X射线荧光光谱法分析镁铬耐火材料

　　­陆晓明1)邰 力2)金德龙1)

　　­1) 宝钢股份有限公司宝钢研究院 上海201900­

　　2) 宝钢股份有限公司制造管理部­

摘 要 采用熔融的方法进行制样，并以标准样品和高纯试剂配制熔融的系列标准玻璃片来建立校准曲线，用­X射线荧光光谱法测定镁铬耐火材料中Na, Mg, Al, Si, Cr等11个元素。结果表明:该方法有效地克服了镁铬系­列耐火材料存在的矿物效应和颗粒效应，方法简单，快速，准确。当试样中Na2O, MgO, Al2O3 , SiO2和Cr2O3的­质量分数分别为0. 47% ,40. 00% ,8. 24% ,11. 84%和27 . 07 %时，其测定结果的相对标准偏差分别为4. 04% ,­0. 25% ,0. 32% ,0. 46%和0. 24%;本方法的测定值与化学分析法的测定值较一致，能满足常规分析的要求。

­关键词 镁铬耐火材料，X射线荧光光谱法，熔融法­

对十镁铬系列耐火材料化学成分的定量分析，国­内通常采用化学分析法。化学分析法费时一费力，并且­分析过程中使用的大量酸碱对环境产生污染。而国­外目前己有了X射线荧光光谱法测定镁铬耐火材料­的标准方法。如:日本的JISR 2216 - 2005标准，其标­准方法采用m(四硼酸锂):m(硝酸锂)= 66. 33:­33.67的混合熔剂和m(试样):m(熔剂)=1:30­的稀释比熔样，熔融过程中产生大量的二氧化氮，对­环境产生污染;ISO 12677标准推荐采用m(四硼酸­锂):m(偏硼酸锂)=55.6:44. 4的混合熔剂和m­(试样):m(熔剂)=1: 22.5的稀释比熔样，其优­点是熔剂的熔点低，但熔剂的配制比较复杂，并且价­格较高，不利十在国内作为耐火材料分析方法推少’一使­用。­

目前RH精炼系统用镁铬耐火材料的三氧化二­铬含量较高，由十通常的玻璃珠熔融技术无法得到均­匀的玻璃珠，因此本工作采用m(四硼酸锂):m(偏­硼酸锂)=1:1的混合熔剂及m(试样):m(熔剂)­=1:24的稀释比，对熔融温度、熔融时间、谱线重叠­的校正进行了研究，并对研究方法的精度和准确度等­进行了探讨。

­1试验­

1.1仪器­

ARL9800型X射线荧光光谱仪，铑靶X射线管­(≥3 kW ) 。 AUTOl000M型玻璃珠熔融机，铂一金合­金增祸(95%Pt+5%Au)}氢-甲烷气体(90% Ar，­10% CH4)。

1.2试剂­

四硼酸锂—偏硼酸锂混合熔剂(质量比为­1:1);碘化铰(分析纯，脱模剂);高纯试剂:二氧化­硅、氧化铝、氧化镁、四氧化三锰、二氧化钦、氧化铬、­氧化铁(111)、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠、磷酸二氢钾。

1.3标准样品­

采用7个镁质标准样品、2个粘土质标准样品和­3个镁铬质标准样品。­

1.4系列标准样品的配制­

利用上述高纯试剂和标准样品配制制备系列镁­铬质标准玻璃片。­

1.5仪器测量条件­各元素的测定参数见表1 。­

2结果与讨论

2. 1熔融试验

­2.1.1熔剂和稀释比的选择­

X射线荧光光谱分析法中测定的玻璃片，通常采­用四硼酸钠(熔点740 0C、四硼酸锂(熔点920 0C)及­四硼酸锂和偏硼酸锂的混合物作熔剂制备。其中，混合­熔剂的熔点相对较低，熔融后流动性好。由十镁铬质耐­火材料中含有高含量的三氧化二铬，采用前两种熔剂难­以制得均匀的玻璃珠。因此，本方法参照日本标准JISR­2216 - 2005和国际标准ISO 12677，决定采用m(四硼酸­锂):m(偏硼酸锂)=1:1的混合熔剂，稀释比(m(试­样):m(熔剂))采用1:24，对试样进行稀释。

­2.1.2熔融温度与熔融时间的确定­

为了确定最佳的熔融温度和熔融时间，首先称取­24份0. 2500 g的试样，其试样的化学组成(ω)为:­Cr2O3 50. 00% ,MgO 46.47% ,SiO2 1. 59%，在试样中分­别加入6.0000 g混合熔剂和0. 060 g脱模剂。将这些­待熔试样分成4组(每组6份)，以1100℃的熔融温­度，熔融时间为18 min和28 min各一组，熔融温度为­1150 0C，熔融时间为18 min和28 min各一组的熔融条­件下，熔融制成4组玻璃片。每组中的6块样片在X­射线荧光光谱仪上以相同的仪器测量条件测定各儿素­的强度，然后按下列公式计算各组分的分析精度:

式中:x_i为i组分的平均测定值(keps);x_ij为i组分的­J玻璃片的测定值(keps ) ; σ_i为i组分的分析精度;y_i­为i组分的含量(ω，%)。按照JISR 2216-2005标­准，只有当y_i> 40时，σ_i< 0. 15，并且，当8≥y_i ≤40­时，σ_i < 0. 1，玻璃样片才算均匀。­

4组玻璃样片的测定结果分别见表2、表3、表4­和表5。可以看出，当熔融温度为1150℃，熔融时间为28 min时，熔融制得的玻璃样片成分最为均匀。­

2. 2谱线重叠校正试验值­

由十镁铬耐火材料中三氧化二铬的含量高，铬的­Kβ对锰的Kα产生严重的重叠干扰。为了求得铬对­锰的干扰系数，采用熔融法制取空白熔剂玻璃片和含­有纯三氧化二铬玻璃片，分别测定铬的Kα强度和锰­的Kα的强度，然后回归求得其干扰系数为­0.00535234。­

2. 3工作曲线­

按照上面试验确定的熔融条件制备标准玻璃片，­测定各儿素的强度，以浓度对强度进行回归建立工作­曲线，采用理论。系数进行吸收增强效应校正。由十­CrKβ与MnKα严重重叠，对MnKα进行了重叠校正。­表6列出了各组分的曲线范围和回归精度。可以看­出:材料中各主要成分的线性范围少’一，曲线回归精度­较高;采用理论。系数α进行吸收增强效应校正对Mg、­C:和Fe回归精度的改善特别明显。­

2. 4­精密度试验­

为了验证本方法的精度，取一试样在相同的熔融条件下熔制11块玻璃片，分别测定其浓度，结果见表­7。可以看出，测定结果的精度较高。

­2.5准确度试验­为了验证本方法的准确性，对2个标准样品和3个己知化学分析结果的普通样品进行测定，其结果见表8。可以看出，本方法的测定结果与化学分析方法的结果较一致。­

3结论­

(1)>采用四硼酸锂与偏硼酸锂质量比为1:1的混合熔剂和试样与熔剂质量比为1:24的稀释比，在1150℃熔融28 min，可得到均匀性满足要求的玻璃片。­

(2)以标准样品和纯试剂配制出系列标准玻璃片，解决了国内无系列标准样品的问题。以理论。系数进行吸收增强效应校正，对Mg, C:和Fe的回归精度有特别明显的改善。­

(3)本试验研究的方法精确度较好，其主量组分控制在SD≤0.10% ，RSD≤0.25% 。

(4)本试验研究的方法分析结果与化学分析法具有较好的一致性，满足镁铬系列耐火材料常规分析的技术要求。­

 

【中国镁质材料网 采编：ZY】