耐火材料中MgO的X射線熒光光譜分析

1、耐火材料中MgO含量的X-射線熒光光譜分析高山嬌遼寧省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院摘要 本文介紹了使用X-射線熒光光譜測(cè)定耐火材料中MgO含量的方法，其分析結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度高，比傳統(tǒng)化學(xué)分析方法效率高，必將得到迅速應(yīng)用和發(fā)展。關(guān)鍵詞 耐火材料，MgO含量，X熒光光譜分析 1前言 耐火材料工業(yè)，對(duì)商品生產(chǎn)工業(yè)如鋼鐵、水泥、玻璃、鋁、銅、石油化工等的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。無論是在因地制宜的開發(fā)利用我國本地資源、耐火材料發(fā)展趨勢(shì)方面還是在國際市場(chǎng)需要等方面鎂質(zhì)耐火材料都需要進(jìn)一步深入研究。而鎂質(zhì)耐火材料重要成分MgO的含量一般高于40%低于90%。所以研究耐火材料中MgO含量成為研究耐火材料組成和性質(zhì)的必

2、須步驟。 傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法是通過測(cè)定鈣鎂合量及鈣含量計(jì)算出鎂含量。需要進(jìn)行兩次滴定，并且對(duì)兩次的結(jié)果要求準(zhǔn)確度非常高，否則誤差較大，分析手段繁瑣，效率低。用X熒光光譜儀分析耐火材料中MgO含量，通過用元素含量跨度大的標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證，及與傳統(tǒng)化學(xué)分析滴定方法測(cè)定結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)用X熒光光譜儀測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。并且實(shí)驗(yàn)操作方便，快捷，效率高！此種方法必將在今后幾年里得到迅速發(fā)展。2實(shí)驗(yàn)2.1主要儀器與試劑X射線熒光光譜儀 ADVANTX 美國熱電公司高頻熔樣機(jī) V40北京靜遠(yuǎn)世紀(jì)科技有限責(zé)任公司溴化銨溶液：250g/L四硼酸鋰，碳酸鋰：在1050干燥1h后，放干燥器中備用?；瘜W(xué)分析滴定的方法（GB/

3、T5069.11-2001)用到的化學(xué)試劑2.2 X-熒光光譜儀原理 X射線以一定角度入射到試樣表面，當(dāng)各種實(shí)驗(yàn)條件固定不變時(shí)，產(chǎn)生二次X射線（熒光）的強(qiáng)度與待測(cè)元素在試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比。如果事先已經(jīng)建立了兩者之間的關(guān)系（標(biāo)準(zhǔn)曲線），即可據(jù)此關(guān)系進(jìn)行定量分析。2.3試樣制備標(biāo)樣的制備 采用部級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣品和合成標(biāo)準(zhǔn)樣品共12個(gè)，部級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣品1#YSBC13830-88 427(鎂 石），2#YSBC13831-88 428(鎂石），3#YSBC13832-88 429(鎂石），灼燒預(yù)處理后的8#YSBC13826-88 423(鎂鋁磚），9#YSBC13826-88 422(鎂磚），10#BH

4、0117-2(鎂磚）,11#YSBC13828-88 425(鎂砂）和12#YSBC13829-88 426(鎂砂），人工合成標(biāo)準(zhǔn)樣品為YSBC13832-88 429(鎂石）及灼燒預(yù)處理后的YSBC13829-88 426(鎂砂）按四種適當(dāng)比例混合均勻制成的4個(gè)標(biāo)樣4#、5#、6#和7#。按其MgO含量從小到大排列并列于表1。表1標(biāo)準(zhǔn)樣品MgO含量情況1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#MgO/%46.1947.2348.4454.3960.3466.2972.2585.5490.5592.2792.9596.05 用于X熒光光譜儀測(cè)試試樣及標(biāo)樣熔片的制備 準(zhǔn)確稱取7g四硼

5、酸鋰，1g碳酸鋰，0.8g樣品及標(biāo)樣置于鉑坩堝中混勻，加4至6滴溴化銨置于1050熔樣爐中，靜態(tài)熔融5min,擺動(dòng)熔融15min，使熔融物混勻并趕走氣泡。熔融結(jié)束后，用帶鉑頭的坩堝鉗夾起紅熱的坩堝迅速傾動(dòng)并趕走氣泡，自然冷卻取出。貼上標(biāo)簽待測(cè)。用于化學(xué)滴定方法測(cè)試樣品的制備選取遼寧本地廠家生產(chǎn)的鎂磚，鎂碳磚11塊按照GB/T5069.11-2001方法制備樣品待測(cè)3結(jié)果與討論3.1 X熒光光譜儀測(cè)定MgO含量與標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)值比較 用12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣片制作的MgO含量一次工作曲線線性非常好，12個(gè)點(diǎn)均在工作曲線上。隨后又將12個(gè)處理后的標(biāo)準(zhǔn)樣品在同一條件下熔片，用工作曲線測(cè)定其MgO含量見表2，精密

6、度和準(zhǔn)確度都符合要求。因此X熒光光譜儀測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。表2 工作曲線讀取值與標(biāo)準(zhǔn)值比較標(biāo)準(zhǔn)樣品編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)值/%工作曲線上值/%絕對(duì)誤差/%1#46.1946.29+ 0.102#47.2347.04-0.193#48.4448.62+0.184#54.3954.41+0.025#60.3460.37+0.036#66.2966.14-0.157#72.2572.13-0.128#85.5485.60+0.069#90.5590.40-0.1510#92.2792.40+0.1311#92.9592.87-0.0812#96.0596.19+0.143.2 X-熒光光譜儀測(cè)定MgO含量與化學(xué)滴

7、定方法值比較 選取遼寧本地廠家生產(chǎn)的的鎂質(zhì)耐火材料11塊按照GB/T5069.11-2001方法測(cè)定并計(jì)算出MgO含量與用工作曲線測(cè)定其MgO含量見表3，精密度和準(zhǔn)確度非常好。絕對(duì)誤差都小于0.1%表3 工作曲線讀取值與化學(xué)方法滴定結(jié)果比較樣品工作曲線上值/%化學(xué)滴定結(jié)果/%絕對(duì)誤差/%MT10B92.4892.45-0.03MT10C83.6183.57-0.04MT12A88.1888.21+0.03MT12C81.5781.570MT14A82.2582.26+0.01MT14B80.2680.24-0.02MT14C79.2979.27-0.02MT16B78.8078.84+0.04

8、MT16C75.5274.59-0.07MT18A76.7476.76+0.02MT18C71.9972.02+0.033.3 X-熒光光譜儀測(cè)定MgO含量的誤差來源 X-熒光光譜儀的儀器誤差和操作誤差都很小，在積分測(cè)量大量計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)誤差也很小。其儀器飄移誤差可通過用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行重新校正予以消除。在耐火材料X-熒光分析中誤差的主要來源是試樣的基體效應(yīng)及制樣過程。 基體效應(yīng)基體效應(yīng)一般包括三種效應(yīng)，即顆粒效應(yīng)，礦物效應(yīng)和元素間效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)采取熔融制片方法，可以有效消除這三種效應(yīng)的影響。 制樣過程中誤差來源制樣過程產(chǎn)生誤差的來源主要有:熔融溫度、熔融時(shí)間、溶劑的性質(zhì)、稀釋比、脫模劑的選擇、試樣片表面的光潔度及試樣燒失量等因素。本實(shí)驗(yàn)采取的制樣過程為避免以上因素帶來誤差均選擇最佳實(shí)驗(yàn)條件，使樣品均勻，表面光滑無氣泡，結(jié)果重復(fù)性好。4結(jié)論X熒光光譜分析方法適用于鎂質(zhì)耐火材料的分析，通過此方法獲得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)樣品及傳統(tǒng)的化分析滴定方法進(jìn)行比較得出其分析結(jié)果精確度和準(zhǔn)確度都符合要求。