有色金属矿石化学成分鉴定中 X射线荧光光谱分析法的应用

有色金属矿石化学成分鉴定中 X射线荧光光谱分析法的应用

何金洋

中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 广西桂林 541004

摘要：近年来，有色金属矿石的开发满足了生产生活中的各种需求。因此，有色金属开发与人们的生产生活有着不可分割的关系，为提高有色金属矿石的利用价值，本文将有色金属矿石开发中的化学成分鉴定作为研究对象，充分分析了X射线荧光光谱分析法的优势，并以相应的案例分析为基础，探讨了X射线荧光光谱分析法在金属矿石化学成分鉴定中的具体应用，通过此分析法，有关人员能够掌握有色金属的具体性质，实现有色金属的科学利用。

关键词：有色金属矿石；化学成分鉴定；X射线荧光光谱分析法；应用

近年来，随着生产生活中对有色金属的依赖性逐步增大，有关部门逐步加大了有色金属的开发力度。由于有色金属矿石物理化学性质的特殊性，在这类矿石资源的开发过程中，需加强对化学成分的鉴定与分析，只有这样，才能够充分掌握有色金属矿石内的化学成分，进而确定其性质。X射线荧光光谱分析法在有色金属矿石化学成分的分析方面具有干扰性小、选择性高、保持样品完整性的优势，利用此方式能够发挥有色金属巨大的经济效益。

1.X射线荧光光谱法的基本原理

在有色金属矿石化学成分的鉴定与分析过程中，如果应用的是X射线荧光光谱分析法，往往需借助于专业的X射线荧光光谱仪来完成，其结构如图1所示。在X射线荧光光谱的分析过程中，X射线管内会发射出原级X射线，而这些经由发出的射线会经由滤光片加以照射出去，这种情况下，荧光X射线也就在相应的样品中产生出来。荧光X射线与原级X射线在样品上的散射线会经由光阑、吸收器等专业装置，最终以平行光束的形式照射到相应的分析晶体上。在晶体的分析过程中，入射的X射线总体上会遵循布拉格定律衍射，经由次级准直器晶体的散射线、衍射线最终在进入相应的探查仪器以后，会实施信号的转换，光信号向电压信号的转化在经由仪表放大器、脉冲幅度分析器等，可以为相应的测量与成分分析提供可靠依据^[1]。在相关数据的定量分析过程中，专业人员可以直接将脉冲信号输入计算机内部，由计算机来实施相应的数据分析与处理，从中提取中相应的元素含量等信息，而在经由数据处理以后，计算机能够直接读取这些分析结果。

图1X射线荧光光谱仪的结构

2.X射线荧光光谱法的特点

在物质成分分析方面，X射线荧光光谱分析法的优势极为明显，主要体现在以下方面：（1）X射线荧光光谱的分析过程中，X射线光谱基本上不会受到化学键的影响。与原子发射光谱法相比，除了氢元素难以校正以外，在其他元素的定量分析上，校正相对便捷，有效避免了基体吸收与增强效应对定量分析产生的不利影响，总体上具有谱线简单、抗干扰性较强的特征。（2）不存在连续的X射线光谱，与原级X射线发射光谱法相比，主要为散射线，这种情况下，本体的强度相对较小，谱峰与本体的对比度、分析灵敏度大大提高，具有操作的便捷性与灵活性，在固态、液态样品的分析上具有适用性，且一些分析环节还能够实现自动化处理^[2]。

3.X射线荧光光谱分析法的应用要点

3.1明确X射线的分析原理

如果在有色金属矿石化学成分的鉴定中采用的是X射线荧光光谱分析法，为保障分析结果的可靠性，相关人员在分析与技术应用之前，需明确掌握X射线的分析原理。X射线荧光光谱属于一种电磁波，其在有色金属矿石化学成分的鉴定过程中，可以起到荧光、衍射、穿透等作用。X射线的带电离子可以对物体本身发起轰击，在此过程中有效实现了X射线与矿石物质的能量交换。而能量交换必然伴随着辐射能的出现，而辐射能主要为连续光谱与特征光谱，两者相比较，连续光谱的波长变化会影响作用强度的变化，进而对谱线造成一定的干扰；而特征光谱的应用中，相关鉴定人员可以充分应用X射线的衍射功能，借助于单色器将元素特征谱线实施分光鉴定处理。

3.2鉴定元素定性

有色金属矿石化学成分的鉴定过程中，元素定性鉴定是关键环节，主要包含了以下环节：（1）鉴定人员需严格根据相应的标准来进行样品面罩、视野光栏的选择，当专业探测器在获得鉴定衍射波谱以后，能够结合巴拉格定律、莫塞莱定律来对谱图中的异常元素加以分析^[3]。（2）在一定的视野光栏条件下，鉴定人员需结合相应的测量条件来利用元素分布分析法来对元素实施定性分析。（3）根据前期的分析结果，绘制元素异常分布图形。

3.3鉴定元素定量

有色金属矿石的性质相对特殊，其内部包含了多种的化学成分，在各种化学成分的鉴定过程中，相关人员需对已有的矿石标本实施磨片、切割与抛光等基础的鉴定处理。在测量参数的选择上，主要是工作电流、工作电压与功率等参数的选择。

4.有色金属矿石化学成分鉴定中X射线荧光光谱分析法的应用

以黑钨、白钨精矿作为研究对象，在此研究过程中，采用X射线荧光光谱分析法，其鉴定流程主要包含了 以下方面：

4.1试样处理与制法

黑钨、白钨精矿等矿石的均匀性相对较差，因此，为保障其在成分鉴定与分析过程中能够满足检测的要求，相关鉴定人员需在开始之前，首先对原始试样实施多次粉碎缩分均匀混合处理，将试样放置于110℃烘箱内静置2h，以去除试样中的水分，利用球磨机圆盘震动粉碎机粉碎^[4]。在试验溶液状态样品的制作过程中，需首先根据滤纸技术来将样品制成薄样，从而消除样品本身对基体效应所产生的不利影响。

4.2实验仪器与系统选择

为保障X射线荧光光谱分析法的有效应用，相关鉴定人员必须要进行实验仪器的选择，比如，可以将PW2426型色散X光射线荧光光谱分析仪作为主要的设备，该仪器的内部主要包含了准直器面罩、初级铝箔片、流气探测器等。在实际的鉴定过程中，主要是将Be作为端窗型出口窗材料，这种材料能够满足鉴定的基本要求，尤其是在相关元素的定量与定性鉴定方面，其材料性能优势相对明显。在鉴定过程中，由于杂质对X射线管造成的干扰，保障原级谱线的整体质量，往往需在样品与射线管之间放置相应的滤光片。

4.3鉴定结果验证

在有色金属矿石化学成分鉴定结果的验证过程中，相关人员需结合鉴定过程中，获得X射线荧光光谱校正曲线，即使是在低含量标样的情况下，也能够保障含量计算的精准性，也就是能够获得相应的荧光强度，在计算的过程中，相关人员需严格根据相应的计算公式来进行^[5]。鉴定结果的验证过程中，可以在钨矿石标本中选取2件，连续对这2件标本实施12次的检测，进而根据每次的测定结果，保障钨矿石组分情况的掌握，获得鉴定的平均值、相对偏差与标准偏差等数值。总之，在应用X射线荧光光谱分析法进行有色金属矿石化学成分的鉴定过程中，相关人员同样需遵守相应的规范与要求，只有保障了检测、鉴定的规范性，才能够获得可靠的鉴定结果。

结束语：

近年来，X射线荧光光谱分析法在有色金属矿石化学成分的分析上具有明显的技术优势，能够获得可靠的鉴定结果，进而为各类有色金属矿石的利用提供可靠的依据。在实际的应用过程中，相关人员需遵守相应的要点，保障鉴定的规范进行。

参考文献：

[1]裴彦.关于X射线荧光光谱法在地质样品检测中的应用研究[J].世界有色金属,2017(5):216.

[2]施雁超.有色金属矿石化学成分鉴定中X射线荧光光谱分析法的应用研究[J].世界有色金属,2018(02):216+218.

[3]郭军锋.探讨铁矿石检测中钴内标X射线荧光光谱分析法的运用[J].中国金属通报,2017(8):127.

[4]金辉.X射线荧光光谱法在我国矿石分析中的应用[J].技术与市场,2015,22(10):62+64.

[5]卢卫星,李广汉.丰山铜矿X射线荧光光谱分析法与传统滴定法的对比研究[J].采矿技术,2016,016(003):70-71+96.