‍XRF能量色散荧光光谱仪矿石矿产土壤分析仪样品前处理制备方法介绍‍‍

‍XRF荧光光谱仪矿石矿产土壤分析仪EDX9000B样品前处理制备方法介绍‍‍

X射线萤光光谱仪XRF Spectrometer

X射线荧光光谱仪, 分为波长色散型和能量色散型两类, 前者在分辨率和稳定性等方面优于后者, 使用广泛；后者结构简单, 休积小, 便于携带, 适用于野外地质和生产现场分析。

波长色散型又分为多道式和顺序式两种, 多道式一般有28-30个波道, 可同时进行28-30个元素的分析, 分析速度快, 适合于固定元素或成批试样的生产控制、地质勘探等方面的分析；而顺序式仪器具有较大的灵活性和应变能力, 适用于科研或分析元素经常变化的工作。其价格远低于前者。

XRF光谱分析法是一种非破坏样品的测试手段。它是用X射线作为激发光源, 照射被分析样品的表面, 把被测元素的原子内层电子(如K层或L层)击出, 较外层(如L层或M层)上的电子立即补充其空位, 并向外辐射荧光X射线(特征X射线), 通过准直器后, 形成一束近于平行的X射线, 照射到分析晶体上, 根据布拉格(W.LBragg, )公式：nλ=2dsinθ, 某一入射角(θ)对应于某一波长(λ)的X射线, 在晶格间距为2d的分析晶体上产生衍射, 在出射角(2θ)上用探测器测量荧光X射线的强度, 根据2θ角与元素的荧光X射线波长(λ)的对应关系, 可进行样品的定性分析, 根据元素的荧光X射线强度与该元素的含量成一定比例关系, 可求出该元素在样品中的含量。

样品的种类繁多, 形态各异, 性质相差很大, 如有原矿、氧化物、浸出液、金属、合金、永磁材料、玻璃陶瓷、催化剂等等。由于XRF光谱分析法是一种相对的分析手段, 制样过程是分析误差的主要来源之一, 因此对样品的制备要求较高, 要根据样品的不同性质、含量等, 采用合适的制样方法。X射线光谱分析仪XRF常采用的制样方法有以下几种:

(一) 固体块样法

当样品是金属、合金、玻璃等, 并且组成均匀, 可将样品切割成圆片, 把被测定的一面用磨料或金相砂子磨光, 即可上机测定。例如用于永磁合金的分析, 十分简便, 省去了将样品制成溶液或粉末的手续。

(二) 粉末压样法

适用于在空气中稳定, 不易潮解的试样, 有直接法和稀释法两种。当粉末样品在加压下有一定的粘性, 可将粉样直接或衬以镶边垫底物料, 加压成型后即可测定, 该法简便快速, 灵敏度高, 已用于测定混合稀土氧化物, 氧化衫及杂质, 镨黄, 氧化铈中稀土杂质等。稀释法是将粉末样品与稀释剂混匀后, 加压成型, 制成片样, 以增强样片的机械强度并稀释基体, 常用的稀释剂有硼酸、硼砂、甲基纤维素、淀粉、阿拉伯树胶等, 最近有人试验用柱层微晶纤维素, 样片的强度和表面光洁度较淀粉和阿拉伯树胶更好。稀释法可以消除基体效应, 对基体成份复杂、变化较大的样品较为适用, 例如用于中重稀土富集物, 混合稀土氧化物的分析。

(三) 熔融法

将样品与熔剂(焦硫酸钾、四硼酸锂、偏硼酸锂等)按一定比例, 再加入少量脱模剂(碘化钾等)混匀后, 在高温下熔融, 倒入底部抛光的模具内, 冷却后即成均匀的玻璃体样片, 便可上机测定。熔融法可以消除待测元素的化学效应和样品的粒度效应, 降低或消除样品的增强-吸收效应, 并且样片的机械强度大, 便于反复测定和长期保存, 适合于基体复杂、组分变化很大的样品分析。但由于加入熔剂稀释了被测元素的浓度, 降低了灵敏度, 操作较麻烦, 且要使用昂贵的铂—黄合金器皿, 使该法的使用受到一定限制。

(四) 薄样法

当试样制成薄层样品、且薄到临界厚度以下时, 由于X射线在样品中经过的光程极短, 试样的基体效应就可消除, 且背景低, 被测元素的荧光张度与含量之间直接成正比关系。在稀土分析中这是一种应用广泛的方法。薄样的制备主要有以下几种:

1.滤纸片法。把试样处理成一定浓度的溶液, 移取一定体积滴在圆形滤纸片上, 用红外线烘干或晾干后即可测定。这种方法简便快速, 如用于混合稀土15个稀土元素、微量La、Ce、Pr、Nd等的测定。

3.离子交换膜(纸)法。离子交换膜是用离子交换树脂和填充料混合后加工而成, 离子交换纸则是在滤纸上滴加离子交换剂晾干而成。把样品制成一定酸度的溶液, 用离子交换膜(纸)过滤, 就可把稀土收集在膜(纸)上, 干后即可测定。此法已用于地质样品中痕量元素和高纯氧化中轻元素的测定。

4.萃取膜法。最近研制出PMBP混合纤维素酯微孔萃取膜, 它是用PMBP(1-苯3-甲基-4-苯甲酞-5-毗哩酮)与混合纤维素酯经高纯辅助材料加工而成。在一定的酸度下, 膜上的萃取剂PMBP与稀土形成溶于有机溶剂的可电离的螯合物, 用“液-固”萃取代替常规的“液-液”萃取过程, 将稀土富集于膜上, 干后即可测定, 该法已用于痕量稀土的分析。