288-302.
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[3] 简虎，吴松坪，姚高尚，等.能量色散X射线荧光光谱分析及其应用[J].电子质量（测试技术卷），2013（l）：13-15.
[4] 蔡鳃，李吕华，刘章大.用能量色型X荧光法测定超高磷铸铁中磷[J].光谱学与光谱分析，2012，19（3）：441-443.
[5] 冯钦忠，陈改明.粉末压片法-能量色散X荧光光谱快速测定高炉渣[J].冶金分析，2012，19（3）：51-52.