X射线荧光光谱法测定铜精矿中砷铅和镉研究

王燕 刘海英

摘要：本文采用粉末直接压片制样，用X射线荧光光谱法测定铜精矿中砷、铅和镉的含量。本文通过对分析线的选择，工作曲线的校正、精密度及准确度等讨论，指出本文所用方法具有较强的价值和意义。

关键词：X射线荧光光谱法；测定；铜精矿；砷；铅；镉

中图分类号：P618.41 文献标识码：A 文章编号：

铜精矿是国家重要资源性商品，砷、铅和镉属于铜精矿产品中的有害元素，国家质量监督检验检疫总局、商务部、国家环保总局联合发布的第49号公告，以及国家强制性标准GB20424-2006规定了铜精矿产品中所含有害元素的限量。目前，砷、铅和镉等元素的分析通常采用火焰原子吸收光谱法、滴定法、氢化物发生-原子荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)等，上述方法存在分析程序繁琐、操作复杂、无法满足对铜精矿中有害元素实时监控等缺点。本工作采用粉末直接压片制样，用X射线荧光光谱法测定铜精矿中砷、铅和镉的含量。并采用理论影响系数法进行基体校正，样品的分析过程仅需10分钟左右即可完成。

1试验部分

1.1仪器与试剂

54型X射线荧光光谱仪;HP40压片机;行星研磨仪。

所用硼酸为化学纯，微晶纤维素为分析纯。

1.2仪器工作条件

端窗型锗靶X射线管，功率4kw，电压为60kV，探测器为闪烁计数器(SC)，分光晶体为LIF20。，其他测量条件见表1。

表l仪器工作条件

1.3试验方法

将样品研磨至粒径为0.074mm(200目)，于(105士5)℃下烘干40min，冷却至室温。称取烘干后试样(5.000士0.005)g，加人0.59微晶纤维素，在研磨仪上以转速350r·min-1研磨2min，于压片机上以硼酸镶边垫底15t压力下保持40s。用洗耳球吹去试料片表面存在的浮尘，制得的样片光滑平整，无裂纹，在仪器工作条件下进行测定。

1.4标准样片的选择和制备

采用国家一级标准物质(GBW07166、GBW07169、GBW07170、GBW070075、GI3W070076)，行业级标准物质(YSS021-2004、YSS022-2004、YSS029-2006)绘制工作曲线，标准物质中未标示的成分以化学法定值，为了使工作曲线测量范围更合理适用，增加了3个经化学法定值的铜精矿样品(S-1、S-2、S-3)作为标准物质参与工作曲线的制作。另外对基体和轻元素等以扫描模式进行了测量，使得目标元素可以获得软件更为合理的计算评估。标准物质中待测元素含量见表2。

表2标准物质中待测元素的质量分数

2结果与讨论

2.1分析线的选择

考虑到铜精矿中砷和镉的含量水平都较低，选择强度较高的线作为分析线，砷的和铅的线互有干扰，以铅作重叠峰校正，铅的分析线选择与线，避开砷的干扰线。

2.3样品量的选择

分别取 YSS029-2006和 YSS021-2004两个样品各1.000，2.000，3.000，4.000，5.0009，按试验方法进行样品压片测定。结果表明:样品量达到3.0000以上时，砷、镉和铅的分析结果受样品量的影响很小。试验选择样品制备时样品量为5.0000。

2.4压力和保压时间的选择

取研磨好的铜精矿样品，在不同的压力下，选择不同的保压时间，测定各元素的荧光强度。结果表明:当压力为15t、保压时间为40s时，压片效果最好。

2.5工作曲线的校正及检出限

在仪器工作条件下测量GBW07166、GBW07169、GBW07170等8个标准物质和3个化学法定值的铜精矿样品的荧光强度。用随机分析软件SPectraplus中的理论影响系数法进行回归及基体效应的校正，见式(1)。

(1)

式中: 、为测量元素和干扰元素的浓度; 和b为工作曲线的斜率和截距; 为测量元素的荧光强度; 为理论影响系数。

按测定值的3倍标准偏差比斜率计算各元素的检出限，校正后砷、铅和福的检出限依次为9，35，13mg·g-1。

2.6方法的精密度

选择一个铜精矿样品制备11个样片，按试验方法进行测定，对其中一个样片连续3d重复测定共计11次，测定结果见表3。

表3精密度试验结果(n=11)

2.7方法的准确度

按试验方法对3个铜精矿样品进行分析，并与化学法的结果进行比对，结果(质量分数)见表4。分析结果在允许误差内，能满足分析要求。

表4准确度试验结果 %

采用X射线荧光光谱法结合直接粉末压片技术建立的测定铜精矿中砷、铅和镉含量的方法，有效地节省了分析时间，提高了分析效率，能满足铜精矿中砷、铅和镉含量的快速测定要求。

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