CN111855722A - 一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法 - Google Patents

一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，具体包括以下步骤：1.建立标准曲线以及制备标准试样；2.确定分析试样粒度；3.将分析试样置于烘箱中干燥；4.称取1g分析试样于马弗炉灼烧；5.将灼烧后分析试样转移至盛有混合熔剂的铂金坩埚中，搅拌均匀，在表面覆盖混合熔剂,滴加脱模剂；6.然后将分析试样放入Claisse M4型熔样炉中进行熔融；本发明节约了分析时间；样品的分析结果满足相关国家化学分析标准中的精密度要求。

Description

一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法
技术领域
本发明涉及一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法。
背景技术
目前，大部分钢厂的轻烧镁、菱镁石、水镁石质量验收均采用《GB/T 5069-2015 镁铝系耐火材料化学分析方法》。其中MgO验收若采用EDTA络合滴定法，分析的结果为CaO和MgO 的合量，因此，此法必须分析CaO含量，再进行扣减才能得到MgO的分析值，这增加了分析步骤；若采用CyTA络合滴定法，虽无需分析CaO含量，但使用了属易制爆管控的试剂六次甲基四胺。其中SiO2常采用钼蓝光度法，分析过程中也使用了大量化学试剂。化学分析方法虽是国家推荐标准方法，但其分析周期长、步骤多，且需使用大量化学品试剂，所以随着现代企业生产节奏的加快、高质量产品的研发，采用仪器分析代替化学分析，从而快速、准确、环保地测定其成分成为当前行业急需解决的难题。
通过文献检索，现有技术中有采用X射线荧光光谱法分析镁质材料的例子，如芜湖新兴铸管有限责任公司《利用X射线荧光熔片法快速测定轻烧镁球中的氧化镁含量的方法》（专利），天津钢铁《X射线荧光光谱法测定镁砂中的主要元素》，鞍钢《X射线荧光光谱法测定镁砂、镁石及菱镁矿中主次成分》，与本方法的区别在于熔样方法不同，具体表现为建线用标准样品、熔剂、稀释比、混合方式等的不同。如，常用于建立标准曲线的样品都为标准物质，其分析范围受到标准物质定值的限制，且标准物质在标准曲线内的相对含量需由灼减计算得出，本发明使用基准试剂建立标准曲线，熔剂补充校正的方式，解决了该问题；在熔剂的选择上，常以四硼酸锂作为熔剂，该熔剂对MgO有很好的溶解度，对高含量的SiO2的溶解度较小，且以纯四硼酸锂作为熔剂，存在机械强度不够，易造成裂片的问题，本方明选用四硼酸锂和偏硼酸锂的混合熔剂，可MgO、SiO2同时分析，且熔片成片率得以提升；在混合方式的选择上，常使用的不覆盖熔剂的混合方式，经实验，会造成试样的挥发，使分析结果不稳定，使用覆盖的方式的分析结果更加稳定；在试样分析结果的校正方式上，常使用的校正方式都是用灼烧减量对测得值进行校正得到分析值，本发明对试样的校正方式为以熔剂重量对灼烧减量做补充，测得值即分析值，且由于熔剂重量远大于试样重量，补充熔剂为灼烧减量引入的分析误差，远小于灼烧减量校正测得值引入的分析误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提供一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，准确、可靠，有利于冶金分析领域仪器分析自动化的提高。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，具体包括以下步骤：
（1）.建立标准曲线以及制备标准试样，其中标准试样具体制备步骤为：称取一定量的基准氧化镁和基准二氧化硅，两者与一定量混合熔剂进行混合，在其表面完全覆盖4g混合熔剂，加入脱模剂1mL，于熔样炉进行熔融，熔制成标准样片，于X荧光光谱仪分析；
（2）.确定分析试样粒度：粒度小于0.090mm；
（3）.将分析试样置于105℃的烘箱中干燥1h；
（4）.称取1g分析试样于1025℃±25℃烧至恒重的瓷方舟中，记分析试样和瓷方舟总重量为m1（克），将分析试样和瓷方舟置于1025℃±25℃的马弗炉灼烧1小时，取出冷却，记灼烧后分析试样和瓷方舟总重量为m2(克)，计算烧失量Δm，具体为Δm=m2-m1；
（5）.将灼烧后分析试样转移至盛有（4+Δm）克的混合熔剂的铂金坩埚中，搅拌均匀，在表面覆盖4克混合熔剂,滴加脱模剂1mL；
（6）.然后将分析试样放入Claisse M4型熔样炉中进行熔融，制得分析试样玻璃熔片，并且将分析试样玻璃熔片放入赛默飞 9900型荧光光谱仪进行分析，并选择已建立的标准曲线进行对比分析。
本发明进一步限定方案：
前述的混合熔剂为偏硼酸锂：四硼酸锂=2:1混合制成。
前述的熔融包括预熔阶段和熔融阶段，其中预熔阶段温度为800℃,，时间为7分钟，旋转；熔融阶段温度控制在1050℃,时间10分钟，旋转，然后自然冷却，5分钟；风动冷却，3分钟。
前述的脱模剂为400g/L的溴化锂。
前述的基准氧化镁和基准二氧化硅均经过在1000℃马弗炉灼烧4小时，于干燥器冷却处理。
本发明的有益效果是：本发明将轻烧镁、菱镁石、水镁石试样与混合熔剂混合、覆盖后放入到铂金坩埚内，采用熔融炉直接熔融成玻璃片，用于X荧光光谱仪分析的方法，这与现有化学分析相比具有以下优点：操作步骤少、简单明了、易于掌握；使用试剂的品种少，使用量减少，节约了分析成本；多元素可同时测定，节约了分析时间；样品的分析结果满足相关国家化学分析标准中的精密度要求，可适用于钢铁企业轻烧镁、菱镁石、水镁石的验收、供应商的内部质控、出厂检验。
附图说明
图1为实施1中 MgO分析曲线图；
图2为实施1中SiO2分析曲线图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，具体包括以下步骤：
（1）.建立标准曲线以及制备标准试样，其中标准试样具体制备步骤为：按表1重量称取经在1000℃马弗炉灼烧4小时，于干燥器冷却处理的基准氧化镁和基准二氧化硅，两者与一定量混合熔剂进行混合，该混合熔剂具体见表1，在其表面完全覆盖4g混合熔剂，加入400g/L的溴化锂1mL，于熔样炉进行熔融，熔制成标准样片，于X荧光光谱仪分析，按照表1中元素含量，绘制光强-含量曲线，MgO分析曲线见图1、SiO2分析曲线见图2；
（2）.确定轻分析试样粒度，粒度为0.080mm；
（3）.将分析试样置于105℃的烘箱中干燥1h；
（4）.称取1g分析试样于1025℃烧至恒重的瓷方舟中，记分析试样和瓷方舟总重量为m1（克），将分析试样和瓷方舟置于1025℃的马弗炉灼烧1小时，取出冷却，记灼烧后分析试样和瓷方舟总重量为m2(克)，计算烧失量Δm，具体为Δm=m2-m1；
（5）.将灼烧后分析试样转移至盛有（4+Δm）克的混合熔剂的铂金坩埚中，搅拌均匀，在表面覆盖4克混合熔剂,滴加400g/L的溴化锂1mL；
（6）.然后将分析试样放入Claisse M4型熔样炉中进行熔融，制得分析试样玻璃熔片，并且将分析试样玻璃熔片放入赛默飞 9900型荧光光谱仪进行分析，并选择已建立的标准曲线进行对比分析。
表1 制备标准样片用基准试剂、打底熔剂称样量及制成后标准样片相对含量
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
选取 1个轻烧镁为分析试样，按上述分析试样制备方法，制备6个轻烧镁为分析试样，进行分析，实验数据如表2。
表2 实验数据（%）
编号 1 2 3 4 5 6
MgO 69.55 69.54 69.35 69.30 69.47 69.33
SiO<sub>2</sub> 3.71 3.71 3.66 3.68 3.68 3.67
由表2可知：MgO的相对标准偏差为0.16，精密度很好；SiO2的性对标准偏差为0.84%，也在较小范围。说明本发明的熔样方法稳定可靠。
选取菱镁石、水镁石标和轻烧镁准物质各2种，按照分析试样制备方法分别制得菱镁石、水镁石分析试样和轻烧镁分析试样，与其标准值含量进行比对；实验数据如表3。
表3 实验数据（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE004
注：允许误差参照《GB/T 5069-2015 镁铝系耐火材料化学分析方法》
结论：分析误差均在国标规定的允许误差范围内，可满足日常分析和样品定值。
综上所述，本发明的一种用于测定轻烧镁、菱镁石、水镁石中MgO、SiO2含量的熔融制样—X射线荧光光谱分析技术，简化了分析流程、缩短了分析时间、节约了分析试剂成本，提高了分析效率。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）.建立标准曲线以及制备标准试样，其中标准试样具体制备步骤为：称取一定量的基准氧化镁和基准二氧化硅，两者与一定量混合熔剂进行混合，在其表面完全覆盖4g混合熔剂，加入脱模剂1mL，于熔样炉进行熔融，熔制成标准样片，于X荧光光谱仪分析；
（2）.确定分析试样粒度：粒度小于0.090mm；
（3）.将分析试样置于105℃的烘箱中干燥1h；
（4）.称取1g分析试样于1025℃±25℃烧至恒重的瓷方舟中，记分析试样和瓷方舟总重量为m1（克），将分析试样和瓷方舟置于1025℃±25℃的马弗炉灼烧1小时，取出冷却，记灼烧后分析试样和瓷方舟总重量为m2(克)，计算烧失量Δm，具体为Δm=m2-m1；
（5）.将灼烧后分析试样转移至盛有（4+Δm）克的混合熔剂的铂金坩埚中，搅拌均匀，在表面覆盖4克混合熔剂,滴加脱模剂1mL；
（6）.然后将分析试样放入Claisse M4型熔样炉中进行熔融，制得分析试样玻璃熔片，并且将分析试样玻璃熔片放入赛默飞 9900型荧光光谱仪进行分析，并选择已建立的标准曲线进行对比分析。
2.如权利要求1所述的轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，其特征在于：所述混合熔剂为偏硼酸锂：四硼酸锂=2:1混合制成。
3.如权利要求1所述的轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，其特征在于：所述熔融包括预熔阶段和熔融阶段，其中预熔阶段温度为800℃,，时间为7分钟，旋转；熔融阶段温度控制在1050℃,时间10分钟，旋转，然后自然冷却，5分钟；风动冷却，3分钟。
4.如权利要求1所述的轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，其特征在于：所述脱模剂为400g/L的溴化锂。
5.如权利要求1所述的轻烧镁、镁石中MgO、SiO2含量的X射线荧光光谱分析法，其特征在于：所述标准试样中的基准氧化镁和基准二氧化硅均经过在1000℃马弗炉灼烧4小时，于干燥器冷却处理。
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