一種冶金雜料快速光譜分析的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冶金雜料光譜分析方法。主要解決現(xiàn)有冶金雜料的熒光光譜分析方法存在的一條工作曲線只針對一種物料的技術(shù)問題。技術(shù)方案為：一種冶金雜料快速光譜分析的方法，樣品的制備方法包括以下步驟：a、樣品在高溫爐中進行灼燒處理，算出灼燒減、增量；b、樣品處理；c、添加碘化銨為脫模劑，制備成標準玻璃片；工作曲線的繪制包括以下步驟：a、以純物質(zhì)或者基準物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測元素的標準樣片；b、按照樣品制備方法制備2只純混合熔劑的空白片；c、將主量元素減少稱樣量即可獲得不同含量的標準片；d、將制備好的標準物質(zhì)片進行熒光掃描，以濃度為橫坐標、熒光強度為縱坐標進行回歸、統(tǒng)計，可獲得各元素的回歸曲線；e、將空白片同理進行光譜掃描，作為標準空白進行扣除；f、未知樣品測試；g、將未知樣品的灼燒減、增量帶入計算，并將總量歸一化。
【專利說明】一種冶金雜料快速光譜分析的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光譜分析方法，特別涉及一種冶金雜料光譜分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于光譜分析存在著本身難以克服的基體、粒度等效應(yīng)的影響，使得定量分析的高精度難以控制，成為一種相對分析方法。早期由于設(shè)備自身的局限性，國內(nèi)外的專家學者為了減少干擾提高分析準確度和精度，采取一對一的方法即一條工作曲線分析一種類型的樣品；而這樣存在著很大的局限性，往往對于一些無標的物質(zhì)就很難進行高精度的定量分析。
[0003]隨著物料品種的多元化，原先一對一的模式在某些領(lǐng)域已經(jīng)不再適用，到目前為止國內(nèi)對于以氧化物為主的非常規(guī)冶金雜料的分析依舊沿用傳統(tǒng)的化學方法進行測試，這也就使得開發(fā)一種可以通用的光譜分析方法有了廣闊的空間。
[0004]冶金雜料在冶金工業(yè)生產(chǎn)中涉及的內(nèi)容非常廣，包括了從鐵前煤焦灰、高爐灰、瓦斯泥、除塵灰、洗滌污泥，到煉鋼的OG風機除塵灰、鐵泥、中間渣、耐材渣，到熱軋的氧化鐵皮、鐵泥以及冷軋工序的錫泥等，這些物料成分各異，尤其大部分含有鉀、鈉、砷、鉛、鋅等有
害元素。
[0005]目前，對于這些類型的冶金雜料的化學成分分析常采用化學分析方法，由于這些雜料類型復(fù)雜，成分含量跨度從0.x%到xx%，化學分析對于前處理和干擾分離存在非常大的難度，且大部分雜料中含有有害元素，傳統(tǒng)化學分析無論是可操作性和安全性均不理想。
[0006]國內(nèi)同行針對冶金雜料也相應(yīng)的開發(fā)過熒光光譜分析方法，以達到快速分析，降低勞動強度的目的，但所開發(fā)的方法多為“一對一”的方式，即一條工作曲線針對一種物料，具有很大的局限性，且同時分析的成分含量跨度窄，成分元素少的問題。
[0007]冶金雜料成分定量分析手段對比:
1、分析手段對比
a、傳統(tǒng)化學分析:前處理復(fù)雜、干擾分離困難、帶來大量酸堿使用、操作繁瑣、周期漫
長;
b、ICP發(fā)射光譜:需要化學前處理，帶來酸堿使用，對于成分中高含量分析誤差大；
C、原子吸收光譜:需要化學前處理，帶來酸堿使用，只適合低含量成分的分析，無法多元素同時分析；
d、傳統(tǒng)熒光光譜:一條工作曲線無法覆蓋不同類型物料，標準樣品稀少困擾；
e、本發(fā)明技術(shù):前處理簡單，少量試劑材料消耗，解決了不同類型冶金雜料的統(tǒng)一制樣問題，解決了標準樣品稀少的問題。
[0008]2、分析范圍對比
a、傳統(tǒng)化學分析:單次只能分析單個元素，且對于不同含量采用不同方法；
b、ICP發(fā)射光譜:一般最多同時分析10元素，且含量分析范圍有限制；
C、原子吸收光譜:每次分析單個元素； d、傳統(tǒng)熒光光譜:目前未見跟本發(fā)明相似的技術(shù)出現(xiàn)；
e、本發(fā)明技術(shù):可同時分析21個兀素，成分含量分析范圍寬0.χ%-χχ%, 一條工作曲線覆蓋多種類型物料。
[0009]中國專利申請201110181021.4公開了《一種測定高鈦渣中雜質(zhì)含量的辦法》，該發(fā)明是采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP)對含鈦量較高渣系中的雜質(zhì)元素進行定量分析，采用酸溶或者堿熔脫樣的方式將樣品處理成液體，在ICP中對多元素進行分析。與本發(fā)明的技術(shù)屬于完全不同的概念。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種冶金雜料快速光譜分析的方法，主要解決現(xiàn)有冶金雜料的熒光光譜分析方法存在的一條工作曲線只針對一種物料的技術(shù)問題。
[0011]在熒光光譜分析過程中，方法開發(fā)的重點是工作曲線的開發(fā)，即工作曲線的能力決定了檢測對象的范圍，在這過程中樣品的制備是基礎(chǔ)條件。而工作曲線的好壞需要通過大量的標準物質(zhì)來進行繪制，但對于冶金雜料來說國內(nèi)外所能提供的標準樣品非常稀少，這就給開發(fā)通用方法帶來了困難。本發(fā)明以一條校準工作曲線同時對多種類型冶金雜料中21種成分的分析(氧化物形式)，含量跨度為0.x%到xx%。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種冶金雜料快速光譜分析的方法，所述的方法包括樣品的制備方法、工作曲線的繪制。
[0013]樣品的制備方法包括以下步驟:
1、樣品在高溫爐中進行灼燒處理，算出灼燒減(增)量；
2、以四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑襯底，稱取樣品置于鉬金坩堝內(nèi)，加入硝酸銨充分混勻，并在混勻后的樣品表面均勻覆蓋層四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑；
3、添加碘化銨為脫模劑，在高溫爐中進行低溫預(yù)氧化后轉(zhuǎn)入高溫中熔融，制備成標準玻璃片。
[0014]工作曲線的繪制包括以下步驟:
1、以純物質(zhì)或者基準物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測元素的標準樣片；
2、按照樣品制備方法制備2只純混合熔劑的空白片，以消除熔劑干擾；
3、將主量元素減少稱樣量即可獲得不同含量的標準片；
4、將制備好的標準物質(zhì)片進行熒光掃描，以濃度為橫坐標、熒光強度為縱坐標進行回歸、統(tǒng)計，可獲得各元素的回歸曲線；
5、將空白片同理進行光譜掃描，作為標準空白進行扣除；
6、未知樣品測試:利用X射線對未知樣品進行掃描，獲得樣品中成分的熒光強度，將獲得的強度在上述回歸曲線中進行計算，即可算出各元素的含量；
7、為了保證計算的準確性，將未知樣品的灼燒減(增)量帶入計算，并將總量歸一化。
[0015]本發(fā)明中述及的“元素”指的是檢測標的物，是冶金雜料中特定的化合物，而非元素周期表中的元素含義。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，填補了現(xiàn)有技術(shù)中對冶金雜料光譜快速分析的空白。經(jīng)過統(tǒng)一前處理方式實現(xiàn)了一條工作曲線就可以對不同類型的冶金雜料同時進行21種元素的快速分析，檢測范圍從0.X到XX% ;分析周期由3~4人24~40小時縮短到I人I小時，提高工作效率；除了少量材料試劑的使用外無其他消耗，避免了操作人員在進行化學分析時有害物質(zhì)和大量酸堿的使用對環(huán)境造成的污染。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1-為本發(fā)明二氧化硅光譜工作曲線。
[0018]圖2為本發(fā)明三氧化二鋁光譜工作曲線。
[0019]圖3為本發(fā)明氧化鈣光譜工作曲線。
[0020]圖4為本發(fā)明氧化鎂光譜工作曲線。
[0021]圖5為本發(fā)明三氧化二鐵光譜工作曲線。
[0022]圖6為本發(fā)明三氧化二鉻光譜工作曲線。
【具體實施方式】
[0023]本案的光譜分析設(shè)備采用帕納科X射線熒光光譜儀，一種冶金雜料快速光譜分析的方法，所述的方法包括樣品的制備方法、工作曲線的繪制。
[0024]樣品的制備方法包括以下步驟:
1、樣品在高溫爐中進行灼燒處理，算出灼燒減(增)量；
2、以四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑(以質(zhì)量百分含量80%+20%)7.0g襯底，準確稱取
0.700g樣品置于鉬金坩堝內(nèi)，加入3.0g硝酸銨充分混勻，并在混勻后的樣品表面均勻覆蓋層四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑3.5g ；
3、添加碘化銨(質(zhì)量百分濃度為10%)5滴為脫模劑，在高溫爐中進行低溫預(yù)氧化15分鐘后轉(zhuǎn)入聞溫中溶融，制備成標準玻璃片。
[0025]工作曲線的繪制包括以下步驟:
1、以純物質(zhì)或者基準物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測元素的標準樣片。如:采用純?nèi)趸X基準試劑制備鋁元素的標準樣片，純二氧化硅基準試劑制備硅元素的標準樣片，依據(jù)此方法制備出 Na20、Mg。、Al2O3' SiO2, P2O5> SO3> K2O, CaO、TiO2, V205、Cr2O3>Mn3O4' Fe2O3' NiO、CuO, ZnO, SrO, ZrO2, BaO, HfO2^As2O3 等 21 種元素的標準樣片；
2、按照樣品制備方法制備2只純混合熔劑的空白片，以消除熔劑干擾；
3、將主量元素減少稱樣量即可實現(xiàn)不同含量的標準片，即按等量或不等量遞減制備不同含量標準樣片。如:三氧化二鋁分別稱取0.7000g、0.6000g、0.5000g、0.3500g等不同稱樣量，制備出標準樣片，獲得不同含量的三氧化二鋁標準樣片，以解決標準物質(zhì)含量梯度少的問題；
4、將制備好的標準物質(zhì)片進行熒光掃描，以濃度為橫坐標、熒光強度為縱坐標進行回歸、統(tǒng)計，可獲得各元素的回歸曲線；
5、將空白片同理進行光譜掃描，作為標準空白進行扣除；
6、未知樣品測試:利用X射線對未知樣品進行掃描，獲得樣品中成分的熒光強度，將獲得的強度在上述回歸曲線中進行計算，即可算出各元素的含量；
7、為了保證計算的準確性，將未知樣品的灼燒減(增)量帶入計算，并將總量歸一化。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)選取部分國家標準物質(zhì)和國際標準物質(zhì)進行驗證，以檢驗其適用性和準確性，實施結(jié)果見表1、2。
[0026] 表1為采用本發(fā)明所得熒光光譜分析結(jié)果與化學標準值對照(國家標準物質(zhì))(％);
表1-1
【權(quán)利要求】
1.一種冶金雜料快速光譜分析的方法，其特征是所述的方法包括樣品的制備方法、工作曲線的繪制， 樣品的制備方法包括以下步驟: a、樣品在高溫爐中進行灼燒處理，算出灼燒減、增量； b、以四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑襯底，稱取樣品置于鉬金坩堝內(nèi)，加入硝酸銨充分混勻，并在混勻后的樣品表面均勻覆蓋層四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑； C、添加碘化銨為脫模劑，在高溫爐中進行低溫預(yù)氧化后轉(zhuǎn)入高溫中熔融，制備成標準玻璃片； 工作曲線的繪制包括以下步驟: a、以純物質(zhì)或者基準物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測元素的標準樣片； b、按照樣品制備方法制備2只純混合熔劑的空白片，以消除熔劑干擾； C、將主量元素減少稱樣量即可獲得不同含量的標準片； d、將制備好的標準物質(zhì)片進行熒光掃描，以濃度為橫坐標、熒光強度為縱坐標進行回歸、統(tǒng)計，可獲得各元素的回歸曲線； e、將空白片同理進行光譜掃描，作為標準空白進行扣除； f、未知樣品測試:利用X射線對未知樣品進行掃描，獲得樣品中成分的熒光強度，將獲得的強度在上述回歸曲線中進行計算，即可算出各元素的含量； g、為了保證計算的準確性，將未知樣品的灼燒減、增量帶入計算，并將總量歸一化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金雜料快速光譜分析的方法，其特征是所述的樣品制備方法的步驟b具體為以質(zhì)量百分含量為80%+20%的四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑7.0g襯底，準確稱取0.700g樣品置于鉬金坩堝內(nèi)，加入3.0g硝酸銨充分混勻，并在混勻后的樣品表面均勻覆蓋層四硼酸鋰+碳酸鋰混合熔劑3.5g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金雜料快速光譜分析的方法，其特征是所述的樣品制備方法的步驟c具體為添加質(zhì)量百分濃度為10%碘化銨5滴為脫模劑，在高溫爐中進行低溫預(yù)氧化15分鐘后轉(zhuǎn)入高溫中熔融，制備成標準玻璃片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金雜料快速光譜分析的方法，其特征是所述的工作曲線的繪制的步驟c減少稱樣量為按等量或不等量遞減制備不同含量標準樣片。
【文檔編號】G01N1/28GK103512911SQ201210199580
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】徐永宏 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司