X射線熒光分析方法在礦產品檢測中的應用

李萍

【摘 要】在現代采礦業的發展中，礦產品的質量檢測方法占據著十分重要的地位，由于對礦產品的質量檢測標準越來越高，我們發現傳統的化工分析檢測方法已經無法滿足精細檢測的需要，因此，我們需要尋找新的更有效的礦產品檢測方法。X光射線熒光分析方法就是一項新的技術，其相對于化學方法分析具有更加有效的優勢，本文將對此方法展開分析與討論，希望能夠給相關產業提供一些借鑒與幫助。

【關鍵詞】X射線熒光分析；礦產品檢測；應用

通過一些實際的測驗與對比，我們發現X射線熒光分析方法相對于傳統化學分析更具有實效性，X射線熒光分析方法便于操作、精準度高、檢測速度快，十分適合投入到現代礦產品檢測中使用。因此，為了使X射線熒光分析方法能夠更好的投入使用，為我國礦產業的發展提供更有效的幫助，我們需要對其具體使用要點與操作難點進行分析，為了能夠更好的將X射線熒光分析檢測技術全方位的應用到礦料檢測中，解決化學方法檢測時間長、精準度低且操作復雜等問題，本文將就“X射線熒光分析方法在礦產品檢測中的應用”此題目進行分析與探討。

一、X射線熒光簡介

X射線熒光分析（XRF）是一種確定物質中常量和微量元素種類和含量的方法。它使用初級X射線光子或其他微粒子激發物質中的原子，產生二次特征X射線（X射線熒光），用于材料成分分析和化學狀態研究。

二、X射線熒光分析儀器簡介

現代X射線熒光光譜儀由以下部分組成：X射線發生器（X射線管，高壓電源和穩定電流裝置），光譜檢測系統（分析晶體，準直器和檢測器），計數和記錄系統（脈沖輻射分析儀，校準器，定時器，積分器，記錄儀）。光譜中不同熒光強度的線條與元素的濃度有一定的關系。因此，可以通過儀器中產生的光譜波長與熒光強度來進行定性和定量分析。該方法具有譜線簡單，分析速度快，多元素測量和同時分析的優點。

在20世紀50年代早期，當首次引入商用X射線熒光光譜儀時，它們的主要功能是元素的定性和半定量分析。在20世紀80年代后期元素相互作用的數學校正結果已應用于半定量分析。隨后，X射線熒光光譜儀制造商推出了自己的X射線熒光分析儀器，這些儀器的共同特點是都需要標準樣品。在儀器使用時，可以一次性確定樣品，而樣品的大小，形態和形狀可以不同。分析元素是從氟到鈾的元素，樣品的分析時間為15到30分鐘。

三、X射線熒光分析原理簡介

使用由X射線發生器或放射性同位素源發射的X射線作為能量源，相同的元素相互作用以激發原子的內部電子。從當前基態轉變為激發態。一旦電子從激發態返回到基態，它就會釋放能量并發射元素固有能量的X射線。它被稱為特征X射線。特征X元素的含量和強度在特定條件下顯示直接比例，并且可以根據比例關系進行定量分析。在樣品分析過程中，由于樣品的不同，應考慮基體效應校正。如果礦物質由許多物質組成，則應考慮基體效應校正，標準曲線分別校準。另外，特征X射線元素的含量與僅在一定范圍內的強度之間存在線性相關。所以如果它具有廣泛的變化，可用于確定過程，以提高儀器分析的準確性和精密性。

X射線熒光光譜法是一種相對分析方法。X射線熒光光譜儀僅提供X射線熒光的強度，以及其準確的量化需求。但是通常難以獲得各種標準樣品，這限制了X射線熒光光譜法的應用。

四、X射線熒光分析儀在礦產業中的應用

（一）小型X射線熒光分析儀

小型X射線熒光分析儀可用于對單一金屬元素的檢測分析，除了需要檢測的尾礦和濃縮物外，總鐵量的測定可以通過鐵礦廠來進行具體的分析。為了提高儀器分析的準確性，有必要測試10種含量范圍從3%到70%的工藝產品?？梢孕饰宸N標準曲線的半成品尾礦和半成品濃縮物，零級尾礦和零級濃縮物和原礦石。許多對比實驗如表1所示。與化學分析相比，利用X射線熒光分析儀進行檢測所產生的最大誤差為0.53%，最大尾礦誤差為0.58%，遠小于傳統化學檢測誤差，完全可以滿足生產過程的控制要求。

從表1中，我們可以看到以下幾點。首先，存在較大的個體錯誤。這是因為礦石特性存在很大差異。近年來，通過調整補充標準曲線，對于不同礦石特性的適應性得到了很大提高。濃縮物的誤差小于尾礦的誤差，因為尾礦中較高的雜質含量和較低的總鐵含量會在一定程度上影響儀器的測量。尾礦分析中測量的準確性和化學分析方法的誤差導致最終儀器分析和實驗室分析之間的差異很大。

（二）大型X射線熒光分析儀

與小型儀器相比，大型X射線熒光分析儀對不同礦料的特性具有更高的辨識率，對于礦石成分的識別更加精準。激發能量主要用于放射性物質和X射線管。它可用于Mn，Mg的檢測。在螢石和菱鎂礦，錳礦石工廠檢查中，可以應用到Ca、Fe和Si等元素的檢測中。大型X射線熒光分析儀與小型儀器具有相同的原理，許多原料的性質都對其產生一定的影響。如果我們想要有效地提高檢測的準確性，我們應該正確的使用儀器。對于錳礦石和螢石等原材料，每年都有大量的原材料，而根據制造商的說法，不同原材料供應商的標準曲線是分開校準的，因此線路校準工作進行的不夠完整，并且由于時間長，對供應商的抽樣工作受多種因素影響無法實現。因此，大型X射線熒光分析儀器的使用仍存在一定的困難。

（三）強度測量的可靠性

在非標準樣品分析方法中，分析樣品中的組分范圍為10%至100%（質量分數）。每個特征譜線的確定條件由軟件自動給出。通常，當儀器工作在全功率或高功率時，它可以獲得強信號，可以滿足微量元素測定的要求。但在確定高含量元素時，它將超過探測器的線性范圍。儀器會自動將電流降低5到10倍，以確保主要元素計數率的可靠性。

五、小結

小型X射線熒光分析儀是不全面的，因為它只能測量單個元素，僅用于檢測工廠加工產品與過程檢測。大型X射線熒光分析儀可檢測錳，鎂，鈣，鐵，硅等元素，并檢測進口礦產品和礦渣，它更適用于測量與全面的性質檢查。過去，化學分析需要很長時間，這會增加工人的勞動強度，而新的檢測方法會大幅度降低工人的勞動強度。該方法不僅操作簡便，而且可以縮短采購產品的測試時間和礦石生產樣品的分析時間，分析效率非常高。更重要的是，在使用X射線熒光分析后，可以檢測出購買的不合格產品，并且可以增加螢石，錳礦等礦石的合格率。希望在日后的研究中，相關人員能夠研究出更加有效的X射線熒光分析檢測技術。

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