PDF《第30 部分 X 射线荧光光谱法测定微量元素》

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100.10 H

12 中华人民共和国国家标准GB /T 6609.30 ―2009 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法 第30 部分 X 射线荧光光谱法测定微量元素 Chemical analysis methods and determination of physical performance of alumina― Part 30: X-ray fluorescence spectrometric method for the determination of trace elements 2009-04-15 发布 2010-02-01 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布 www.grainnet.cn GB/T6609.30―2009 前言GB/T6609 共分为

37 部分,本标准为第

30 部分. 本标准修改采用 AS2879.7―1997《氧化铝 第七部分 X 射线荧光光谱法测定元素含量》 .修 改的内容是: ――由系列标准样品代替合成标准作为校准. ――根据国内氧化铝样品元素含量,AS2879.7―1997 中部分元素的测量范围有所修改,修 改为与各元素的化学分析方法的测量范围一致,并制定了相应的允许差. 本部分附录 A 为资料性附录. 本部分由中国有色金属工业协会提出. 本部分由全国有色金属标准化技术委员会归口. 本部分由中国铝业股份有限公司郑州研究院、 中国有色金属标准计量质量研究所负责起草. 本部分由中国铝业股份有限公司郑州研究院、中国铝业股份有限公司山东分公司、中国铝 业股份有限公司广西分公司、山西鲁能晋北铝业有限责任公司、内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任 公司起草. 本部分主要起草人:张爱芬、张树朝、马慧侠、王云霞、路霞、李志辉、郑冬陵、钟代果、 李玉琳、吴海涛.

2 www.grainnet.cn GB/T6609.30―2009 氧化铝化学分析方法及物理性能测定方法 第30 部分 X 射线荧光光谱法测定元素含量

1 范围 本标准规定了氧化铝中元素含量的测定方法. 本标准规定了采用 X 射线荧光光谱法测定氧化铝中以下元素的含量:钠、硅、铁、钙、 钾、钛、磷、钒、锌、镓(用氧化物表示为Na2O、SiO

2、Fe2O3 、CaO 、K2O、 TiO

2、P2O

5、V2O5 、 ZnO 和Ga2O3).测定的范围见表 1. 表1组分 测量范围/% 组分 测量范围/% Na2O 0.10~1.20 TiO2 0.0010~0.010 SiO2 0.0050~0.30 P2O5 0.0010~0.050 Fe2O3 0.0050~0.10 V2O5 0.0010~0.015 CaO 0.010~0.15 ZnO 0.0010~0.020 K2O 0.0010~0.12 Ga2O3 0.0010~0.060

2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本部分的条款.凡是注日期的引用文件,其 随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部 分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件,其最新 版本适用于本部分. GB/T6379 测定方法的精密度 通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性. GB/T16597 冶金产品分析方法 X 射线荧光光谱法通则. GB/T6609.22 氧化铝化学分析和物理性能测定方法 取样. GB/T6609.23 氧化铝化学分析和物理性能测定方法 试样制备和贮存. JJG810 中华人民共和国国家计量检定规程 波长色散 X 射线荧光光谱仪.

3 方法原理 样品用无水四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂熔融,以消除矿物效应和粒度效应,并铸成适 合X射线荧光光谱仪测量形状的玻璃片,测量玻璃片中待测元素的荧光 X 射线强度.根据校 准曲线或方程来分析,且进行元素间干扰效应校正.校正方程用系列标准样品建立.样品经 混合熔剂熔融,氧化铝中杂质元素含量很低,基体影响很小,可以不进行基体校正.用有证 标准样品验证.

4 试剂 4.1 熔剂:四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂〔Li2B4O7(12)+ LiBO2(22) 〕 ,优级纯. 4.2 脱膜剂:溴化锂饱和溶液或碘化铵溶液(300g/L) . 4.3 监控样品:监控样品应是稳定的玻璃片,含有所有校准元素,其浓度应使其计数率的统 计误差小于或等于校准元素的计数率统计误差.

5 仪器和设备

3 www.grainnet.cn GB/T6609.30―2009 5.1 铂-金合金坩埚(95%Pt + 5%Au) . 5.2 铂-金合金铸模(95%Pt + 5%Au) .铸模材料底厚度约 1mm,使其不易变形. 注:熔样器皿和铸型模可合二为一.若试样在坩埚中熔融后直接成型,则要求坩埚底面内壁平整光滑. 5.3 熔样炉:能加热到 1050℃~1250℃,可以控温的电阻炉或高频感应炉.也可采用自动熔 样设备,温度不低于

1200 ℃,且可控制温度,控温精度±15℃. 5.4 波长色散 X - 射线荧光光谱仪, 端窗铑靶 X 射线管. 按照 JJG810-93 检验仪器的精确性.

6 制样和试样 6.1 按照 GB/T6609.22-2004 取样,按照 GB/T6609.23-2004 制取试样. 6.2 试样应预先于 300℃±10℃干燥 2h,置于干燥器中冷却至室温.

7 步骤 7.1 测定次数 独立地进行两次测定,取其平均值. 7.2 熔剂水分的补偿 熔剂含有一定的水分,应通过以下方法进行补偿. 每千克充分混合的熔剂取

2 份, 一份按规定的熔融温度熔融 10min, 一份按规定的熔融时 间熔融,取灼烧减量大者校正熔剂用量.熔剂应密封保存.每周或每千克测定一次灼烧减量. 灼烧减量L以百分数表示,按式(1)计算校正因子F: F= L ?

100 100 (1) 未烧熔剂量=F*规定的混合熔剂量. 注:如测定的灼烧减量≤0.5%时,也可不补偿. 7.3 校正试验 随同试样分析同类型的标准样品. 7.4 试样片的制备 7.4.1 混合:根据测量设备和铸模规格称取适量的四硼酸锂和偏硼酸锂混合熔剂〔Li2B4O7 (12)+ LiBO2(22) 〕(4.1)和样品(6.2).混合熔剂和样品比为 1∶2~1∶5 均可,放入铂 - 金合金坩埚内(5.1) ,搅拌均匀.加入

3 滴脱膜剂(4.2) . 7.4.2 熔融:将混合试样(7.4.1)放入熔样机(5.3)在1100℃下熔融 15min,熔融过程要 转动坩埚,使粘在坩埚壁上的小熔珠和样品进入熔融体中.每隔一定时间,熔样机(5.3)自 动摇动坩埚,将气泡赶尽,并使熔融物混匀. 7.4.3 浇铸:将熔融试样(7.4.2)在铸模(5.2)中浇铸成型.将坩埚内熔融物倾入已加热至 800℃以上的铸模中.将铸模移离火焰,冷却.已成型的玻璃圆片与铸模剥离.试样在坩埚中 熔融后直接成型的应在冷却前摇动坩埚,赶出气泡. 7.4.4 样片的保存:熔融好的样片应该不结晶,不裂化,没有气泡.取出样片,在非测量面 贴上标签,放于干燥器内保存,防止吸潮和污染.测量时,只能拿样片的边缘,避免 X 射线 测量面的沾污. 7.5 校正 7.5.1 背景校正:对于常量元素可选择测量一个或两个背景. 7.5.2 仪器漂移校正:通过测量监控样品校正仪器漂移. 7.5.3 校准曲线的绘制 7.5.3.1 标准试样片的制备: 选择氧化铝标准样品作为标准样品绘制校准曲线, 每个元素都应 有一个具有足够的含量范围又有一定梯度的标准系列.如上述标样不能满足时,应加配适当

4 www.grainnet.cn GB/T6609.30―2009 人工配制校准样品补充之.制备过程按 7.4.1~7.4.4 步骤进行. 7.5.3.2 校正与校准:Ti Kβ对VKα重叠,V Kβ对Cr Kα重叠,可分别用其强度进行校正, 其它元素不存在谱线干扰.样品经混合熔剂熔融,氧化铝中杂质元素含量很低,基体影响很 小,可以不进行基体校正. 7.6 光谱测量 7.6.1 将X射线荧光光谱仪(5.4)预热使其稳定.根据 X 射线管型号调节管电压和管电流. 根据 X 射线荧光光谱仪的型号选定工作参数(见附录 A) . 7.6.2 测量监控样品:设置监控样品名,测量监控样品中分析元素的 X 射线强度.监控样品 中分析元素的参考强度必须与标准样品在同一次开机中测量,以保证漂移校正的有效性. 7.6.3 测量标准样品:输入标准样品名,测量标准样品中分析元素的 X 射线强度. 7.6.4 测量未知样品:启动定量分析程序,测量监控样品,进行仪器漂移校正.测量与未知 样品同批制备标准样品.标准样品中各元素的分析结果要满足表

2 规定的重复性要求.输入 未知样品名,测量未知样品.

8 分析结果的计算 测量标准样品的X射线强度,得到强度与浓度的二次方程或一次方程.二次方程式可通过 最小二乘法计算.求出校准曲线常数a、b、c和谱线重叠校正系数βik,并保存在计算机的定 量分析软件中.根据未知样品的X射线测量强度,由计算机软件按照公式(2)计算含量并自 动打印出测量结果. c bI aI W i

2 i i ? ? ? (2) 公式(2)中: Wi ― 试样中元素i的含量;

Ⅰi ― 元素i的X射线强度;

a、b、c ― 校正曲线常数.

9 精密度 9.1 重复性 在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值,在以下给出的平均值范围内,这两 个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r), 超过重复性限(r)的情况不超过 5%. 重复性限(r) 按表

2 数据采用线性内插法求得. 表2组分 含量/% 重复性限(r)/% 组分 含量/% 重复性限(r)/% 0.31 0.0062 0.00068 0.00048 0.50 0.011 0.0028 0.00071 Na2O 0.67 0.020 TiO2 0.018 0.0029 0.00071 0.00045 0.042 0.0061 0.0031 0.0011 SiO2 0.10 0.0077 P2O5 0.0049 0.00085 0.00038 0.00051 0.012 0.0014 0.0016 0.00074 Fe2O3 0.053 0.0063 V2O5 0.038 0.0018 0.0011 0.00024 CaO 0.076 0.0032 ZnO 0.0029 0.00016

5 www.grainnet.cn GB/T6609.30―2009 0.11 0.0034 0.0049 0.00023 0.0064 0.00079 0.011 0.00026 0.031 0.0017 0.015 0.00065 K2O 0.070 0.0027 Ga2O3 0.018 0.00074 9.2 允许差 实验室之间分析结果的差值应不大于下表

3 所列允许差. 表3组分 含量/% 允许差/% 组分 含量/% 允许差/% Na2O~ 0.10~1.20 0.0521C+0.005 TiO2 0.0010~0.010 0.0013 0.0050~0.050 0.0080 P2O5 0.0010~0.050 0.00090 0.050~0.15 0.012 0.0010~0.020 0.0020 SiO2 0.15~0.30 0.016 Ga2O3 0.020~0.060 0.0030 0.0050~0.015 0.0040 0.0010~0.0050 0.0010 0.015~0.060 0.0060 0.0050~0.010 0.0015 Fe2O3 0.060~0.10 0.010 V2O5 0.010~0.015 0.0020 0.010~0.030 0.0060 0.0010~0.0075 0.0010 0.030~0.10 0.015 0.0075~0.010 0.0016 CaO 0.10~0.15 0.030 ZnO 0.010~0.020 0.0022 0.0010~0........