X射线荧光分析在铅锌精矿检验中的应用研究
时间：2021-01-28 00:01:40 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 文章提出了X射线荧光分析的原理和特点，并概述了铅锌精矿的作用，进而提出进行X射线荧光分析检测的仪器选择和相關影响因素。
关键词 X射线荧光分析;铅锌精矿;检验
前言
有色金属是除了黑色矿产以外的所有金属矿产，包括铜、铅、锌、镍、钴等重金属矿产，铝、镁等轻金属矿产，金、银等贵金属矿产以及稀有金属、稀土金属矿产等。有色金属矿产在合金、机械、船舶、化工、农业等方面的应用十分广泛，也是发展各种高科技技术必不可少的原料。因为我国的矿物质分布特点，这些有色金属矿很少有单独成矿的，很多都是多种有色金矿混合成矿，或有伴生矿，比如铅锌精矿就是混合矿。对于有色金属企业的发展来说，如何有效辨别有色金属的存在是一个难题。
1 X射线荧光分析原理及特点
X射线荧光分析是用来确定物质中微量元素的种类和含量的一种方法，又称X射线次级发射光谱分析，是利用原级X射线光子或其他微观粒子激发待测物质中的原子，使之产生次级的特征X射线（X光荧光）而进行物质成分分析和化学态研究。对于该方法的原理，主要是在原子理论的基础上实现的，因为每一种化学元素都有特定的能级结构原子，其核外电子有固定的运行轨道，内层电子在受到外界强大的能量-X射线的照射下，会脱离原子的束缚，形成自由电子，也就是我们所说的原子被激发，之后会发生跃迁并放出X射线能量，而且这个能量也是每种化学元素固有的。因此通过对这个X射线能量的测定，就可以确定对应的化学元素种类，进而确定元素含量[1]。
X射线荧光分析的特点是适应范围很广，对周期元素表上的除了H、He、Li、Be以外的所有元素进行常量和微量的定量以及定性分析;该方法操作简便，可同时进行多种元素的测定;不受样品大小和形状的限制，测定过程也不会改变样品性质，但无法保证样品的均匀;灵敏度较低，结果不太精确，适用于对含量在0.01%以上的元素进行分析。
2 铅锌精矿的用途作用
铅锌精矿的用途很多，因为富含铅和锌两种金属元素，因此可用于机械、冶金、化学、医药、军事等领域，在石油、核工业等领域也有很重要的作用。铅是最软的重金属之一，也是比重大的金属之一，展性很好，容易与其他金属形成合金，比如锌、锡、砷等。而锌具有良好的压性、耐磨性和抗腐性，可与多种有色金属制成合金或含锌合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。近年来，铅锌工业是我国快速发展的行业之一，面临着生产成本攀升但产品价格回落以及产量持续增加和消费增速减缓的矛盾，对铅锌精矿进行铅锌含量的测定可提升铅锌工业的技术水平，缓解这种矛盾的发展。因此对铅锌精矿进行铅锌含量的测定和研发有着积极的意义。
3 X射线荧光分析检测
3.1 仪器的选择和特点
根据分光方式的不同，X射线荧光分析可以分为两类，能量色散-能谱仪和波长色散-波谱仪，前者是通过测定荧光X射线的能量来分析被测样品，后者则是通过测定荧光X射线的波长来分析被测样品。根据激发方式的不同，X射线荧光分析又分为源激发和管激发两种，前者是以放射性同位素源发散的X射线作为原级X射线，后者是以X射线发生器，也就是X光管发出的射线作为原级X射线。根据分析能力的大限，X射线荧光分析还分为多元素分析仪器和个别元素分析仪器，这是对于能谱仪来说;对于波谱仪，则有单道扫描、小型多道和大型X荧光光谱仪。因此在进行仪器的选择时，要结合实际分析要求以及分析对象，选择合适的仪器类型。
特点：有的X射线荧光分析仪器可以自动切换滤光片，用以排除背景和特征谱线等的散射X射线对测定结果的影响，这样可以提高测定结果的灵敏度和准确度，降低散射X射线和背景的干扰，从而提高微量元素的测定结果。X射线荧光分析使用的软件可以自动过滤背景，降低对分析结果的干扰，实现对塑料样品的快速准确的分析。X射线荧光分析在测定某几种元素时，这些元素的电子在跃迁时会释放相近的能量，因此容易形成重叠的波峰。X射线荧光分析在电压不稳的情况下还可以实现对扫描波谱图变动的自动追踪。另外，X射线荧光分析一般使用的是Si针半导体探测器，在有X射线荧光通过时，如果有某种元素的含量过高或者产生的能量较高，那么这种元素很容易被Si吸收，此时光谱图中会产生一个逃逸峰，也就是这个元素的能量值减去Si能量值的地方。
3.2 测定结果影响因素
X射线荧光分析本质上还是一种仪器，因此在进行测定时必然会存在误差，区别只在于误差的大小和是否可以改变。对X射线荧光分析来说，可能影响测定结果准确度的因素有多种，包括样品、仪器预热、标准样品以及操作人员等。一是仪器预热情况，X射线荧光分析这种测定仪器在使用前需要提前打开进行预热，待仪器稳定后进行测定，可以消除一定的误差。而测定结果会随着预热时间的变化而改变，预热时间越短测定结果波动越大，因此检测时要注意对X射线荧光分析进行合理的预热。二是标样的代表性和数量，很多企业拥有的矿产都不是单纯矿，而是多种矿产混合的矿，不仅种类多，品质也相当复杂，以本单位的铅锌精矿为例，主要矿产是铅和锌，但其中也掺杂着其他元素，所以进行样本的选择时存在一定困难，这就会影响最终测定结果的准确性。因此在测定前需要按照矿源区域进行标样的选择，选择最具有代表性的足够的样本，以铅锌精矿为例，就是选择铅和锌最丰富，品质最全的区域进行标样选择。三是样品的均匀程度，X射线荧光分析进行测定时无法保证样品的均匀性，因为其一般是使用现场人工湿式缩分的，均匀性无法控制。四是样品的水分含量，进行铅锌精矿的测定时，一般是进行现场选择样品，样品的湿度较大，水分含量较多，对最终测定结果的影响也较大。
4 结束语
近年来我国对于铅锌的生产和消费越来越多，但由于分析技术相对落后，无法满足铅锌消费和金属冶炼的需求，因此需要对铅锌精矿的检测进行创新和优化，实施X射线荧光分析技术，最大程度增加测定结果的准确性，以保证铅锌产业的发展。
参考文献
[1] 王慰，代斌.X射线荧光分析在铅锌精矿检验中的应用[J].化工管理，2016，（35）：270.
