CN115931947A - 熔融法制样x射线检测化渣剂中多种元素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法，该方法包括：1)化渣剂预氧化；2)玻璃片的制备；3)标准工作曲线的绘制；4)试样各元素含量检测，该方法对化渣剂进行预氧化处理解决了因不明化渣剂的成分造成铂金坩埚腐蚀的问题，避免经济损失的同时提高了分析结果的准确性和及时性，也避免了因湿法化验操作繁琐、流程长、耗时耗力的问题，不仅如此还降低了强酸强碱等化学试剂对环境的污染和对化验员健康的伤害，降低了化验分析成本。

Description

熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法

技术领域

本发明涉及化学分析领域，具体地，涉及熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法。

背景技术

目前炼钢冶炼用的化渣剂一般采用化学分析方法和X射线荧光光谱分析两种检测方法分析二氧化硅、氧化钙、氧化镁、三氧化二铝，化学分析步骤繁琐且分析时间长很难满足生产要求。实验室多采用熔片法进行X射线荧光分析，由于目前化渣剂氧化铝含量较高，有时供货商为提高氧化铝含量在生产过程中加入金属铝以符合要求，但化验室在分析时难以区分金属铝，在采用铂金坩埚熔样时偶尔会出现腐蚀坩埚的情况，给实验室检测工作造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法，该方法对化渣剂进行预氧化处理解决了因不明化渣剂的成分造成铂金坩埚腐蚀的问题，避免经济损失的同时提高了分析结果的准确性和及时性，也避免了因湿法化验操作繁琐、流程长、耗时耗力的问题，不仅如此还降低了强酸强碱等化学试剂对环境的污染和对化验员健康的伤害，降低了化验分析成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法，该方法包括：

1)化渣剂预氧化：将化渣剂试样和化渣剂标准样品分别与熔剂和氧化剂搅拌均匀置于铂金坩埚中，在马弗炉中熔融，取出铂金坩埚，冷却，分别得到试样混合体系和标准样品混合体系；

2)玻璃片的制备：分别向所述试样混合体系和标准样品混合体系中滴加脱模剂，放入熔融炉中进行融样，融样结束后取出，完成试样玻璃片和标准样品玻璃片的制备；

3)标准工作曲线的绘制：通过X射线荧光法检测检测所述标准样品玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，以各元素含量作为横坐标，测定强度Kcps为纵坐标，绘制各元素标准工作曲线或者计算出标准工作曲线方程；

4)试样各元素含量检测：通过X射线荧光法检测所述试样玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，接着通过步骤3)中所述标准工作曲线或者标准工作曲线方程计算出所述化渣剂试样的的各元素含量。

通过上述技术方案，本发明通过采用氧化剂如硝酸锂预氧化处理化渣剂，同时结合X射线荧光光谱法具有分析准确度高、分析元素范围广、可同时分析多种元素的优点，在对化渣剂进行预氧化处理后进行玻璃熔片制备，再使用X射线荧光光谱法进行多元素测定的方法，解决了化渣剂直接熔片造成铂金锅腐蚀的问题，在避免经济损失的同时提高了分析结果的准确性和及时性；同时避免因湿法化验操作繁琐、流程长、耗时耗力的问题；降低了强酸强碱等化学试剂对环境的污染和对化验员健康的伤害；降低了化验分析成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1中的化渣剂试样中SiO₂含量的工作曲线图；

图2是实施例1中的化渣剂试样中CaO含量的工作曲线图；

图3是实施例1中的化渣剂试样中MgO含量的工作曲线图；

图4是实施例1中的化渣剂试样中Al₂O₃含量的工作曲线图；

图5是实施例1中的化渣剂试样中Fe₂O₃含量的工作曲线图；

图6是实施例1中的化渣剂试样中MnO含量的工作曲线图；

图7是实施例1中的化渣剂试样中P含量的工作曲线图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了本发明提供了一种熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法，该方法包括：

1)化渣剂预氧化：将化渣剂试样和化渣剂标准样品分别与熔剂和氧化剂搅拌均匀置于铂金坩埚中，在马弗炉中熔融，取出铂金坩埚，冷却，分别得到试样混合体系和标准样品混合体系；

2)玻璃片的制备：分别向所述试样混合体系和标准样品混合体系中滴加脱模剂，放入熔融炉中进行融样，融样结束后取出，完成试样玻璃片和标准样品玻璃片的制备；

3)标准工作曲线的绘制：通过X射线荧光法检测检测所述标准样品玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，以各元素含量作为横坐标，测定强度Kcps为纵坐标，绘制各元素标准工作曲线或者计算出标准工作曲线方程；

4)试样各元素含量检测：通过X射线荧光法检测所述试样玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，接着通过步骤3)中所述标准工作曲线或者标准工作曲线方程计算出所述化渣剂试样的的各元素含量。

本发明通过采用氧化剂如硝酸锂预氧化处理化渣剂解决了因不明化渣剂的成分造成铂金锅的腐蚀问题，在避免经济损失的同时提高了分析结果的准确性和及时性，同时避免因湿法化验操作繁琐、流程长、耗时耗力的问题，降低了强酸强碱等化学试剂对环境的污染和对化验员健康的伤害；降低了化验分析成本。

根据本发明一种优选的实施方式，熔剂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了不影响分析结果的测定，使分析方法更为准确，在步骤1)中，所述熔剂为无水四硼酸锂和/或偏硼酸锂。

根据本发明一种优选的实施方式，熔剂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了不影响分析结果的测定，使分析方法更为准确，在步骤1)中，所述熔剂为无水四硼酸锂。

根据本发明一种优选的实施方式，氧化剂的种类可以在宽的范围内选择，但是化渣剂中的金属元素呈单质状态样品加热熔融时容易与坩埚的铂和金形成低熔点合金，导致坩埚被腐蚀或熔穿。对于还原性样品，通常进行预氧化。在保证不引入杂质和损伤铂金锅的前提下，氧化剂的使用起到了氧化且没有杂质引入的效果，在步骤1)中，所述氧化剂为硝酸锂和/或过氧化钠。

根据本发明一种优选的实施方式，氧化剂的种类可以在宽的范围内选择，但是化渣剂中的金属元素呈单质状态样品加热熔融时容易与坩埚的铂和金形成低熔点合金，导致坩埚被腐蚀或熔穿，对于还原性样品，通常进行预氧化，在保证不引入杂质和损伤铂金锅的前提下，氧化剂的使用起到了氧化且没有杂质引入的效果，在步骤1)中，所述氧化剂为硝酸锂。

根据本发明一种优选的实施方式，化渣剂试样和熔剂的质量比可以在宽的范围内选择，但是为了确保样品融解充分，且各元素可获得足够的信号强度，同时也较易获得高质量样片，兼顾高低含量不同元素的测定，所述化渣剂试样和熔剂的质量比为1：5-10。

根据本发明一种优选的实施方式，化渣剂试样和熔剂的质量比可以在宽的范围内选择，但是为了确保样品融解充分，且各元素可获得足够的信号强度，同时也较易获得高质量样片，兼顾高低含量不同元素的测定，所述化渣剂试样和熔剂的质量比为1:7。

根据本发明一种优选的实施方式，化渣剂标准试样和熔剂的质量比可以在宽的范围内选择，但是为了确保样品融解充分，且各元素可获得足够的信号强度，同时也较易获得高质量样片，兼顾高低含量不同元素的测定，所述化渣剂标准试样和熔剂的质量比为1：5-10。

根据本发明一种优选的实施方式，化渣剂标准试样和熔剂的质量比可以在宽的范围内选择，但是为了确保样品融解充分，且各元素可获得足够的信号强度，同时也较易获得高质量样片，兼顾高低含量不同元素的测定，所述化渣剂标准试样和熔剂的质量比为1:7。

根据本发明一种优选的实施方式，氧化剂的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使化渣剂试样或者化渣剂标准样品中的单质成分充分被氧化，在步骤1)中，所述氧化剂的用量为1-3mL，质量分数为30％-70％。

根据本发明一种优选的实施方式，氧化剂的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使化渣剂试样或者化渣剂标准样品中的单质成分充分被氧化，在步骤1)中，所述氧化剂的用量为2mL，质量分数为50％。

根据本发明一种优选的实施方式，熔融的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使样品充分熔融以便后续元素的测定结果的准确，在步骤1)中，所述熔融的条件包括：温度为600-800℃，时间为8-15min。

根据本发明一种优选的实施方式，脱模剂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了熔融片与坩埚可以更好的剥离，且不发生脆裂，在步骤2)中，所述脱模剂为饱和溴化铵。

根据本发明一种优选的实施方式，脱模剂的用量可以在宽的范围内选择，但是为了保证熔融片样片光洁、无裂纹、易剥离，在步骤2)中，所述脱模剂的用量为0.8-1.2mL。

根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2)中，所述融样的条件包括：温度1100-1200℃，时间为5-8min

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，氧化剂：50％硝酸锂(分析纯)；熔剂：无水四硼酸锂(分析纯)；脱模剂：饱和溴化铵。

使用的仪器为：ARL9900型X射线荧光光谱仪(美国赛默飞世尔科技有限公司生产)，上照式波长色散型；BSA124S型电子天平(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司生产)，量程为0～120g，最小分度值为0.1mg；DHG-9203A型电热恒温鼓风干燥箱(上海实研电炉有限公司生产)，量程为0～300℃，准确度等级1℃；铂黄坩埚，坩埚底面要抛光，底部直径34mm,外直径58mm，高25mm,重约85克；马弗炉(上海实研电炉有限公司)，型号SX2-4-10。

实施例1

(1)化渣剂预氧化：

分别称取1.0000g化渣剂试样和表1所示的12种化渣剂标准样品置于不同的铂金坩埚锅内，再称取7.0000g无水四硼酸锂试剂，搅拌均匀后，加入2ml(50％)硝酸锂试剂，在700℃的马弗炉中熔融10min，取出铂金锅，冷却5min，得到混合体系。

(2)玻璃片的制备：

向步骤(1)的混合体系中，加入0.8mL饱和溴化铵，于1120℃熔融炉中进行融样，融样结束后取出，完成玻璃片的制备。

(3)荧光工作条件选择：

在波长色散X射线荧光光谱仪上进行各元素的工作条件，如表2所示。

(4)工作曲线的绘制：

在分析程序上输入化渣剂标准样品各元素的含量，在对应元素荧光仪工作条件下测化渣剂标准样品玻璃片各元素的荧光分析强度Kcps，以各元素含量作为横坐标，测定荧光分析强度Kcps为纵坐标，绘制化渣剂标准样品各元素的标准工作曲线，如图1-7所示。

(5)化渣剂试样各元素含量的检测：通过X射线荧光法检测化渣剂试样玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，接着通过标准工作曲线或者标准工作曲线方程计算出所述化渣剂试样中的各元素含量。

表1

编号	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	CaO	MgO	<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	<![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	MnO	P
								GBW010212	13.44	33.74	11.66	1.25	22.77	3.34	0.87
GSBH42011-94	8.91	26.73	12.15	3.92	33.94	2.01	0.38
								YSBC13836-96	30.95	36.5	20.77	7.84	0.82	0.077	0.021
GBW(E)QD10-128	34.91	39.2	9.27	12.8	0.77	0.09	0.012
								GBW(E)QD09-93	31.18	37.13	7.52	16.26	2.01	1.23	0.043
GBW(E)010213	16.5	49.29	6.55	21.94	0.22	0.18	0.024
								GBW03102a	53.67	1.8	0.083	31.32	0.86	0.02	0.053
YSBC18801-96	52.53	0.25	0.23	43.56	1.93	0.028	0.091
								YSS066-2013	22.96	0.69	0.37	46.52	14.01	0.13	0.15
YSBC14802-09	37.41	0.15	0.14	57.47	0.46	0.002	0.022
								YSS065-2013	17.82	0.51	0.26	60.41	9.69	0.082	0.13
GBW(E)QD09-92	31.82	36.26	9.92	16.85	0.94	0.78	0.008

表2

检测例1

对本发明的所建立的方法做精密度和准确度实验，分别计算其曲线回归系数、各元素标准值与检测值的差值和各元素的相对标准偏差，结果如表3-5所示。

表3

元素	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	CaO	MgO	<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	<![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	MnO	P
								曲线回归系数	0.9973	0.9992	0.9951	0.9996	0.9999	0.9986	0.9985

表4

表5

由表3-5的数据可知，本发明所建立的方法具有较高的准确度和精密度，确保了分析结果的准确性，也简化了检测流程，提高了经济效益。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种熔融法制样X射线检测化渣剂中多种元素的方法，其特征在于，该方法包括：

1)化渣剂预氧化：将化渣剂试样和化渣剂标准样品分别与熔剂和氧化剂搅拌均匀置于铂金坩埚中，在马弗炉中熔融，取出铂金坩埚，冷却，分别得到试样混合体系和标准样品混合体系；

2)玻璃片的制备：分别向所述试样混合体系和标准样品混合体系中滴加脱模剂，放入熔融炉中进行融样，融样结束后取出，完成试样玻璃片和标准样品玻璃片的制备；

3)标准工作曲线的绘制：通过X射线荧光法检测检测所述标准样品玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，以各元素含量作为横坐标，测定强度Kcps为纵坐标，绘制各元素标准工作曲线或者计算出标准工作曲线方程；

4)试样各元素含量检测：通过X射线荧光法检测所述试样玻璃片中各元素的荧光分析强度Kcps，接着通过步骤3)中所述标准工作曲线或者标准工作曲线方程计算出所述化渣剂试样的的各元素含量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1)中，所述熔剂为无水四硼酸锂和/或偏硼酸锂，优选为无水四硼酸锂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1)中，所述氧化剂为硝酸锂和/或过氧化钠，优选为硝酸锂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1)中，所述化渣剂试样和熔剂的质量比为1：5-10，优选为1:7；和/或，

所述化渣剂标准试样和熔剂的质量比为1：5-10，优选为1:7。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1)中，所述氧化剂的用量为1-3mL，质量分数为30％-70％，优选为所述氧化剂的用量为2mL，质量分数为50％。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1)中，所述熔融的条件包括：温度为600-800℃，时间为8-15min。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤2)中，所述脱模剂为饱和溴化铵。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤2)中，所述脱模剂的用量为0.8-1.2mL。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤2)中，所述融样的条件包括：温度1100-1200℃，时间为5-8min。

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