離心澆鑄制樣X(jué)射線熒光光譜測(cè)定鉻鐵中鉻硅磷

1、離心澆鑄制樣X(jué)射線熒光光譜分析鉻鐵中的Cr、Si、P陸曉明 金德龍 林國(guó)強(qiáng) 孫福民上海寶鋼股份有限公司技術(shù)中心，201900 上海申佳鐵合金廠，200431摘要 本文介紹采用離心澆鑄制樣X(jué)熒光光譜分析鉻鐵中Cr、Si、P，離心澆鑄制樣能克服鐵合金存在的礦物效應(yīng)和顆粒效應(yīng)，該方法簡(jiǎn)單、快速、精度高、準(zhǔn)確。當(dāng)濃度為Cr：66.04%、Si：0.64%、P：0.016%其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.18%、3.12%、6.25%。關(guān)鍵詞： X射線熒光光譜 ； 離心澆鑄； 鉻鐵 DETERMINATION OF CR, SI, P IN FERROCHROME BY X-RAY FLUORESCENCE S

2、PECTROMETRY USING REMELTING TECHNIQUELU Xiao-ming,JIN De-longShanghai Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. Technical Center, Shanghai, China, 201900LIN Guo-qian,SHEN Fu-mingShanghai Shenjia Ferroalloy Co., Ltd. Shanghai, China, 200431 Abstract: Remelting test of ferrochrome for XRFS analysis is descri

3、bed in this paper. the mineral effect and particle-size effect of ferrochrome can be eliminated, When the average contents of Cr, Si, P are respectively 65.04%, 0.64%, 0.016%, the relative standard deviations are respectively 0.18%, 3.12%,6.25% , the precision is good. Keywords: X-Ray fluorescence s

4、pectrometry Remelting FerrochromeX熒光光譜分析鉻鐵合金通常采用粉末壓片法制樣，由于鐵合金存在嚴(yán)重的礦物效應(yīng)和顆粒效應(yīng)，分析來(lái)之于不同的產(chǎn)地和不同的生產(chǎn)工藝的未知樣品，往往得不到準(zhǔn)確的分析結(jié)果。采用玻璃珠熔融法對(duì)鐵合金制樣，雖然精度和準(zhǔn)確度較高，但由于其制作工藝要求高、時(shí)間長(zhǎng)、有侵蝕鉑金坩堝的危險(xiǎn)，因此實(shí)用性差。離心澆鑄制樣是將以一定比例的鐵合金樣品與純鐵放入坩鍋中，再把坩鍋放入高頻離心澆鑄機(jī)進(jìn)行熔融，熔融后通過(guò)離心力把熔融物從特制的坩鍋口注入預(yù)先放置的銅模中，冷卻后塊狀樣品銅模中取出，此方法制取塊狀樣品，能有效克服鐵合金樣品礦物效應(yīng)和顆粒效應(yīng)，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單

5、、制作時(shí)間短，精度和準(zhǔn)確度高，制備好的標(biāo)準(zhǔn)樣品又可長(zhǎng)期保存使用。通過(guò)與化學(xué)分析結(jié)果比對(duì)，可看出此方法完全能滿足常規(guī)分析的要求。1實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器和試劑ARL9800 X射線熒光光譜儀，Lifumat3.3VAC離心澆鑄機(jī)，砂帶研磨機(jī)，工業(yè)純鐵。1.2 儀器測(cè)量條件見(jiàn)表1表1儀器測(cè)量條件Tab1. Analytical parameters of method譜線 Line峰2Peak晶體Crystal電壓/電流Volt/Current測(cè)定時(shí)間(s)Time ( s)SiK1,2109.030PET50kV/50mA40CrK1,269.381LiF20050kV/50mA40PK1,2141

6、.030Ge11130kV/80mA401.3制樣條件的選擇 經(jīng)試驗(yàn)確定最佳制樣條件見(jiàn)表2。預(yù)抽真空和加保護(hù)氣是為了防止熔融過(guò)程中氧化。熔化物既要保持一定的流動(dòng)性又要有合適的溫度，才能保證熔化物完全澆入銅模而且不侵蝕銅模。表2制樣條件Tab.2 Preparing parameters of sample樣品/純鐵Sample/pure iron功率power熔融時(shí)間fusion time離心力Torque坩堝Crucible模mould真空Vacuum 氬氣Ar.延時(shí)Soaking time5/40（g）275(s)75(%)陶瓷銅模5(Mbar)3.5L/min15(s)1.4 標(biāo)樣制備依

7、據(jù)1.3制樣條件，用2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品和經(jīng)化學(xué)分析準(zhǔn)確定值的7個(gè)樣品，熔制9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品塊。2 結(jié)果和討論2.1 離心澆鑄制樣塊樣表面不同部位分析結(jié)果將一制好的塊樣經(jīng)用砂帶研磨機(jī)研磨后在直讀光譜儀上取五個(gè)不同的部位測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。表3塊樣表面五個(gè)不同的部位測(cè)定結(jié)果（%）Tab.3 Analytical results of five different position on the sample surface元素ElementCrSiP 15.8320.7180.022825.8320.7200.023635.8100.7210.024245.8230.7240.023355.8050.72

8、20.0238Avg5.8200.7210.0235Sd0.0120.0020.0005Rsd%0.210.282.13從數(shù)據(jù)中可看出各元素在塊樣表面分布均勻。 2.1.2塊樣不同深度分析結(jié)果為了確認(rèn)塊樣不同的深度元素分布情況，對(duì)同一塊樣在砂帶研磨一次測(cè)定一次，共研磨十一次，其直讀光譜測(cè)定結(jié)果結(jié)果列于表4，從數(shù)據(jù)中可看出元素在不同的深度分布也是均勻的。表4塊樣不同深度分析結(jié)果（%）Tab. 4 Analytical results of different depth in sample 元素ElementsCrSiP15.8200.7230.022325.8270.7180.022835.8

9、290.7250.023545.8130.7210.022755.8210.7170.022665.8240.7220.021975.8330.7260.022185.8270.7240.023495.8190.7190.0238105.8180.7210.0223115.8270.7250.0228Avg5.8230.7220.0228Sd0.0060.0030.0006Rsd0.100.422.632.1.3 熔融重復(fù)性為了驗(yàn)證此制樣方法的重復(fù)性，取一鐵合金樣品在相同的熔融條件下熔制5個(gè)塊樣，采用直讀光譜測(cè)定，數(shù)據(jù)列于表5，從數(shù)據(jù)中可看出熔融重復(fù)性較好。表5重復(fù)性(%)Tab.5 Repe

10、atability of the sample preparation (%)元素ElementCrSiP15.8300.7200.022525.8120.725 0.024335.8000.7280.023145.8350.7160.023355.8390.7300.0220Avg5.8230.7240.0230Sd0.0170.0060.0009Rsd0.290.833.912.2工作曲線以濃度和X熒光光譜儀上測(cè)定的強(qiáng)度直接回歸建立工作曲線其回歸結(jié)果見(jiàn)表6，表7列出Cr的回歸結(jié)果對(duì)照值。表6工作曲線回歸結(jié)果Tab.6 Regression results of calibration cu

11、rve元素ElementsCrPSi曲線濃度范圍60.0768.750.0130.0730.245.75斜率（E）0.666950.366471.93174截距（D）-11.67984-0.10829-0.13676回歸精度（SEE）0.210.00370.053表7標(biāo)樣測(cè)定中Cr回歸計(jì)算結(jié)果（%）Tab. 7 Regression result(Cr) of standard samples（%）樣品號(hào)Sample強(qiáng)度Int.( kcps)標(biāo)準(zhǔn)值Standard value回歸值Regression value差值ErrorBH0310-3105.130158.3758.440.07GBW0

12、1424120.795268.7568.880.13C-CR1108.352060.7160.59-0.12C-CR2112.908563.5663.620.06C-CR3109.661561.2561.460.21C-CR5111.789462.6562.880.23C-CR6115.125865.2165.10-0.11C-CR7113.994764.7364.35-0.38C-CR8107.449960.0759.98-0.09從表6和表7中的數(shù)據(jù)可看出工作曲線回歸精度較佳，Cr的回歸精度達(dá)到0.21，回歸值與標(biāo)準(zhǔn)值的最大極差為0.38。2.3方法精度 為了確認(rèn)方法精度，取一試樣在相同的

13、熔融條件下熔制七個(gè)塊樣，分別測(cè)定其濃度，結(jié)果見(jiàn)表8。從數(shù)據(jù)中看出此方法的精度較高，當(dāng)Cr ：66.04%，其相對(duì)偏差僅為0.18%。表8分析精度（%）Tab.8 Precision of method （%）元素ElementsCrSiP166.150.630.018265.990.650.015365.880.630.015466.050.650.016566.250.630.017665.980.670.018766.000.650.016Avg.66.040.640.016SD0.120.020.001RSD0.183.126.25min65.880.630.015max66.250.6

14、70.0182.4準(zhǔn)確度用來(lái)之于不同產(chǎn)地和不同生產(chǎn)工藝的未知樣品熔制成樣品塊，經(jīng)用砂帶研磨機(jī)研磨后在X熒光光譜儀上測(cè)定，其測(cè)定結(jié)果與化學(xué)值及壓片法制樣X(jué)熒光測(cè)定結(jié)果比較，見(jiàn)表9。表9離心澆鑄制樣和壓片法制樣X(jué)熒光測(cè)定結(jié)果與化學(xué)分析值比較（%）Tab.9 Comparison between the XRF values and the chemical values（%）樣 品Sample CrSiPX熒光離心澆鑄Remelting化學(xué)值C.VX熒光壓片法PressX熒光離心澆鑄Remelting化學(xué)值C.VX熒光壓片法PressX熒光離心澆鑄Remelting化學(xué)值 C.VX熒光壓片法Pre

15、ss54-60T62.1361.7262.302.172.282.450.0300.0280.02501X-3362.4462.2662.902.051.921.730.0220.0210.022湖南64.2663.8865.020.200.170.210.0240.0280.024303-11563.2763.1062.111.901.891.410.0200.0240.0216-20-962.4562.4961.900.580.640.800.0260.0250.02740361.1560.8158.93/0.0200.0250.02340561.5461.8161.30/0.0220.0210.02527-1163.6263.5664.201.541.621.300.0210.0240.021 從結(jié)果中可看出，離心澆鑄制樣X(jué)熒光測(cè)定值與化學(xué)值相比一致性較好，能滿足常規(guī)分析要求，而粉末壓片法制樣X(jué)熒光測(cè)定，有些樣品的分析結(jié)果（Cr,Si）與化學(xué)值相差很大，無(wú)法滿足常規(guī)分析的要求。3 結(jié)論 從以上的試驗(yàn)結(jié)果可得出，離心澆鑄技術(shù)制樣能有效克服鐵合金的礦物效應(yīng)和顆粒效應(yīng)，使不同的生產(chǎn)廠和生產(chǎn)工藝制造的鐵合金能在相同的分析方法下測(cè)定，解決了用粉末壓片制樣帶來(lái)測(cè)定結(jié)果誤差大的問(wèn)題。當(dāng)濃度為Cr ：66.04%、Si：0.64