一種測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法。該方法包括：選取兩份多個(gè)包膜鈦白樣品；微波加熱消解第一份得待測(cè)樣品溶液，ICP-OES測(cè)定其中各元素成分含量；用粉末壓片法將第二份壓制為校準(zhǔn)樣片，通過(guò)XRF測(cè)得其中各元素成分的熒光強(qiáng)度；將所測(cè)得的熒光強(qiáng)度與成分含量關(guān)聯(lián)，以形成每個(gè)包膜鈦白樣品中每種元素的校準(zhǔn)曲線；用與所述粉末壓片法相同的方法將待測(cè)包膜鈦白樣品壓制為待測(cè)樣片，通過(guò)XRF測(cè)得其中待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度；根據(jù)待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度，結(jié)合其校準(zhǔn)曲線，算出待測(cè)元素的成分含量。本發(fā)明能夠測(cè)定包膜鈦白中鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅等元素成分的含量；并具有良好的分析速度、準(zhǔn)確度和精密度。
【專利說(shuō)明】一種測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于包膜鈦白產(chǎn)品檢測(cè)分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講，涉及一種能夠測(cè)定包膜鈦白中諸如鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅等元素成分的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，鈦白粉是一種十分重要的工業(yè)原料，其在涂料、塑料、油墨、化纖、醫(yī)藥、造紙、化妝品等方面有廣泛應(yīng)用。包膜鈦白(又稱包核鈦白)則是通過(guò)運(yùn)用鋯、硅、鋁、磷、鈮等無(wú)機(jī)鹽處理劑，采用多元或單元包膜技術(shù)對(duì)普通鈦白粉進(jìn)行表面改性處理后制造的升級(jí)產(chǎn)品，也即在二氧化鈦粒子表面包上一層或多層無(wú)機(jī)水合氧化物，堵塞晶格缺陷，提高二氧化鈦顏料的耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性和分散性等性能指標(biāo)。
[0003]包膜鈦白產(chǎn)品中包膜成分以及雜質(zhì)元素均會(huì)嚴(yán)重影響鈦白粉的白度、催化性能等技術(shù)性能指標(biāo)，因此需要建立相應(yīng)的檢測(cè)分析方法對(duì)其中包膜鈦白中元素成分的含量進(jìn)行測(cè)定。鈦白粉中元素成分的測(cè)定通?？梢圆捎梅止夤舛确ā⒃游展庾V法(AAS)、等離子體發(fā)射光譜法(ICP - 0ES)、等離子體質(zhì)譜法(ICP - MS)、X射線熒光光譜法(XRF)等。這些方法中除粉末壓片XRF法以外，包括熔融玻璃片法XRF在內(nèi)的分析方法一般都需要先用酸或堿把鈦白粉消解然后進(jìn)行測(cè)定，前處理繁瑣，操作復(fù)雜，元素檢驗(yàn)周期較長(zhǎng)。
[0004]在X射線熒光光譜儀分析方法(XRF)中，樣品制備方法主要有熔融玻璃片法和粉末壓片法。熔融玻璃片法是應(yīng)用較多的一種制樣方法，能夠較好地消除樣品基體的粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)的干擾影響，但是需要采用四硼酸鋰、偏硼酸鋰等作為樣品消解熔劑和玻璃化試劑，輔助以硝酸鋰、硝酸銨等保護(hù)劑，并配以碘化銨、溴水等脫模劑，在1000°c左右對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行熔融消解反應(yīng)和結(jié)晶脫模制備成為玻璃晶體狀樣片，因此存在樣品被熔劑稀釋和吸收導(dǎo)致輕元素測(cè)量強(qiáng)度減小，以及樣品制備復(fù)雜、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、試劑成本高等缺點(diǎn)。粉末壓片法雖然能夠省略操作復(fù)雜的樣品熔融消解和制備玻璃晶體狀樣片的過(guò)程，但是受到樣品基體的粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)的干擾影響，因?yàn)閄熒光光譜作為表面分析其深度只有幾個(gè)微米，X射線的強(qiáng)度隨樣品粒度和樣品不均勻性而變化(也即產(chǎn)生粒度效應(yīng))，或因?yàn)閄射線的強(qiáng)度隨分析組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)和礦物晶體形態(tài)不同而變化(也即產(chǎn)生礦物效應(yīng))。
[0005]尤其是，由于包膜鈦白是應(yīng)用包膜技術(shù)對(duì)普通鈦白粉進(jìn)行表面改性處理后制造的升級(jí)產(chǎn)品，也即在二氧化鈦粒子表面包上一層或多層無(wú)機(jī)水合氧化物，因此以不同包膜工藝和處理劑生產(chǎn)制造的包膜鈦白產(chǎn)品，由于顆粒粒度、化學(xué)形態(tài)和元素成分及其含量的不同，在粉末壓片法XRF測(cè)定中所受到的粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)的干擾影響程度存在著較大差異，嚴(yán)重影響元素含量測(cè)定的準(zhǔn)確性和精密度。同時(shí)，X射線熒光光譜法無(wú)論采用熔融玻璃片法或粉末壓片法進(jìn)行定量分析，均存在制備和繪制XRF校準(zhǔn)曲線的難題，因?yàn)槟壳皼](méi)有或缺少相應(yīng)的鈦白粉標(biāo)準(zhǔn)樣品，而且標(biāo)準(zhǔn)樣品與實(shí)際產(chǎn)品之間也存在化學(xué)成分和顆粒粒度差異較大的問(wèn)題。因此，目前多采用以光譜純或高純二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為樣品基體，然后加入特定質(zhì)量的二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鋯、五氧化二鈮、磷酸二氫鉀、三氧化二鐵、三氧化二鉻、氧化銅等高純?cè)噭瑥亩匀藶榉绞饺斯ず铣膳渲凭哂幸欢舛忍荻鹊娜斯は盗行?zhǔn)樣品，然后采用粉末壓片法或熔融玻璃片制備成相應(yīng)的校準(zhǔn)樣片，采用XRF測(cè)定校準(zhǔn)樣片中元素成分的熒光強(qiáng)度并以此為縱坐標(biāo)，并以人工加入的高純?cè)噭┧?jì)算得到的元素成分含量作為橫坐標(biāo)，繪制XRF校準(zhǔn)曲線，并進(jìn)行樣品元素成分含量的測(cè)定。人工合成標(biāo)準(zhǔn)樣品不僅需要多次稱取并加入相應(yīng)待測(cè)元素成分的高純氧化物或鹽類試劑，操作復(fù)雜誤差較大，而且對(duì)于粉末壓片法而言，所加入的高純?cè)噭┑念w粒粒度與化學(xué)形態(tài)與實(shí)際生產(chǎn)的包膜鈦白產(chǎn)品之間必然存在不一致性，嚴(yán)重影響定量測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，人工合成標(biāo)準(zhǔn)樣品制作XRF校準(zhǔn)曲線不適宜于采用粉末壓片法，只有通過(guò)熔融玻璃片法消除的粒度、礦物等樣品基體效應(yīng)的影響后才能有效運(yùn)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。
[0007]例如，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠快速測(cè)定包膜鈦白中諸如鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅等中的一種或多種元素成分的方法。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于解決因包膜鈦白產(chǎn)品的顆粒粒度、化學(xué)形態(tài)和元素成分及其含量的差異而導(dǎo)致的粒度效應(yīng)、礦物效應(yīng)等影響因素干擾元素成分含量測(cè)定的難題，和/或解決沒(méi)有或缺少相應(yīng)鈦白粉標(biāo)準(zhǔn)樣品而被迫以二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為基體并定量加入二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鋯、五氧化二鈮等高純?cè)噭亩斯ず铣膳渲凭哂袧舛忍荻鹊男?zhǔn)樣品來(lái)制備繪制XRF校準(zhǔn)曲線的難題。
[0009]本發(fā)明提供了一種測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法。所述方法包括步驟:A、選取一種預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)得到的成分含量不同的多個(gè)包膜鈦白樣品，所述多個(gè)包膜鈦白樣品中的每個(gè)包膜鈦白樣品分為兩份；B、采用微波加熱方式消解所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第一份，形成多個(gè)待測(cè)樣品溶液，通過(guò)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)得所述每個(gè)待測(cè)樣品溶液中各元素的成分含量；采用粉末壓片法將所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第二份直接壓制成型以作為X射線熒光光譜法的多個(gè)校準(zhǔn)樣片，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)得所述每個(gè)校準(zhǔn)樣片中各元素成分的熒光強(qiáng)度；C、將步驟B中所測(cè)得的每個(gè)包膜鈦白樣品的每種元素的熒光強(qiáng)度與步驟B中所測(cè)得的該包膜鈦白樣品中該元素的成分含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成每種元素的校準(zhǔn)曲線；D、采用與步驟B中所述的粉末壓片法相同的方法將待測(cè)包膜鈦白樣品直接壓制成型以得到待測(cè)樣片，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)得所述待測(cè)樣片中待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度，其中，所述待測(cè)包膜鈦白樣品為所述預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)得到的任一批次的鈦白產(chǎn)品；E、根據(jù)步驟D所得到的待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度，結(jié)合步驟C中該元素的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算得出待測(cè)包膜鈦白樣品中該待測(cè)元素的成分含量。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:能夠采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP - 0ES)和X射線熒光光譜(XRF)粉末壓片法相結(jié)合的方式，快速準(zhǔn)確測(cè)定包膜鈦白中鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅等元素成分的含量；能夠利用粉末壓片X射線熒光光譜法的簡(jiǎn)單快捷、易于操作等特點(diǎn)，同時(shí)采用以微波消解ICP - OES定值檢驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)的包膜鈦白產(chǎn)品并以此制作XRF校準(zhǔn)曲線的措施，有效解決了包膜鈦白產(chǎn)品粒度效應(yīng)、礦物效應(yīng)等的干擾影響以及人工合成標(biāo)準(zhǔn)樣品繪制XRF校準(zhǔn)曲線的難題，也就是說(shuō)，具有干擾因素少、簡(jiǎn)單快速等優(yōu)點(diǎn)；相對(duì)于定量測(cè)定通常使用的熔融玻璃片XRF方法，大大簡(jiǎn)化了分析操作步驟，有效縮短了檢驗(yàn)流程；此外，減少了所用化學(xué)藥品試劑的種類和用量，降低分析檢驗(yàn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的分析速度、準(zhǔn)確度和精密度。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法包括步驟:A、選取一種預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)得到的成分含量不同的多個(gè)包膜鈦白樣品，所述多個(gè)(例如，3個(gè)以上)包膜鈦白樣品中的每個(gè)包膜鈦白樣品分為兩份；B、采用微波加熱方式消解所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第一份，形成多個(gè)待測(cè)樣品溶液，通過(guò)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP —0ES)測(cè)得所述每個(gè)待測(cè)樣品溶液中各元素的成分含量；采用粉末壓片法將所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第二份直接壓制成型以作為X射線熒光光譜法(XRF)的多個(gè)校準(zhǔn)樣片，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)得所述每個(gè)校準(zhǔn)樣片中各元素成分的熒光強(qiáng)度；C、將步驟B中所測(cè)得的每個(gè)包膜鈦白樣品的每種元素的熒光強(qiáng)度與步驟B中所測(cè)得的該包膜鈦白樣品中該元素的成分含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成每種元素的校準(zhǔn)曲線；D、采用與步驟B中所述的粉末壓片法相同的方法將待測(cè)包膜鈦白樣品直接壓制成型以得到待測(cè)樣片，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)得所述待測(cè)樣片中待測(cè)元素(例如，待測(cè)元素為諸如鋯、硅、鋁、磷、鈮、鐵、鉻、錳和銅等包膜鈦白產(chǎn)品所含元素中的一種或兩種以上)的熒光強(qiáng)度，其中，所述待測(cè)包膜鈦白樣品為所述預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)得到的任一批次的鈦白產(chǎn)品；E、根據(jù)步驟D所得到的待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度，結(jié)合步驟C中該元素的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算得出待測(cè)包膜鈦白樣品中該待測(cè)元素的成分含量。
[0013]對(duì)于任何一種預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝而言，本發(fā)明的方法僅需要進(jìn)行一次步驟A、步驟B和步驟C即可形成各種元素的校準(zhǔn)曲線，隨后在測(cè)定該預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝的某一待測(cè)包膜鈦白產(chǎn)品時(shí)僅進(jìn)行步驟D和步驟E即可，并且在測(cè)定該預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝的另一待測(cè)包膜鈦白產(chǎn)品時(shí)也僅需進(jìn)行步驟D和步驟E即可，而不需要再次進(jìn)行步驟A、步驟B和步驟C。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，步驟A中采用微波加熱方式消解的步驟包括將所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第一份與硫酸、硝酸和氫氟酸混合，并依次在溫度為195?210°C的階段和溫度為220?235°C的階段進(jìn)行密閉消解。例如，溫度為195?210°C的階段的消解時(shí)間可以為15min以上，溫度為220?235°C的階段的消解時(shí)間可以為5min以上。這樣能夠達(dá)到良好的消解效果。然而，本發(fā)明不限于此，例如，也可對(duì)微波加熱消解的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，只要能夠?qū)も伆讟悠废鈴氐准纯伞?br> [0015]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，步驟C以熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)并以成分含量為橫坐標(biāo)，將步驟B中X射線熒光光譜法所測(cè)得的每個(gè)包膜鈦白樣品的每種元素的熒光強(qiáng)度與步驟B中電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法所測(cè)得的該包膜鈦白樣品中該元素的成分含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成每種元素的校準(zhǔn)曲線。然而，本發(fā)明不限于此，例如，步驟C中也可以以熒光強(qiáng)度為橫坐標(biāo)并以成分含量為縱坐標(biāo)，從而將步驟B中所測(cè)得的每個(gè)包膜鈦白樣品的每種元素的熒光強(qiáng)度與步驟B中所測(cè)得的該包膜鈦白樣品中該元素的成分含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)而形成每種元素的校準(zhǔn)曲線。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，在步驟B中，可以通過(guò)多次(例如，3次以上)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)得所述每個(gè)待測(cè)樣品溶液中各元素中每種元素的多個(gè)成分含量，并以所述每種元素的多個(gè)(例如，3個(gè)以上)成分含量的平均值作為該元素的成分含量。這樣能夠獲得更加準(zhǔn)確的校準(zhǔn)曲線，并且能夠進(jìn)一步提高元素成分檢測(cè)的準(zhǔn)確度和精確度。
[0017]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法可以包括如下步驟和特點(diǎn):
[0018]XRF校準(zhǔn)樣品的制備步驟
[0019]將與待測(cè)樣品在相同工藝條件下實(shí)際生產(chǎn)的不同牌號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)的包膜鈦白產(chǎn)品，采用微波消解一 ICP-OES法測(cè)定其元素成分的百分含量，并且從中選擇3-7個(gè)均勻性穩(wěn)定性良好、元素成分含量可以構(gòu)成濃度梯度及其范圍覆蓋了不同牌號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)的系列包膜鈦白樣品，然后對(duì)所挑選的每個(gè)包膜鈦白樣品分別重復(fù)進(jìn)行4次微波消解和ICP-OES測(cè)定，以測(cè)定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)平均值作為元素成分含量的標(biāo)準(zhǔn)值，然后以此挑選和定值檢驗(yàn)的包膜鈦白產(chǎn)品作為XRF校準(zhǔn)樣品。
[0020]其中，微波消解一ICP-OES法測(cè)定包膜鈦白樣品中元素成分的百分含量的步驟可以為:稱取0.2500g包膜鈦白樣品于微波消解罐中，用15mL水沖洗罐壁并分散樣品，依次加入4mL (I + I)硫酸、8mL硝酸和2mL氫氟酸，立即密閉容器并進(jìn)行微波消解；微波消解控制條件設(shè)置為:采用斜坡升溫方式，控制容器內(nèi)壓力小于800psi，先將容器內(nèi)物料用IOmin升溫至200°C并且保溫15min,然后再用5min升溫至230°C并且保溫5min。待罐內(nèi)溶液冷卻至室溫后，直接以水稀釋定容于IOOmL塑料容量瓶。然而，本發(fā)明不限于此，例如，微波消解的相關(guān)參數(shù)亦可調(diào)整，只要能夠?qū)も伆紫鈴氐准纯?。ICP-OES校準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液采用純度不小于99.99%的高純二氧化鈦按照與包膜鈦白產(chǎn)品完全一樣的方式進(jìn)行微波消解，然后在此消解溶液中分別加入相應(yīng)待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制成為二氧化鈦含量與待測(cè)包膜鈦白樣品基體基本一致，并且含有各待測(cè)元素成分的百分含量分別為0.00%、
0.010%,0.100%,0.500%、1.00%,2.00%,3.00% 和 5.00% 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。這里，僅給出 了形成ICP-OES校準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液的一個(gè)示例而已，顯然，也可采用其它方式來(lái)形成ICP-OES校準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液。本示例性實(shí)施例中所采用的ICP-OES為美國(guó)賽默飛世爾公司iCAP6300型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀。對(duì)于該型號(hào)的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀而言，其工作參數(shù)可設(shè)置為:RF功率1500W，輔助氣流速l.0L/min，蠕動(dòng)泵泵速80r/min，觀察高度12.0mm，霧化器壓力0.36MPa，測(cè)定積分時(shí)間15s。對(duì)于其它型號(hào)的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，其工作參數(shù)可以相應(yīng)調(diào)整。
[0021]XRF柃準(zhǔn)曲線的制各步驟
[0022]將上述XRF校準(zhǔn)樣品的制備步驟中所選擇3-7個(gè)包膜鈦白樣品，采用XRF粉末壓片法壓制成型作為校準(zhǔn)樣片并且以XRF進(jìn)行元素測(cè)定，然后以XRF測(cè)得的熒光強(qiáng)度值作為縱坐標(biāo)并以ICP - OES測(cè)得的元素成分的平均含量作為橫坐標(biāo)，共同繪制XRF校準(zhǔn)曲線。
[0023]其中，設(shè)置粉末壓片的條件可以為:所挑選的包膜鈦白樣品分別以74μπι標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩篩選后在(110±5) °C下干燥Ih并冷卻至室溫，稱取2?4g樣品粉末不經(jīng)研磨直接置于直徑40mm鋁環(huán)等模具內(nèi)，均勻鋪平后稍加壓力壓緊，然后以硼酸填充充滿整個(gè)模具，在壓樣機(jī)上施加15?20噸的壓力壓制5秒鐘，以此壓制成片狀的樣品作為校準(zhǔn)樣片在XRF儀器上測(cè)定其相應(yīng)元素成分的熒光強(qiáng)度并繪制校準(zhǔn)曲線。這里，上述粉末壓片的條件僅是一個(gè)示例，也可采用其它條件，只要能夠制備出滿足XRF儀器檢測(cè)要求的樣片即可。而且，所制備的系列XRF校準(zhǔn)樣片可以反復(fù)使用，也即在生產(chǎn)技術(shù)條件未發(fā)生較大改變的情況下，只需一次性采用微波消解ICP - OES用于從實(shí)際生產(chǎn)的包膜鈦白產(chǎn)品中，挑選元素成分能夠呈現(xiàn)濃度梯度并且含量范圍覆蓋相應(yīng)產(chǎn)品牌號(hào)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的樣品并且進(jìn)行定值檢驗(yàn)后用于制備XRF校準(zhǔn)樣片，然后在實(shí)際應(yīng)用時(shí)只需要將待檢包膜鈦白產(chǎn)品粉末壓制成樣片，然后直接使用已經(jīng)制備好的系列校準(zhǔn)樣片校準(zhǔn)XRF，采用粉末壓片法XRF快速準(zhǔn)確測(cè)定元素成分含量。
[0024]由于XRF校準(zhǔn)樣片是采用與待測(cè)樣品在相同工藝條件下生產(chǎn)的實(shí)際包膜鈦白產(chǎn)品通過(guò)粉末壓片法直接壓制而成，校準(zhǔn)樣品與待測(cè)樣品在顆粒粒度、化學(xué)組成及其存在形態(tài)等方面均完全相同或高度一致，有效消除了包膜鈦白產(chǎn)品粒度效應(yīng)、礦物效應(yīng)等基體干擾因素的影響，解決了包膜鈦白定量測(cè)定量值傳遞缺少標(biāo)準(zhǔn)樣品或者需要人工合成標(biāo)準(zhǔn)樣品用以繪制XRF校準(zhǔn)曲線的難題，具有干擾因素少、操作簡(jiǎn)單快速、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度和精度聞等優(yōu)點(diǎn)。
[0025]包膜鈦白產(chǎn)品質(zhì)暈檢驗(yàn)步驟
[0026]待測(cè)的包膜鈦白樣品采用粉末壓片法并且按照與制備XRF校準(zhǔn)樣片完全相同的條件壓制成為待測(cè)樣片，采用XRF直接同時(shí)測(cè)定待測(cè)樣片中各元素成分的熒光強(qiáng)度，并通過(guò)所繪制的XRF校準(zhǔn)曲線計(jì)算出包膜鈦白產(chǎn)品中元素成分的百分含量。
[0027]其中，可以反復(fù)使用所制備的XRF校準(zhǔn)樣片重新制作XRF校準(zhǔn)曲線，或者僅選擇最高和最低兩個(gè)濃度點(diǎn)的校準(zhǔn)樣片對(duì)已經(jīng)保存于XRF儀器上的校準(zhǔn)曲線進(jìn)行兩點(diǎn)法漂移校正，然后以粉末壓片XRF快速準(zhǔn)確定量測(cè)定待檢的包膜鈦白產(chǎn)品。
[0028]本發(fā)明的方法適合于對(duì)以鋯、硅、鋁、磷、鈮等無(wú)機(jī)鹽處理劑采用多元或單元包膜技術(shù)，對(duì)普通鈦白粉進(jìn)行表面改性處理(也即在二氧化鈦粒子表面包上一層或多層無(wú)機(jī)水合氧化物，堵塞晶格缺陷，提高二氧化鈦顏料的耐候性、化學(xué)穩(wěn)定性和分散性等性能指標(biāo))后得到的包膜鈦白(又稱包核鈦白)的元素成分進(jìn)行檢測(cè)。例如，本發(fā)明的方法所檢測(cè)的元素可以包括由包膜鹽處理劑所引入的允許在包膜鈦白中存在的鋯、硅、鋁、磷、鈮等有益元素，以及鐵、鉻、錳、銅等需要從包膜鈦白中盡量清除出去的微量有害雜質(zhì)元素；等等。
[0029]由此可見(jiàn)，本發(fā)明充分利用了粉末壓片X射線熒光光譜法的簡(jiǎn)單快捷、易于操作等特點(diǎn)，同時(shí)采用以微波消解ICP - OES定值檢驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)的包膜鈦白產(chǎn)品并以此制作XRF校準(zhǔn)曲線的措施，而不是采用常規(guī)的以鈦白粉標(biāo)準(zhǔn)樣品或者在高純二氧化鈦中人工加入待測(cè)元素的氧化物或鹽類等方式人為合成標(biāo)準(zhǔn)樣品用來(lái)制作XRF校準(zhǔn)曲線，因此解決了通常粉末壓片XRF法由于包膜鈦白產(chǎn)品的顆粒粒度、化學(xué)形態(tài)和元素成分及其含量的差異而導(dǎo)致的粒度效應(yīng)、礦物效應(yīng)等影響因素干擾元素成分含量測(cè)定的難題，并且解決了沒(méi)有或缺少相應(yīng)鈦白粉標(biāo)準(zhǔn)樣品而被迫以二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為基體并定量加入二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鋯、五氧化二鈮等高純?cè)噭亩斯ず铣膳渲凭哂袧舛忍荻鹊男?zhǔn)樣品用來(lái)制備繪制XRF校準(zhǔn)曲線的難題，以及外購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)樣品和人工合成的標(biāo)準(zhǔn)樣品與實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品由于基體效應(yīng)存在差異從而導(dǎo)致干擾影響元素含量測(cè)定的難題。本發(fā)明聯(lián)合采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP - 0ES)和X射線熒光光譜(XRF)粉末壓片法相結(jié)合的方式，可快速準(zhǔn)確測(cè)定包膜鈦白中鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅等元素成分的含量，具有干擾因素少、簡(jiǎn)單快速、準(zhǔn)確度和精度高等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于定量測(cè)定通常使用的熔融玻璃片XRF方法，本發(fā)明大大簡(jiǎn)化了分析操作步驟，有效縮短了檢驗(yàn)流程，并且減少了所用化學(xué)藥品試劑的種類和用量，降低分析檢驗(yàn)成本，有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有XRF測(cè)定包膜鈦白的樣品制備方法的缺點(diǎn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的分析速度、準(zhǔn)確度和精密度。也就是說(shuō)，本發(fā)明雖然采用粉末壓片法但避免了粒度效應(yīng)、礦物效應(yīng)等基體干擾，有效兼顧和提高了包膜鈦白元素測(cè)定的準(zhǔn)確性和速度，具有操作簡(jiǎn)單、影響因素少、快速準(zhǔn)確、檢驗(yàn)流程僅數(shù)分鐘等優(yōu)點(diǎn)。
[0030]下面結(jié)合具體示例對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031]采用XRF粉末壓片半定量測(cè)定方法，從現(xiàn)行工藝條件下生產(chǎn)的不同牌號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量合格和不合格的實(shí)際包膜鈦白產(chǎn)品中挑選元素成分含量適宜的部分樣品，采用微波消解一ICP-OES法測(cè)定其元素成分的百分含量，然后從中選擇3-7個(gè)均勻性穩(wěn)定性良好、元素成分含量可以構(gòu)成濃度梯度及其范圍覆蓋了不同牌號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)的系列包膜鈦白樣品用于制備XRF校準(zhǔn)樣品，并且對(duì)所挑選的每個(gè)包膜鈦白樣品分別重復(fù)進(jìn)行4次微波消解和ICP-OES測(cè)定，以測(cè)定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)平均值作為相應(yīng)校準(zhǔn)樣品中元素成分含量的標(biāo)準(zhǔn)值。
[0032]將所選擇3-7個(gè)用于制備XRF校準(zhǔn)樣品的包膜鈦白樣品(例如，可以為另一份)，采用XRF粉末壓片法壓制成型作為校準(zhǔn)樣片，然后以XRF進(jìn)行元素測(cè)定，并且以XRF測(cè)得的熒光強(qiáng)度值作為縱坐標(biāo)和ICP - OES測(cè)得的元素成分的平均含量作為橫坐標(biāo)共同繪制XRF校準(zhǔn)曲線。
[0033]待測(cè)的包膜鈦白樣品采用粉末壓片法并且按照與制備XRF校準(zhǔn)樣片完全相同的條件壓制成為待測(cè)樣片，采用XRF直接同時(shí)測(cè)定待測(cè)樣片中各元素成分的熒光強(qiáng)度，并通過(guò)所繪制的XRF校準(zhǔn)曲線計(jì)算出包膜鈦白產(chǎn)品中元素成分的百分含量。
[0034]在本發(fā)明的實(shí)施例中，微波消解儀是美國(guó)CEM公司Mars5型微波消解儀，ICP-OES為美國(guó)賽默飛世爾公司iCAP6300型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，XRF為日本理學(xué)公司ZSXlOOe型X射線熒光光譜儀。
[0035]示例 I
[0036]制備XRF校準(zhǔn)樣品并繪制校準(zhǔn)曲線
[0037]—、微波消解包膜鈦白樣品:
[0038]分別稱取以XRF粉末壓片半定量法初步篩選的包膜鈦白樣品0.2500g于微波消解罐中，用15mL水沖洗罐壁并分散樣品，依次加入4mL(l + I)硫酸、8mL硝酸和2mL氫氟酸，立即密閉容器并進(jìn)行微波消解；微波消解控制條件設(shè)置為:采用斜坡升溫方式，控制容器內(nèi)壓力小于800psi，先將容器內(nèi)物料用IOmin升溫至200°C并且保溫15min，然后再用5min升溫至230°C并且保溫5min。待罐內(nèi)溶液冷卻至室溫后，直接以水稀釋定容于IOOmL塑料容量瓶。
[0039]其中，并且硝酸、氫氟酸均為未經(jīng)稀釋的市場(chǎng)銷售的最濃試劑，濃硝酸質(zhì)量百分比濃度是65%?68%，氫氟酸質(zhì)量百分比濃度是40%?47% ; (I + I)硫酸是采用質(zhì)量百分比濃度為95%?98%的濃硫酸與水按照1:1比例關(guān)系混合而成，也即按照I份水兌I份濃硫酸的比例并遵從常規(guī)硫酸稀釋方式，將濃硫酸一邊攪拌一邊緩慢加入到水中，混勻并冷卻
至室溫。
[0040]二、ICP — OES測(cè)定元素成分的含量:
[0041]開(kāi)啟電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀并設(shè)置其工作參數(shù)為:RF功率1500W，輔助氣流速1.0L/min,螺動(dòng)泵泵速80r/min,觀察高度12.0mm,霧化器壓力0.36MPa,測(cè)定積分時(shí)間15s。采用純度不小于99.99%的高純二氧化鈦按照與包膜鈦白產(chǎn)品完全一樣的方式進(jìn)行微波消解，然后在此消解溶液中分別加入相應(yīng)待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制成為二氧化鈦含量與待測(cè)包膜鈦白樣品基體基本一致，并且含有鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅各待測(cè)元素成分的百分含量分別為 0.00%,0.010%,0.100%,0.500%、1.00%,2.00%,3.00% 和 5.00% 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并以此制作ICP - OES校準(zhǔn)曲線，進(jìn)而以ICP-OES法測(cè)定微波消解所制備的包膜鈦白樣品溶液中元素成分的含量。
[0042]三、制備XRF校準(zhǔn)樣品:
[0043]從ICP-OES測(cè)定的包膜鈦白樣品中選擇了 7個(gè)均勻性穩(wěn)定性良好、元素成分含量可以構(gòu)成濃度梯度及其范圍覆蓋了不同牌號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)的系列包膜鈦白樣品用于制備XRF校準(zhǔn)樣品，并且對(duì)所挑選的每個(gè)包膜鈦白樣品分別重復(fù)進(jìn)行上述4次微波消解和ICP-OES測(cè)定，以測(cè)定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)平均值作為相應(yīng)XRF校準(zhǔn)樣品中元素成分含量的標(biāo)準(zhǔn)值。
[0044]四、粉末壓片法壓制XRF校準(zhǔn)樣片或待檢樣片
[0045]將所制備的XRF校準(zhǔn)樣品和待檢的包膜鈦白樣品(I號(hào)樣品)分別以74μπι標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩篩選后在(110±5) °C下干燥Ih并冷卻至室溫，稱取2g樣品粉末不經(jīng)研磨直接置于直徑40mm鋁環(huán)等模具內(nèi)，均勻鋪平后稍加壓力壓緊，然后以硼酸填充充滿整個(gè)模具，在壓樣機(jī)上施加15噸的壓力壓制5秒鐘壓制成片狀的XRF校準(zhǔn)樣片或待檢的包膜鈦白樣片。
[0046]五、XRF校準(zhǔn)曲線的制備
[0047]以XRF測(cè)定所壓制的校準(zhǔn)樣片中各待測(cè)元素成分鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅的熒光強(qiáng)度，并且以XRF測(cè)得的元素成分的熒光強(qiáng)度值作為縱坐標(biāo)和ICP - OES測(cè)得的元素成分的平 均含量作為橫坐標(biāo)共同繪制XRF校準(zhǔn)曲線。
[0048]TK、包?旲欽白廣品質(zhì)量檢驗(yàn)
[0049]采用XRF直接同時(shí)測(cè)定所壓制的待檢的包膜鈦白樣片中各元素成分鋯、鋁、硅、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅的熒光強(qiáng)度，并通過(guò)所繪制的XRF校準(zhǔn)曲線計(jì)算出包膜鈦白產(chǎn)品中元素成分的百分含量。
[0050]示例 2
[0051]首先將待檢的包膜鈦白樣品(2號(hào)樣品)以74 μ m標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩篩選后在(110±5)°C下干燥Ih并冷卻至室溫，稱取2g樣品粉末不經(jīng)研磨直接置于直徑40mm鋁環(huán)等模具內(nèi)，均勻鋪平后稍加壓力壓緊，然后以硼酸填充充滿整個(gè)模具，在壓樣機(jī)上施加15噸的壓力壓制5秒鐘壓制成片狀的XRF校準(zhǔn)樣片或待檢的包膜鈦白樣片。
[0052]然后，使用示例I已經(jīng)制備好的XRF校準(zhǔn)樣品以及繪制的XRF校準(zhǔn)曲線，測(cè)定2號(hào)樣品的壓制樣片中相應(yīng)元素成分的X熒光強(qiáng)度值并計(jì)算該產(chǎn)品中元素成分的百分含量。
[0053]示例 3
[0054]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例3的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后的校準(zhǔn)樣品和待檢樣品(3號(hào)樣品)4g，壓制壓力為20噸。XRF校準(zhǔn)曲線采用示例I中已經(jīng)壓制好的校準(zhǔn)樣品片進(jìn)行繪制并測(cè)定3號(hào)樣品中元素成分的含量。
[0055]示例 4
[0056]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例4的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后的校準(zhǔn)樣品和待檢樣品(4號(hào)樣品)3g，壓制壓力為18噸。
[0057]示例5[0058]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例5的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后待檢樣品(5號(hào)樣品)3.5g，壓制壓力19噸。
[0059]示例6
[0060]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例6的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后待檢樣品(6號(hào)樣品)2.5g，壓制壓力17噸。
[0061]示例7
[0062]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例7的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后待檢樣品(7號(hào)樣品)3g，壓制壓力為18噸。
[0063]示例 8
[0064]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例8的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后待檢樣品(樣品8號(hào))3g，壓制壓力為18噸。XRF校準(zhǔn)曲線采用示例I中已經(jīng)壓制好的校準(zhǔn)樣品片進(jìn)行繪制并且測(cè)定8號(hào)樣品中元素成分的含量。
[0065]示例 9
[0066]除以下不同之處外，其余均采用與示例2相同的方法來(lái)測(cè)定示例9的包膜鈦白樣品:稱取過(guò)篩后待檢樣品(9號(hào)樣品)3g，壓制壓力為18噸。采用示例I中已經(jīng)繪制好的XRF校準(zhǔn)曲線，并使用示例4中原本已經(jīng)壓制的校準(zhǔn)樣品片中元素成分含量相對(duì)最高和最低的兩個(gè)校準(zhǔn)樣片對(duì)校準(zhǔn)曲線進(jìn)行漂移校正，然后測(cè)定9號(hào)樣品中元素成分的含量。
[0067]精密度試驗(yàn)情況
[0068]對(duì)重復(fù)按照示例2、示例4、示例6和示例8分別進(jìn)行8次獨(dú)立的銀鐵樣品溶液的制備和分析測(cè)定，對(duì)8次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，根據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)評(píng)估本發(fā)明的精密度。結(jié)果分別見(jiàn)表1。
[0069]表1精密度試驗(yàn)(n=8)(單位:％)
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法，其特征在于，所述方法包括步驟: A、選取一種預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)得到的成分含量不同的多個(gè)包膜鈦白樣品，所述多個(gè)包膜鈦白樣品中的每個(gè)包膜鈦白樣品分為兩份； B、采用微波加熱方式消解所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第一份，形成多個(gè)待測(cè)樣品溶液，通過(guò)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)得所述每個(gè)待測(cè)樣品溶液中各元素的成分含量；采用粉末壓片法將所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第二份直接壓制成型以作為X射線熒光光譜法的多個(gè)校準(zhǔn)樣片，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)得所述每個(gè)校準(zhǔn)樣片中各元素成分的熒光強(qiáng)度； C、將步驟B中X射線熒光光譜法所測(cè)得的每個(gè)包膜鈦白樣品的每種元素的熒光強(qiáng)度與步驟B中電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法所測(cè)得的該包膜鈦白樣品中該元素的成分含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成每種元素的校準(zhǔn)曲線； D、采用與步驟B中所述的粉末壓片法相同的方法將待測(cè)包膜鈦白樣品直接壓制成型以得到待測(cè)樣片，通過(guò)X射線熒光光譜法測(cè)得所述待測(cè)樣片中待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度，其中，所述待測(cè)包膜鈦白樣品為所述預(yù)定包膜鈦白生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)得到的任一批次的鈦白產(chǎn)品； E、根據(jù)步驟D所得到的待測(cè)元素的熒光強(qiáng)度，結(jié)合步驟C中該元素的校準(zhǔn)曲線，計(jì)算得出待測(cè)包膜鈦白樣品中該待測(cè)元素的成分含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法，其特征在于，所述步驟A中采用微波加熱方式消解的步驟包括將所述每個(gè)包膜鈦白樣品的第一份與硫酸、硝酸和氫氟酸混合，并依次在溫度為195?210°C的階段和溫度為220?235°C的階段進(jìn)行密閉消解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法，其特征在于，所述步驟C以熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)并以成分含量為橫坐標(biāo)，將步驟B中所測(cè)得的每個(gè)包膜鈦白樣品的每種元素的熒光強(qiáng)度與步驟B中所測(cè)得的該包膜鈦白樣品中該元素的成分含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成每種元素的校準(zhǔn)曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法，其特征在于，所述步驟B中，通過(guò)多次電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)得所述每個(gè)待測(cè)樣品溶液中各元素中每種元素的多個(gè)成分含量，并以所述每種元素的多個(gè)成分含量的平均值作為該元素的成分含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定包膜鈦白中元素成分的方法，其特征在于，所述待測(cè)元素為鋯、硅、鋁、磷、鈮、鐵、鉻、錳、銅中的一種或兩種以上。
【文檔編號(hào)】G01N21/73GK103852481SQ201410090074
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】成勇, 彭慧仙, 袁金紅 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司