專利名稱：X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及光譜分析領域，具體地說是一種X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑。
背景技術：
元素特征X射線譜是X射線熒光光譜分析的基礎，特征X射線產生于內層電子能級之間的躍遷，該躍遷反映的該原子的結構特性與元素種類有關，元素的特征X射線的波長λ與原子序數Z的關系由莫塞萊(H. G. Moseley)公式表示λ = K (Z-s) -2式中K、s為常數。該公式為確定元素特征即進行定性分析的基礎。元素的特征X射線譜有一系列譜線組成如K線系、L線系、M線系等，每個譜線系又有一系列的譜線組成如Κα、Κβ等。對于某一元素的特征譜線，其X射線熒光強度與該元素的含量成正比，以此作為定量分析的依據。在X射線熒光光譜定量分析中，測量結果的準確度與儀器、標樣、操作、樣品等因素有關，其中樣品因素最為關鍵，這主要是基體效應和不均勻效應。基體效應基體是指被分析元素以外的主量元素，而基體效應是指基體的組成以及物理、化學狀態對分析元素譜線強度的影響。這種影響通常表現為分析元素譜線強度的增加和減少。強度增加者稱為增強效應，強度減少者稱為吸收效應。克服基體效應的主要方法有用輕元素作稀釋劑與試樣混合均勻的稀釋法、將樣品制成很薄的薄試樣法、增量法、數學校正法等其它方法。實際應用中常綜合使用。不均勻效應通常也叫做異質效應，為粉末樣品所固有。大致分為粒度效應、偏析效應和礦物效應三種。粒度效應表現為被測量的分析元素的X射線熒光強度與分析試樣的粒度大小有關聯。通常為粒度越小強度越大(但也有與此相反的情況)，輕元素(如F、Na、 Mg等)的粒度效應比重元素嚴重。偏析效應主要由粒子混合不充分而產生的粒間偏析和元素分布對粒度分布的不均質產生，比如結晶偏析、重力偏析等。礦物效應主要因同一元素的賦存相態多元化而產生，表現為元素含量相同而元素賦存相態不同的樣品，其X射線熒光強度也不相同。克服不均勻效應的主要方法有研磨壓片法、溶解液化制樣法、熔融制樣法(玻璃熔片法)。研磨壓片法就是對粉末樣品進行一定時間的研磨而后進行加壓成型的制樣方法， 其主要優點為操作簡單，但僅能緩解不均勻效應，而無法消除，對輕元素而言無論如何也達不到定量要求。溶解液化制樣法通過特別的化學試劑和處理方法，把粉末樣品轉化為液態樣品， 使相態單一，完全沒有不均勻效應，但液態樣品對儀器往往有致命傷害，不到萬不得已，通常不推薦使用。熔融制樣法(玻璃熔片法)是將熔劑(如Na2B4O7)與粉末樣品以一定比例混合放入坩堝內，于900-1300°C內的某一固定溫度下熔融，冷卻熔融體即制得玻璃狀試樣的方法， 通常稱為玻璃熔片法。高溫熱源通常為電爐、高頻爐等。熔劑通常為Na2B407、Li2B407、LiB02 等。熔融制樣法通過選擇合適的熔劑、經過液態狀高溫熔融體的處理，可以完全消除粉末樣品所固有的不均勻效應。X射線熒光光譜分析在地質樣品的分析測試方面取得了顯著成效，對于硅酸鹽巖石、碳酸鹽巖石、鐵礦石、鋁土礦等地質樣品的全分析方面，幾乎完全取代了操作復雜、分析時間長、污染環境的濕法化學分析法，X射線熒光光譜分析法主要特點為操作簡單、分析速度快、幾乎不污染環境，當前被稱為綠色分析法。對于氟含量較高，特別是螢石類的地質樣品的分析測試，為了克服濕法化學分析操作復雜、分析時間長的問題。一直在進行使用X射線熒光光譜分析螢石類樣品的研究。操作簡單的粉末壓片法存在著無法消除的粒度效應和礦物效應，對于輕元素氟的測定，情況會尤其嚴重，使得使用X射線熒光光譜法對F進行定量分析變得十分困難。而在通常使用 Li2B4O7作為熔劑的熔融制樣法中，又因在熔融過程中有BF3的揮發，而導致較大偏差的測量結果，甚至無法進行定量測量。對于以CaF2為主的螢石類樣品和以Li2B4O7作為熔劑的熔融體中，BF3的揮發是不可避免的客觀存在，無法消除。只有降低熔劑中B的含量，或者改用無B熔劑才能徹底消除 BF3的揮發，把F完全保存于熔融體中。對于無B熔劑，通常為磷酸鹽類、偏磷酸鹽類和焦磷酸鹽類(也有硫酸鹽類等)， 這類熔劑中的磷能與試樣中的金屬元素形成絡合物，具有較強的反應活性。該類熔劑中的偏磷酸鈉通常為粉末狀，沒有固定的熔點，溫度超過500°C就能形成具有一定流動性的熔融體，能夠熔解各種氧化物。試驗表明偏磷酸鈉對螢石類樣品具有良好的熔解能力，熔融溫度達到950°C時， 就能形成具有良好流動性的熔融體，冷卻后就能獲得性能穩定的熔融玻璃片。但對于含雜質(如Si02、Al2OyFe2O3等)較高的螢石類樣品，使用單一的偏磷酸鈉作為熔劑時存在以下不足(1)熔解含Si02、A1203、Fe2O3等雜質較高的螢石類樣品的熔融體的粘度較高，混勻比較困難，很難得到均質的合格熔融玻璃片，會帶來較大測量誤差。(2)必須在較高溫度 (1000°C)下熔融，才能形成可流動的熔融體，但在該條件下，熔融體對坩堝(鉬金)的侵蝕較強，極大地降低了坩堝(鉬金)的使用壽命，使制樣的成功率降低，這就增加了制樣的操作難度和制樣成本的大幅提高，使X射線熒光光譜分析法的優點(簡單、快速等)蕩然無存。(3)為了使熔融體具有較好的流動性，必須用熔劑對樣品進行大比例稀釋(10倍以上)， 這就使得分析方法的性能指標劣化，如檢測限變高、靈敏度降低等。非常不利于低含量元素的檢測。(4)由于NaPO3具有較強的吸濕性，使用該熔劑制得的熔融玻璃片易潮解變質，不能長期保存，不利于長期穩定性分析。
發明內容
本發明的技術任務是針對上述現有技術的不足，提供一種能夠有效熔融螢石類樣品并制得合格玻璃熔片的X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑。
本發明的技術任務是按以下方式實現的X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑，由以下重量配比的成分構成NaPO3 70-95份
LiBO2 5-30 份
NaI 0. 01 份。
上述X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑的優選量配比為
NaPO3 80-93 份
LiBO2 7-25 份
NaI 0. 01 份。
上述X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑的最佳量配比為
NaPO3 85-90 份
LiBO2 10-20 份
NaI 0. 01 份。
本發明熔劑的制備方法是將各組分按配方量的配比稱量后，混在一起，研磨均勻即可。
本發明的X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑，適合于CaF2含量小于
90%的螢石類樣品的熔融制樣，與現有技術相比具有以下突出的有益效果(一)以NaPO3作為熔劑的主要成分，可以有效的消除BF3的揮發，把F完全保存于熔融玻璃片中。( 二)在該熔劑中，通過合理控制LiBO2的用量，既能保證熔融體具有較小的粘度和良好的流動性，又沒有F的損失。能夠制得滿足于定量分析的熔融玻璃片。(三)通過合理選擇NaP03、LiB02和NaI在該熔劑中的含量，可以使熔劑對樣品進行小比例稀釋(5倍以下)，在該比例下，熔融體也具有較小的粘度和較好的流動性，能夠制得合格的熔融玻璃片。小比例稀釋的優點是顯而易見的，即具有較低的檢測限和較高的靈敏度。有利于低含量元素的檢測。(四)通過合理選擇NaP03、LiB0dnNaI在該熔劑中的含量，在較低的溫度(700°C) 下熔融，就能形成具有良好流動性的熔融體。在該溫度(700°C)下，熔融體對坩堝(鉬金) 的侵蝕較弱，能有效地增加坩堝(鉬金)的使用壽命，降低了制樣成本，同時制樣的成功率也得到提高，使制樣的操作難度降低，從而更加彰顯X射線熒光光譜分析法的優點(簡單、 快速等)。(五)通過在熔劑中適當地加入LiBO2,消弱了NaPO3的吸濕性，制得的熔融玻璃片不易潮解變質，能夠長期保存，有利于長期穩定性分析。(六)通過對比實驗證實，用本發明的熔劑進行螢石樣品制備，氟的揮發量幾乎沒有，且CaF2的測定結果非常準確。
具體實施例方式以具體實施例對本發明的X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑作以下詳細地說明。實施例1
按照重量配比秤取以下組分NaPO3 :92g LiBO2 :8g NaI :0· Olg將以上組分混合后研磨均勻，再與CaF2含量為95. 87%的國家一級標準物質 GBW07251混合熔融，制備10個樣片。同時，僅使用Li2B4O7為熔劑，其它條件不變的情況下再制備10個樣片。對上面制得的樣片進行測量，將所得結果進行統計。見下表
權利要求
1.X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑，其特征在于由以下重量配比的成分構成NaPO370-95份LiBO25-30 份NaI0. 01 份。
2.根據權利要求1所述的X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑，其特征在于由以下重量配比的成分構成NaPO380-93份LiBO27-25 份NaI0. 01 份。
3.根據權利要求1所述的X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑，其特征在于由以下重量配比的成分構成NaPO385-90 份LiBO210-20 份NaI0. 01 份。
全文摘要
本發明公開了一種X射線熒光光譜分析中用于螢石樣品的制樣熔劑，屬于光譜分析領域。該熔劑由以下重量配比的成分構成NaPO370-95份；LiBO25-30份；NaI 0.01份。與現有技術相比，本發明的用于螢石樣品的制樣熔劑具有制樣效果好、測量準確率高等特點，尤其適合于CaF2含量小于90％的螢石類樣品的熔融制樣。
文檔編號G01N1/28GK102507287SQ201110370479
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者洪飛, 白雪冰, 袁家義 申請人:山東省地質科學實驗研究院