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解决方案

THE SOLUTION

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(铜铬镍锰)矿石元素含量检测
2022-05-29 13:47:54   





一、应用概述



  矿石是矿产冶炼的原材料,其元素含量的测定对于选矿以及冶炼加工至关重要。各类矿石中主量元素以及微量元素的测定通常采用化学滴定、AA、ICP、ICP-MS等多种分析方法,操作过程繁琐,耗时耗力。
  单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪与快速基本参数法正在改变这一现状,针对各类矿石样品,同步分析其主量元素以及杂质元素含量,检测速度快,减少人力物力消耗,为矿产开发与冶炼企业带来新的元素分析方法。


二、方法原理
(1)单色化聚焦激发技术原理

 
    单波长X射线荧光光谱仪(HS XRF®)采用全聚焦型双曲面弯晶技术,全聚焦型双曲面弯晶将X射线光管出射谱中靶材特征射线单色化衍射并聚焦到样品一点,大幅降低X射线管出射谱中连续散射线背景对样品元素谱的干扰,提升元素检测信噪比,相对传统XRF检出限降低1-2个数量级,单波长X射线荧光光谱仪从而实现对微量和痕量元素的检测分析。







(2)快速基本参数法

       快速基本参数法(Fast FP2.0)通过对X射线荧光物理学明确的物理现象建立基本参数库和系列数学模型,经过大量计算直接得到样品中各元素的含量,解决了XRF基体效应、元素间吸收增强效应、谱线重叠干扰、探测器各种效应等对定量分析的复杂性和不确定性,实现欠缺标准样品情况下的样品元素定量分析。快速基本参数法(Fast FP)提升XRF样品适应性与定量精度。




三、
性能数据
(1)矿石种类与元素类型
    本方案可以测试铬矿,镍矿,铜矿和锰矿四种类型矿石,关注元素如下所示:

样品类型 测试元素
主元素 Cr, Ni, Cu, Mn
主量元素 Fe, S
杂质元素 Zn, Si, Mg, K, Ca
微量元素 Cd, Au, Ag, Sb, Bi, Mn, Cr, Ni, Co, Sn, Ba, Se等
    针对以上样品,快速基本参数法(Fast FP)可以依赖少量(2-3个)定值或标准样品快速开发相关分析方法,得到高精度的定量结果。

(2)线性

   




              

             














(3)准确度与精密度
元素 Cu(Cu矿) Cr(Cr矿) Ni(Ni矿) Mn(Mn矿) Fe2O3 Ti Zn
偏差范围 ±10% ±5% ±15% ±5% ±10% ±15% ±15%
RSD <0.3% <0.6% <0.5% <0.2% <0.1% <2.5% <0.16%
 
 
四种矿石标准样品主量元素的准确度结果表:
 

样品名称 Ni
标准值 测试值 准确度
GBW07146 0.33% 0.30% -7.73%
GBW07147 1.02% 0.91% -11.16%
GBW07145 0.11% 0.11% -2.09%
ZBK410 5.71% 5.21% -8.79%
ZBK411 1.17% 1.09% -6.75%
ZBK413 1.70% 1.56% -8.18%
ZBK414 1.86% 1.76% -5.54%
ZBK415 1.97% 1.86% -5.84%
ZBK416 2.18% 1.99% -8.67%
ZBK417 3.98% 3.54% -11.18%
 
                      
 
样品名称 Cu
标准值 测试值 准确度
ZBK335 6.78% 6.85% 1.02%
ZBK336 12.79% 12.47% -2.50%
GBW07233 1.15% 1.30% 12.96%
ZBK336-1 12.79% 12.53% -2.03%
ZBK339 8.46% 7.59% -10.27%
ZBK339-粉末 8.46% 8.86% 4.70%
ZBK336-粉末 12.79% 13.20% 3.21%
 
 
 

样品名称 Mn(%)
标准值 测试值 准确度
WK752 22.09 22.35 1.18%
WK753 26.25 26.7 1.71%
WK755 35.71 36.51 2.24%
GBW07265 22.54 25.28 12.16%
GBW070181 48.93 50.7 3.62%
GBW070182 42.44 43.59 2.71%
 
 
样品名称 Cr
标准值 测试值 准确度
ZBK440 18.85% 18.96% 0.58%
ZBK441 22.58% 22.43% -0.66%
ZBK442 31.98% 33% 3.19%
GBW07818-粉末 12.04% 12.35% 2.57%
GSBD33001.1-94 24.84% 24.79% -0.20%
GSBD33001.2-94 26.55% 26.67% 0.45%
 



(4)结论
      高灵敏度X射线荧光光谱仪与快速基本参数法针对Cu, Ni, Mn, Cr四种矿石样品,可以快速建立分析方法,快速基本参数法通过对基体效应,元素吸收增强效应的精确计算,消除各种干扰带来的分析误差,可以大幅降低背景干扰,降低检出限;计算值与真值之间有极佳的线性关系,主元素不需要校正或只需极少标样进行校正,即可达到快速精确定量的目的。



四、特点优势


     样品处理简单
     对矿石采用破碎、研磨等均匀性处理至80目以上,对矿石制品有1cm²的测试平面即测试


    分析速度快
    样品全元素分析时间10分钟以内

    应用范围宽
    可以采用一种应用方法测试Cu, Ni, Mn, Cr四种不同类型矿石,也可以针对特定种类矿石        制定单独应用和  校正曲线,进一步提高准确度。



五、
方案展示













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