采用X射线荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用X射线荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法，准确称取1.5000—2.2000g萤石试样及萤石试样质量3.0‑3.3倍的荧光专用混合熔剂，混合均匀后置于黄‑铂金坩埚中，加入脱模剂溴化锂8滴，于高频自动熔样机中，按照预设的自动熔样程序进行熔片，制成用于分析的玻璃片，将熔融制备好的试样片放入波长色散型X射线荧光光谱仪中，选定工作参数，采用氟的Kα线作为分析谱线，由仪器测量，自动计算出试样中氟化钙的含量。本发明专利技术方法克服了试样的粒度效应和矿物效应，同时方法操作简便、耗时短、无化学试剂废液带来的污染、分析范围宽、准确度高、重现性好，适用于各类萤石成分的测定，尤其是碳酸钙、硫酸钙含量较高的萤石原矿中氟化钙的测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氟化钙含量的检测方法，具体涉及一种采用X荧光光谱仪测定萤石中氟化钙含量的方法。
技术介绍
萤石，又称氟石，化学式为CaF2，是一种钙的天然卤素化合物，是工业上最有用的氟矿物。萤石具有能降低难熔物质的熔点，促进炉渣流动，使渣和金属很好分离，在冶炼过程中脱硫、脱磷，增强金属的可煅性和抗张强度等特点。因此，它作为助熔剂被广泛应用于钢铁冶炼及铁合金生产、化铁工艺和有色金属冶炼。在化学工业中，萤石主要用作制造氢氟酸及其衍生物等化学制品(氟化钠、氟化铵等)，广泛用于制造制冷剂、电镀、玻璃腐蚀、铸件脱氧、木材防腐、铸件粘合剂等方面。在建材工业中，萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等行业。萤石的主要组成是氟化钙，含有一定量的碳酸盐、硫酸盐、二氧化硅、三氧化二铁等。萤石中氟化钙含量的高低决定了萤石的质量等级，氟化钙含量的测定则为萤石成分分析的重要项目。目前萤石中氟化钙测定的标准方法有化学法和荧光光谱法。化学分析方法基本上分为两种，一种为混合酸溶解样品，滴定法测定萤石中的总钙，然后减去碳酸钙、硫酸钙的含量，求得氟化钙的含量。另一种为用乙酸浸取除去碳酸钙、硫酸钙后，用混合酸溶解残渣，滴定法测定氟化钙的含量。两种化学分析方法都操作繁琐、周期长，且乙酸也能溶解少量的氟化钙，使得氟化钙的测定结果偏低，引入误差大、精密度不高。另外对于主成分是氟化钙的萤石，必须将样品粉碎全部通过0.063mm筛孔，样品中的氟化钙才能被酸溶解完全，否则测定结果偏低。对于我们日常检测分析制备的样品不可能达到0.063mm的粒度，分析前需再进行一次样品的粉碎，对于日常分析来说耗时长、可行性差。萤石中氟化钙测定的最常用方法为国标GB/T5195.1-2006，该标准规定了测定萤石中氟化钙含量的方法原理、试剂、装置、试样、分析步骤、分析结果的计算及允许差，该方法为仲裁法，需经沉淀、过滤等手续，分析流程复杂，消耗时间长，且存在废液对环境污染等问题，较难适应生产需要。而工厂进场原料批次多、数量大，要求实验室能够快速准确分析。X荧光光谱法行业标准中采用熔片法进行测定总钙的含量，然后转换为总氟化钙的含量，其将萤石中的碳酸钙、硫酸钙也一起作为氟化钙来计算，对于含碳酸钙、硫酸钙较高的样品则不适用，测试结果偏高。为了快速测定萤石中氟化钙的含量，有人提出了目测法与实际取样相结合的方法，同时改进萤石CaF2化验方法，利用硼酸-盐酸混合酸加热溶解并测定钙量，利用钙指示剂取代钙黄绿素、百里香酚酞和无水硫酸钾混合指示剂。但该方法测量精度不高，难以满足萤石中氟化钙含量的快速、精确测定。《南方金属》杂志2013年6月发表的“萤石中氟化钙含量的快速测定”一文中研究确定了两种快速方法:碱熔法；H3BO3—HCL直接酸溶法，并在原有基础上对分析条件作了改进.研究证明该方法缩短了试验时间，实验结果也比较准确、可靠，重现性较好。但该方法仍然采用人工滴定法，滴定终点的颜色变化难以把握，测试精度受化验测试人员经验的影响较大。
技术实现思路
本专利技术就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种操作简便、耗时短、准确度高、重现性好的采用X荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用X荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法，采用以下步骤和测试条件：步骤1：准确称取1.5000—2.2000g萤石试样及萤石试样质量3.0-3.3倍的荧光专用混合熔剂，萤石试样与荧光专用混合熔剂的总质量控制在5.0000—9.0000g之间，以7.0000—8.0000g之间为佳；所述的荧光专用混合熔剂是由四硼酸锂、偏硼酸锂配置而成，按质量百分含量配比为：四硼酸锂67％，偏硼酸锂33％；步骤2：将称取好的萤石试样与荧光专用混合熔剂混合均匀后，置于黄-铂金坩埚中，加入脱模剂溴化锂溶液8滴，于高频自动熔样机中，按照预设的自动熔样程序进行熔片，制成用于分析的萤石试样玻璃片；熔片条件为：预热时间170—190s，熔融温度910—950℃，熔融时间330—390s，自冷时间220—260s，风冷时间110—130s；熔融温度以940—950℃为佳；最合适的熔片条件为：预热时间180s，熔融温度950℃，熔融时间360s，自冷时间240s，风冷时间120s；所述X射线荧光光谱仪的管电压30～40kV、管电流为60～80mA。所述的脱模剂溴化锂溶液的浓度为：LiBr：30g/100mL。步骤3：将熔融制备好的萤石试样玻璃片放入波长色散型X射线荧光光谱仪中，选定X射线荧光光谱仪工作参数进行测量，自动计算出萤石试样中氟化钙的含量。在步骤3中，波长色散型X射线荧光光谱仪的工作参数为：选用氟的Kα线作为分析谱线，最大峰位为实际检测峰位，晶体为Rx25晶体，探测器为PC探测器，测量时间为40s；管电压40kV，管电流80mA。所述的波长色散X荧光光谱仪采用ZSXPrimusⅡ型波长色散X荧光光谱仪为佳，所述的高频熔样机采用AnalymateV8C型高频熔样机为宜。本专利技术采用X荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法的有益效果在于：本专利技术优于萤石中氟化钙测定的传统化学分析方法，克服了试样的粒度效应和矿物效应，同时方法操作简便、耗时短、无化学试剂废液带来的污染、分析范围宽、准确度高、重现性好，适用于各类萤石成分的测定，尤其是碳酸钙、硫酸钙含量较高的萤石原矿中氟化钙的测定。具体实施方式为更好地描述本专利技术，下面结合实施例，对本专利技术采用X荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法做进一步详细说明。但本专利技术并不局限于实施例。(一)仪器与试剂ZSXPrimusⅡ型波长色散X荧光光谱仪(日本理学公司，最大功率4.0kW)；AnalymateV8C型高频熔样机(北京静远世纪科技有限责任公司)；熔剂：荧光专用混合熔剂(67％四硼酸锂+33％偏硼酸锂)；脱模剂：溴化锂(LiBr：30g/100mL)，分析纯。(二)X荧光光谱仪工作参数经优化测量条件后所得氟化钙测量条件见表1。表1：氟化钙测量选定的X荧光光谱仪工作参数(三)测试方法准确称取2.0000g萤石试样，6.0000g荧光专用混合熔剂。将称取好的萤石试样与荧光专用混合熔剂混合均匀后，置于黄-铂金坩埚中，加入脱模剂溴化锂(LiBr：30g/100mL)8滴，于高频自动熔样机中，按照预设的自动熔样程序进行熔片，制成用于分析的萤石试样玻璃片。检查用于分析的萤石试样玻璃片表面应不含不熔物，也不应有结晶和气泡，有缺陷的萤石试样玻璃片废弃，重新熔片。将熔融制备好的试样片放入波长色散型X射线荧光光谱仪中，选定X射线荧光光谱仪工作参数，由仪器测量，自动计算出试样中氟化钙的含量。每次测定未知样品前，要进行质控样测量。如果质控样超差，则需要进行漂移校正，直至质控样符合允许差后方可进行未知样品的测量。(四)测试分析1样品前处理条件选择1.1玻璃熔片选择玻璃熔片法是将样品与熔剂、脱模剂等一起放在适当的坩锅中，在高温下熔融、混匀，快速冷却后，制成玻璃片。也就是说玻璃熔片法是以高温下的化学分解反应为基础的，而为了得到均匀的固态玻璃体，则需控制熔融物冷却过程中的相变过程。X射线荧光分析采用熔片法的目的主要有两个，第一是使样品中的化合物与混合熔剂完全反应形成真溶液，第二是使熔体冷却形成完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用X射线荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法，其特征在于采用以下步骤和测试条件：(1)准确称取1.5000—2.2000g萤石试样及萤石试样质量3.0‑3.3倍的荧光专用混合熔剂，萤石试样与荧光专用混合熔剂的总质量控制在5.0000—9.0000g之间；所述的荧光专用混合熔剂是由四硼酸锂、偏硼酸锂配置而成，按质量百分含量配比为：四硼酸锂67％，偏硼酸锂33％；(2)将称取好的萤石试样与荧光专用混合熔剂混合均匀后，置于黄‑铂金坩埚中，加入脱模剂溴化锂溶液8滴，于高频自动熔样机中，按照预设的自动熔样程序进行熔片，制成用于分析的萤石试样玻璃片；熔片条件为：预热时间170—190s，熔融温度910—950℃，熔融时间330—390s，自冷时间220—260s，风冷时间110—130s；所述的脱模剂溴化锂溶液的浓度为：LiBr：30g/100mL；(3)将熔融制备好的萤石试样玻璃片放入波长色散型X射线荧光光谱仪中，选定X射线荧光光谱仪工作参数进行测量，自动计算出萤石试样中氟化钙的含量。

【技术特征摘要】
1.一种采用X射线荧光光谱仪快速测定萤石中氟化钙含量的方法，其特征在于采用以下步骤和测试条件：(1)准确称取1.5000—2.2000g萤石试样及萤石试样质量3.0-3.3倍的荧光专用混合熔剂，萤石试样与荧光专用混合熔剂的总质量控制在5.0000—9.0000g之间；所述的荧光专用混合熔剂是由四硼酸锂、偏硼酸锂配置而成，按质量百分含量配比为：四硼酸锂67％，偏硼酸锂33％；(2)将称取好的萤石试样与荧光专用混合熔剂混合均匀后，置于黄-铂金坩埚中，加入脱模剂溴化锂溶液8滴，于高频自动熔样机中，按照预设的自动熔样程序进行熔片，制成用于分析的萤石试样玻璃片；熔片条件为：预热时间170—190s，熔融温度910—950℃，熔融时间330—390s，自冷时间220—260s，风冷时间110—130s；所述的脱模剂溴化锂溶液的浓度为：LiBr：30g/100mL；(3)将熔融制备好的萤石试样玻璃片放入波长色散型X射线荧光光谱仪中，选定X射线荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，华绍广，曾申进，汪洋，马大平，夏向伟，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34