一種冶金雜料快速光譜分析的方法
【專(zhuān)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(duì)一種物料的技術(shù)問(wèn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)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(chēng)樣量即可獲得不同含量的標(biāo)準(zhǔn)片；d、將制備好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)片進(jìn)行熒光掃描，以濃度為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸、統(tǒng)計(jì)，可獲得各元素的回歸曲線；e、將空白片同理進(jìn)行光譜掃描，作為標(biāo)準(zhǔn)空白進(jìn)行扣除；f、未知樣品測(cè)試；g、將未知樣品的灼燒減、增量帶入計(jì)算，并將總量歸一化。
【專(zhuān)利說(shuō)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(duì)分析方法。早期由于設(shè)備自身的局限性，國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者為了減少干擾提高分析準(zhǔn)確度和精度，采取一對(duì)一的方法即一條工作曲線分析一種類(lèi)型的樣品；而這樣存在著很大的局限性，往往對(duì)于一些無(wú)標(biāo)的物質(zhì)就很難進(jìn)行高精度的定量分析。
[0003]隨著物料品種的多元化，原先一對(duì)一的模式在某些領(lǐng)域已經(jīng)不再適用，到目前為止國(guó)內(nèi)對(duì)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(xué)方法進(jìn)行測(cè)試，這也就使得開(kāi)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(fēng)機(jī)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(duì)于這些類(lèi)型的冶金雜料的化學(xué)成分分析常采用化學(xué)分析方法，由于這些雜料類(lèi)型復(fù)雜，成分含量跨度從0.x%到xx%，化學(xué)分析對(duì)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(xué)分析無(wú)論是可操作性和安全性均不理想。
[0006]國(guó)內(nèi)同行針對(duì)冶金雜料也相應(yīng)的開(kāi)發(fā)過(guò)熒光光譜分析方法，以達(dá)到快速分析，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的，但所開(kāi)發(fā)的方法多為“一對(duì)一”的方式，即一條工作曲線針對(duì)一種物料，具有很大的局限性，且同時(shí)分析的成分含量跨度窄，成分元素少的問(wèn)題。
[0007]冶金雜料成分定量分析手段對(duì)比:
1、分析手段對(duì)比
a、傳統(tǒng)化學(xué)分析:前處理復(fù)雜、干擾分離困難、帶來(lái)大量酸堿使用、操作繁瑣、周期漫
長(zhǎng);
b、ICP發(fā)射光譜:需要化學(xué)前處理，帶來(lái)酸堿使用，對(duì)于成分中高含量分析誤差大；
C、原子吸收光譜:需要化學(xué)前處理，帶來(lái)酸堿使用，只適合低含量成分的分析，無(wú)法多元素同時(shí)分析；
d、傳統(tǒng)熒光光譜:一條工作曲線無(wú)法覆蓋不同類(lèi)型物料，標(biāo)準(zhǔn)樣品稀少困擾；
e、本發(fā)明技術(shù):前處理簡(jiǎn)單，少量試劑材料消耗，解決了不同類(lèi)型冶金雜料的統(tǒng)一制樣問(wèn)題，解決了標(biāo)準(zhǔn)樣品稀少的問(wèn)題。
[0008]2、分析范圍對(duì)比
a、傳統(tǒng)化學(xué)分析:單次只能分析單個(gè)元素，且對(duì)于不同含量采用不同方法；
b、ICP發(fā)射光譜:一般最多同時(shí)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(gè)元素； d、傳統(tǒng)熒光光譜:目前未見(jiàn)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(shí)分析21個(gè)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(lèi)型物料。
[0009]中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)201110181021.4公開(kāi)了《一種測(cè)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(duì)含鈦量較高渣系中的雜質(zhì)元素進(jìn)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(duì)多元素進(jìn)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(duì)一種物料的技術(shù)問(wèn)題。
[0011]在熒光光譜分析過(guò)程中，方法開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)是工作曲線的開(kāi)發(fā)，即工作曲線的能力決定了檢測(cè)對(duì)象的范圍，在這過(guò)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(guò)大量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)進(jìn)行繪制，但對(duì)于冶金雜料來(lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)外所能提供的標(biāo)準(zhǔn)樣品非常稀少，這就給開(kāi)發(fā)通用方法帶來(lái)了困難。本發(fā)明以一條校準(zhǔn)工作曲線同時(shí)對(duì)多種類(lèi)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(shí)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(jìn)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(chēng)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(jìn)行低溫預(yù)氧化后轉(zhuǎn)入高溫中熔融，制備成標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)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(chēng)樣量即可獲得不同含量的標(biāo)準(zhǔn)片；
4、將制備好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)片進(jìn)行熒光掃描，以濃度為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸、統(tǒng)計(jì)，可獲得各元素的回歸曲線；
5、將空白片同理進(jìn)行光譜掃描，作為標(biāo)準(zhǔn)空白進(jìn)行扣除；
6、未知樣品測(cè)試:利用X射線對(duì)未知樣品進(jìn)行掃描，獲得樣品中成分的熒光強(qiáng)度，將獲得的強(qiáng)度在上述回歸曲線中進(jìn)行計(jì)算，即可算出各元素的含量；
7、為了保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，將未知樣品的灼燒減(增)量帶入計(jì)算，并將總量歸一化。
[0015]本發(fā)明中述及的“元素”指的是檢測(cè)標(biāo)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(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)冶金雜料光譜快速分析的空白。經(jīng)過(guò)統(tǒng)一前處理方式實(shí)現(xiàn)了一條工作曲線就可以對(duì)不同類(lèi)型的冶金雜料同時(shí)進(jìn)行21種元素的快速分析，檢測(cè)范圍從0.X到XX% ;分析周期由3~4人24~40小時(shí)縮短到I人I小時(shí)，提高工作效率；除了少量材料試劑的使用外無(wú)其他消耗，避免了操作人員在進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)有害物質(zhì)和大量酸堿的使用對(duì)環(huán)境造成的污染?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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(shí)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(jìn)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(zhǔn)確稱(chēng)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(jìn)行低溫預(yù)氧化15分鐘后轉(zhuǎn)入聞溫中溶融，制備成標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)樣片。如:采用純?nèi)趸X基準(zhǔn)試劑制備鋁元素的標(biāo)準(zhǔn)樣片，純二氧化硅基準(zhǔn)試劑制備硅元素的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(chēng)樣量即可實(shí)現(xiàn)不同含量的標(biāo)準(zhǔn)片，即按等量或不等量遞減制備不同含量標(biāo)準(zhǔn)樣片。如:三氧化二鋁分別稱(chēng)取0.7000g、0.6000g、0.5000g、0.3500g等不同稱(chēng)樣量，制備出標(biāo)準(zhǔn)樣片，獲得不同含量的三氧化二鋁標(biāo)準(zhǔn)樣片，以解決標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量梯度少的問(wèn)題；
4、將制備好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)片進(jìn)行熒光掃描，以濃度為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸、統(tǒng)計(jì)，可獲得各元素的回歸曲線；
5、將空白片同理進(jìn)行光譜掃描，作為標(biāo)準(zhǔn)空白進(jìn)行扣除；
6、未知樣品測(cè)試:利用X射線對(duì)未知樣品進(jìn)行掃描，獲得樣品中成分的熒光強(qiáng)度，將獲得的強(qiáng)度在上述回歸曲線中進(jìn)行計(jì)算，即可算出各元素的含量；
7、為了保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，將未知樣品的灼燒減(增)量帶入計(jì)算，并將總量歸一化。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)選取部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，以檢驗(yàn)其適用性和準(zhǔn)確性，實(shí)施結(jié)果見(jiàn)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(xué)標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)照(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(chēng)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(jìn)行低溫預(yù)氧化后轉(zhuǎn)入高溫中熔融，制備成標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)物質(zhì)按照樣品制備方式制備成待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)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(chēng)樣量即可獲得不同含量的標(biāo)準(zhǔn)片； d、將制備好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)片進(jìn)行熒光掃描，以濃度為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸、統(tǒng)計(jì)，可獲得各元素的回歸曲線； e、將空白片同理進(jìn)行光譜掃描，作為標(biāo)準(zhǔn)空白進(jìn)行扣除； f、未知樣品測(cè)試:利用X射線對(duì)未知樣品進(jìn)行掃描，獲得樣品中成分的熒光強(qiáng)度，將獲得的強(qiáng)度在上述回歸曲線中進(jìn)行計(jì)算，即可算出各元素的含量； g、為了保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，將未知樣品的灼燒減、增量帶入計(jì)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(zhǔn)確稱(chēng)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(jìn)行低溫預(yù)氧化15分鐘后轉(zhuǎn)入高溫中熔融，制備成標(biāo)準(zhǔn)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(chēng)樣量為按等量或不等量遞減制備不同含量標(biāo)準(zhǔn)樣片。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103512911SQ201210199580
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海梅山鋼鐵股份有限公司