阅读说明：本技术 一种轻烧镁球高温熔融x射线荧光分析方法 (Light-burned magnesium ball high-temperature melting X-ray fluorescence analysis method ) 是由 席云荣 邵海秀 何际多 刘秀秀 黄建国 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法,包括以下步骤：1)轻烧镁球磨制制样；2)制备校准样品；3)制备校准样品样片；4)混合后脱模剂添加量的精度控制；5)高温熔样炉放置坩埚操作时间和熔样炉温度的控制；6)校准曲线的建立；7)待测样品元素的测定；8)氧化镁测量条件的设置；9)二氧化硅测量条件的设置；本发明对轻烧镁球中镁元素和硅元素含量用X射线荧光光谱方法进行分析,可应用于轻烧镁球中镁和硅含量元素的测定,能够实现轻烧镁球的快速全面快速分析,检验周期约为60min,优于同类高温熔融X射线荧光分析的检验周期,实现对于轻烧镁球中镁元素和硅元素含量准确、快速检验的要求。(The invention discloses a light-burned magnesium ball high-temperature melting X-ray fluorescence analysis method, which comprises the following steps: 1) grinding the lightly-sintered magnesium balls to prepare samples; 2) preparing a calibration sample; 3) preparing a calibration sample wafer; 4) controlling the precision of the addition amount of the release agent after mixing; 5) controlling the operation time of placing a crucible in the high-temperature sample melting furnace and the temperature of the sample melting furnace; 6) establishing a calibration curve; 7) measuring elements of a sample to be measured; 8) setting magnesium oxide measurement conditions; 9) setting the measurement condition of the silicon dioxide; the method analyzes the contents of the magnesium element and the silicon element in the light-burned magnesium balls by using an X-ray fluorescence spectrum method, can be applied to the determination of the magnesium and silicon content elements in the light-burned magnesium balls, can realize the rapid and comprehensive rapid analysis of the light-burned magnesium balls, has the inspection period of about 60min, is superior to the inspection period of the similar high-temperature melting X-ray fluorescence analysis, and meets the requirements on the accurate and rapid inspection of the contents of the magnesium element and the silicon element in the light-burned magnesium balls.)

一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法

技术领域

本发明涉及轻烧镁球化验技术领域，具体涉及一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法。

背景技术

轻烧镁球作为钢铁厂中常用的一种熔剂，在厂内的炼铁和炼钢冶炼工艺中出渣、调整炉渣成分、碱度和粘度及其反应能力的作用。目的是与金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。

为满足生产检验指标的需要，现化验室内检验轻烧镁球依据GB/T 3286.1-2012《石灰石及白云石化学分析方法第一部分：氧化钙和氧化镁含量的测量络合滴定法和火焰原子吸收光谱法》和GB/T 3286.2-2012《石灰石及白云石化学分析方法第二部分：二氧化硅含量的测定硅钼蓝分光光度法和高氯酸脱水重量法》。参考此国标方法进行检验时，需要进行混合溶剂熔融后进行酸解、定容、分取、滴定等操作。一个试样就需要约4小时的时间，对于钢铁厂大批量检验，现在轻烧镁球的检验量每天大约在20批次，实际检验运行中存在效率低、时间长、占用人次多和员工劳动强度大的缺点，也严重制约和影响着现有检验任务的节奏。

目前了解到相关化验室检验单位对轻烧镁球已使用高温熔融后荧光分析的新技术，但是在具体操作中，氧化镁的检验需要得出灼烧减量的计算结果，然后再进行荧光数据的校准。轻烧镁球灼烧减量的检验依据GB/T3286.8《石灰石及白云石化学分析方法灼烧减量的测定》标准进行检验时，约需要3小时的时间，同时检验时受环境湿度的影响较大，容易造成检验误差，从而影响荧光检验时校准的系数，致使轻烧镁球氧化镁的准确率。因此，需要设计一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法，以解决现有轻烧镁球荧光检验中检验时间长、效率低和存在检验误差的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法，包括以下步骤：

1)轻烧镁球磨制制样：磨制粒度≥180目，进入研钵研制的镁碳球试样定量为60±2克，研制时间定时为100秒；

2)制备校准样品：配制用于建立校准曲线的校准样品，校准样品包含的元素为镁元素、硅元素中的一种或两种；

3)制备校准样品样片：将灼烧后的校准样品和熔剂混合后，高温熔融，混均后倒入已预热的铂-金模具中，冷却制成校准样品样片；

4)混合后脱模剂添加量的精度控制：使用微量移液管准确滴加30％溴化铵溶液0.5ml±0.05ml；

5)高温熔样炉放置坩埚操作时间和熔样炉温度的控制：开启炉盖放置坩埚后熔样炉温度不能低于970摄氏度，当熔样炉温度降低至950℃时，前期升温时间约加长1min，氧化镁低于标准值0.08％-0.19％；熔融完成，在高温熔样炉提示音后30秒内取出坩埚；

6)校准曲线的建立：利用X射线荧光光谱仪分别测定所制备校准样品样片中镁元素和硅元素的荧光强度值，利用理论α系数进行元素之间的校正，建立元素含量与校正后荧光强度值的校准曲线，获得校准曲线的斜率和截距；

7)待测样品元素的测定：按照步骤2制备校准样品样片的方法制备待测样品样片，再利用X射线荧光光谱仪分析待测样品样片，获得镁和硅元素校正后的荧光强度值；

8)氧化镁测量条件的设置：晶体RX35 SPC，靶Rh40kV 70mA，2θ21.050度，PHA100-326；

9)二氧化硅测量条件的设置：晶体RX4 SPC，靶Rh40kV 70mA，2θ144.780度，PHA102-319。

具体的是，所述步骤3中的熔剂为四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂，其中四硼酸锂和偏硼酸锂的质量比为67:33，熔剂与样品的质量比为16:1；称量混合熔剂为8.0g、轻烧镁球试样0.5g，铂黄坩埚比例为95％+5％，底部直径≥35mm。

具体的是，所述步骤3中的高温熔融的温度为1000℃，熔融时间为15min。

具体的是，所述步骤4中的脱模剂的添加量为0.6ml时，氧化镁低于标准值0.09％-0.21％；当脱模剂添加量为0.4ml时，氧化镁高于标准值0.12％-0.29％。

具体的是，所述步骤5中的熔融完成，在高温熔样炉提示音后90秒后取出坩埚时，样片成型冷却后底部有气泡，无法使用。

具体的是，所述步骤6中的X射线荧光光谱仪为日本理学Rigaku 14型波长色散光谱仪，镁元素和硅元素均为固定道。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计的轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法能够对轻烧镁球中镁元素和硅元素含量用X射线荧光光谱方法进行分析，可应用于轻烧镁球中镁和硅含量元素的测定，能够实现轻烧镁球的快速全面快速分析，检验周期约为60min，优于同类高温熔融X射线荧光分析的检验周期，实现对于轻烧镁球中镁元素和硅元素含量准确、快速检验的要求。

附图说明

图1是本发明建立的氧化镁工作曲线图。(y＝1.5962×x-8.2815，相关系数0.988006)

图2是本发明建立的二氧化硅工作曲线图。(y＝3.1206×x-0.59038，相关系数0.995972)

图3是本发明中氧化镁的PHA区域图。

图4是本发明中二氧化硅的PHA区域图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种轻烧镁球高温熔融X射线荧光分析方法，包括以下步骤：

1)轻烧镁球磨制制样：磨制粒度≥180目，进入研钵研制的镁碳球试样定量为60±2克，研制时间定时为100秒。

2)制备校准样品：配制用于建立校准曲线的校准样品，校准样品分别包含有不同种类、不同含量的元素为镁元素、硅元素中的一种或两种，所用到的校准样品可以是国家标准物质或国家标准物质与高纯试剂的混合物。

3)制备校准样品样片：将灼烧后的校准样品和熔剂混合后，高温熔融的温度为1000℃，熔融时间为15min，混均后倒入已预热的铂-金模具中，冷却制成校准样品样片；

熔剂为四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂，其中四硼酸锂和偏硼酸锂的质量比为67:33，熔剂与样品的质量比为16:1；称量混合熔剂为8.0g、轻烧镁球试样0.5g，铂黄坩埚比例为95％+5％，底部直径≥35mm。

4)混合后脱模剂添加量的精度控制：使用微量移液管准确滴加30％溴化铵溶液0.5ml±0.05ml；脱模剂的添加量在要求范围内，脱模剂的添加量为0.6ml时，氧化镁低于标准值0.09％-0.21％；当脱模剂添加量为0.4ml时，氧化镁高于标准值0.12％-0.29％。

5)高温熔样炉放置坩埚操作时间和熔样炉温度的控制：开启炉盖放置坩埚后熔样炉温度不能低于970摄氏度，以免温度下降过多而造成的升温时间加长，致使熔融时间不一致，当熔样炉温度降低至950℃时，前期升温时间约加长1min，氧化镁低于标准值0.08％-0.19％；

熔融完成，在高温熔样炉提示音后30秒内取出坩埚；当熔样炉结束后90秒后取出坩埚时，样片成型冷却后底部有气泡，无法使用。

6)校准曲线的建立：利用X射线荧光光谱仪分别测定所制备校准样品样片中镁和硅元素的荧光强度值，利用理论α系数进行元素之间的校正，建立元素含量与校正后荧光强度值的校准曲线，获得校准曲线的斜率和截距；

X射线荧光光谱仪为日本理学Rigaku 14型波长色散光谱仪，镁元素和硅元素均为固定道。

7)待测样品元素的测定：按照步骤2制备校准样品样片的方法制备待测样品样片，再利用X射线荧光光谱仪分析待测样品样片，获得镁和硅元素校正后的荧光强度值。

8)氧化镁测量条件的设置：晶体RX35 SPC，靶Rh40kV 70mA，2θ21.050度，PHA100-326。

9)二氧化硅测量条件的设置：晶体RX4 SPC，靶Rh40kV 70mA，2θ144.780度，PHA102-319。

本发明发一种实施例：

1)校准样品的制备

首先配制用于建立校准曲线的校准样品，校准样品分别包含有不同种类、不同含量的元素。其中校准样品的数目应满足校准曲线精度的要求，其数目越多越好。

本发明采用国家标准物质和国家标准物质与高纯试剂配合的方式配制校准样品。所采用的国家标准物质有GBW03128(水镁石)、GBW03129(水镁石)、YSBC28726-2014(菱镁石)、YSBC28726a-2014(菱镁石)、YSBC28727-2014(菱镁石)、YSBC28728-2014(菱镁石)。

2)制备系列校准样品样片

称取5.0g左右校准样品，于马弗炉内在175℃下烘干至恒重，冷却至室温，置于干燥器中备用。混合熔剂在500℃马弗炉中灼烧4小时，取出冷却至室温，置于干燥器中备用。称取8.0克混合熔剂至于铂黄坩埚内，称取0.5g试样至于坩埚内，搅拌均匀，使用微量移液管滴加0.5ml 30％溴化铵溶液，置于预先升温至1000℃熔样炉中熔融15min。放置坩埚时，要求快速操作，保证熔样炉温度不能低于970摄氏度。熔样结束，提示音后30秒内取出坩埚，放置水平台上，冷却至室温。取出样品，黏贴编号待用。

3)校准曲线的建立

将制备的分析样片用X射线荧光光谱仪分别测定镁和硅元素的荧光强度值，利用理论α系数进行元素之间的校正，并建立元素含量与校正后荧光强度之间的工作曲线如图1-2；其中各个元素的测量参数如图3-4所示。

4)待测样品元素的测定

按照上述步骤2)的方法获得待测样品的X射线荧光光谱分析用的样片，再利用X射线荧光光谱仪分析样品样片。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。