XRF熒光光譜儀礦石礦產(chǎn)土壤分析儀EDX9000B樣品前處理制備方法介紹‍‍

X射線螢光光譜儀XRF Spectrometer

X射線熒光光譜儀, 分為波長(zhǎng)色散型和能量色散型兩類(lèi), 前者在分辨率和穩(wěn)定性等方面優(yōu)于后者, 使用廣泛；后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 休積小, 便于攜帶, 適用于野外地質(zhì)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分析。

波長(zhǎng)色散型又分為多道式和順序式兩種, 多道式一般有28-30個(gè)波道, 可同時(shí)進(jìn)行28-30個(gè)元素的分析, 分析速度快, 適合于固定元素或成批試樣的生產(chǎn)控制、地質(zhì)勘探等方面的分析；而順序式儀器具有較大的靈活性和應(yīng)變能力, 適用于科研或分析元素經(jīng)常變化的工作。其價(jià)格遠(yuǎn)低于前者。

XRF光譜分析法是一種非破壞樣品的測(cè)試手段。它是用X射線作為激發(fā)光源, 照射被分析樣品的表面, 把被測(cè)元素的原子內(nèi)層電子(如K層或L層)擊出, 較外層(如L層或M層)上的電子立即補(bǔ)充其空位, 并向外輻射熒光X射線(特征X射線), 通過(guò)準(zhǔn)直器后, 形成一束近于平行的X射線, 照射到分析晶體上, 根據(jù)布拉格(W.LBragg, )公式：nλ=2dsinθ, 某一入射角(θ)對(duì)應(yīng)于某一波長(zhǎng)(λ)的X射線, 在晶格間距為2d的分析晶體上產(chǎn)生衍射, 在出射角(2θ)上用探測(cè)器測(cè)量熒光X射線的強(qiáng)度, 根據(jù)2θ角與元素的熒光X射線波長(zhǎng)(λ)的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 可進(jìn)行樣品的定性分析, 根據(jù)元素的熒光X射線強(qiáng)度與該元素的含量成一定比例關(guān)系, 可求出該元素在樣品中的含量。

樣品的種類(lèi)繁多, 形態(tài)各異, 性質(zhì)相差很大, 如有原礦、氧化物、浸出液、金屬、合金、永磁材料、玻璃陶瓷、催化劑等等。由于XRF光譜分析法是一種相對(duì)的分析手段, 制樣過(guò)程是分析誤差的主要來(lái)源之一, 因此對(duì)樣品的制備要求較高, 要根據(jù)樣品的不同性質(zhì)、含量等, 采用合適的制樣方法。X射線光譜分析儀XRF常采用的制樣方法有以下幾種:

(一) 固體塊樣法

當(dāng)樣品是金屬、合金、玻璃等, 并且組成均勻, 可將樣品切割成圓片, 把被測(cè)定的一面用磨料或金相砂子磨光, 即可上機(jī)測(cè)定。例如用于永磁合金的分析, 十分簡(jiǎn)便, 省去了將樣品制成溶液或粉末的手續(xù)。

(二) 粉末壓樣法

適用于在空氣中穩(wěn)定, 不易潮解的試樣, 有直接法和稀釋法兩種。當(dāng)粉末樣品在加壓下有一定的粘性, 可將粉樣直接或襯以鑲邊墊底物料, 加壓成型后即可測(cè)定, 該法簡(jiǎn)便快速, 靈敏度高, 已用于測(cè)定混合稀土氧化物, 氧化衫及雜質(zhì), 鐠黃, 氧化鈰中稀土雜質(zhì)等。稀釋法是將粉末樣品與稀釋劑混勻后, 加壓成型, 制成片樣, 以增強(qiáng)樣片的機(jī)械強(qiáng)度并稀釋基體, 常用的稀釋劑有硼酸、硼砂、甲基纖維素、淀粉、阿拉伯樹(shù)膠等, 最近有人試驗(yàn)用柱層微晶纖維素, 樣片的強(qiáng)度和表面光潔度較淀粉和阿拉伯樹(shù)膠更好。稀釋法可以消除基體效應(yīng), 對(duì)基體成份復(fù)雜、變化較大的樣品較為適用, 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

將樣品與熔劑(焦硫酸鉀、四硼酸鋰、偏硼酸鋰等)按一定比例, 再加入少量脫模劑(碘化鉀等)混勻后, 在高溫下熔融, 倒入底部拋光的模具內(nèi), 冷卻后即成均勻的玻璃體樣片, 便可上機(jī)測(cè)定。熔融法可以消除待測(cè)元素的化學(xué)效應(yīng)和樣品的粒度效應(yīng), 降低或消除樣品的增強(qiáng)-吸收效應(yīng), 并且樣片的機(jī)械強(qiáng)度大, 便于反復(fù)測(cè)定和長(zhǎng)期保存, 適合于基體復(fù)雜、組分變化很大的樣品分析。但由于加入熔劑稀釋了被測(cè)元素的濃度, 降低了靈敏度, 操作較麻煩, 且要使用昂貴的鉑—黃合金器皿, 使該法的使用受到一定限制。

(四) 薄樣法

當(dāng)試樣制成薄層樣品、且薄到臨界厚度以下時(shí), 由于X射線在樣品中經(jīng)過(guò)的光程極短, 試樣的基體效應(yīng)就可消除, 且背景低, 被測(cè)元素的熒光張度與含量之間直接成正比關(guān)系。在稀土分析中這是一種應(yīng)用廣泛的方法。薄樣的制備主要有以下幾種:

1.濾紙片法。把試樣處理成一定濃度的溶液, 移取一定體積滴在圓形濾紙片上, 用紅外線烘干或晾干后即可測(cè)定。這種方法簡(jiǎn)便快速, 如用于混合稀土15個(gè)稀土元素、微量La、Ce、Pr、Nd等的測(cè)定。

3.離子交換膜(紙)法。離子交換膜是用離子交換樹(shù)脂和填充料混合后加工而成, 離子交換紙則是在濾紙上滴加離子交換劑晾干而成。把樣品制成一定酸度的溶液, 用離子交換膜(紙)過(guò)濾, 就可把稀土收集在膜(紙)上, 干后即可測(cè)定。此法已用于地質(zhì)樣品中痕量元素和高純氧化中輕元素的測(cè)定。

4.萃取膜法。最近研制出PMBP混合纖維素酯微孔萃取膜, 它是用PMBP(1-苯3-甲基-4-苯甲酞-5-毗哩酮)與混合纖維素酯經(jīng)高純輔助材料加工而成。在一定的酸度下, 膜上的萃取劑PMBP與稀土形成溶于有機(jī)溶劑的可電離的螯合物, 用“液-固”萃取代替常規(guī)的“液-液”萃取過(guò)程, 將稀土富集于膜上, 干后即可測(cè)定, 該法已用于痕量稀土的分析。