张 琳

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

能量色散型X射线荧光光谱仪，主要用于矿石中Cu、Mo、Fe、S、Ag、Pb和Zn等金属元素的定量分析，以矿石中铜品位测定为例，对比分析了碘量法(铜含量检测滴定法)和X射线荧光光谱法，分析得出X射线荧光光谱法不仅能够有效降低职工的劳动强度，减少化学药剂对环境影响，而且能达到快速检测，有效指导矿山实际生产的目的，提高了企业的经济效益[1]。

1 原理

1.1 碘量法原理

将硝酸以及硫酸等对试样进行溶解，确保溶液溶解后处于3-4的pH值，将NH4HF2加入其中，对Fe进行消除，降低干扰，难溶于硝酸的CuI通过大量KI和Cu2+产生，将游离I2析出，滴定过程中利用Na2S2O3标准溶液来实施，使之变成浅黄色，将淀粉指示剂加入其中，在进行滴定，使之呈现浅蓝色改变，将硫氰酸钾溶液加入其中，进行剧烈的摇晃，使颜色逐渐变成深蓝色，之后在进行滴定，使颜色逐渐消失为止，依照Na2S2O3的消耗量，对铜在矿石中的含量进行计算。

1.2 能量色散型X射线荧光光谱分析法原理

该方法即是EDXRF法，这种分析方法不会对试样造成破坏。在分析过程中，对元素在二次激发作用影响下形成的X射线谱线进行定性与定量分析其波长与强度[2]。通过X射线管初级照射样品，将其内含有的多个化学元素都充分激发出来，遭受激发之后的元素原子，将二次谱线激发出来，分析各个元素波长，即该元素的特征，各种元素波长位置的谱峰强度。

2 实验步骤及检测结果对比

2.1 碘量法滴定铜含量

2.1.1 主要试剂及仪器准备

①将各五份的铜精矿以及尾矿作为试样，试剂选择为KI、KClO3、NH4HF2饱和溶液以及1.19比重的盐酸和1.4比重的HNO3和1.84比重的H2SO4和(A.R)尿素与缓冲溶液(A.R)。同时选择40%的KSCN溶液和0.5%的淀粉溶液以及0.05mol/L Na2S2O3标准溶液。②所用仪器包括烧杯以及锥形瓶和移液管和药匙、滴定管、电热板以及电子天平和玻璃棒等与漏斗等。

2.1.2 实验步骤

①将铜精矿进行0.2g准确称取，同时称取0.5g的尾矿，利用烧杯（300mL）对试样进行盛取，将适当的蒸馏水加入其中进行湿润，将陆续将0.5gKClO3以及10mL HNO3加入其中，并将表面皿盖在其上，通过电热板对其进行加热，时间为3min～5min，加热完成之后进行冷却。②将盐酸8mL加入其中，对样品进行不断加热，使之完全溶解，并发生糖浆状改变，冷却之后，杯壁以及表面皿利用蒸馏水进行清洗，在进行加热使其沸腾并全部溶解，确保在20mL的体积范围，将尿素0.5g加入其中，静置冷却，并再次加热，将其中的尿素全部驱散，最后逐渐冷却到室温水平。③将缓冲溶液HAc-NH4Ac加入其中，使其变成红色并不在改变，超过1mL，将饱和溶液NH4HF2滴入其中，逐渐让红色逐渐消失，同时并过量1mL，杯壁利用蒸馏水信息冲洗，充分的均匀摇晃。④将KI2-3g加入其中，均匀的摇晃，利用标准溶液Na2S2O3进行淡黄色滴定，将0.5%淀粉溶液5mL加入其中，在进行滴定使其变成浅蓝色改变，将20%KSCN溶液2mL加入其中，均匀的摇晃使其蓝色不断变深，之后继续滴定使其蓝色逐渐消失停止。

2.2 X-射线荧光光谱分析法检测铜含量

2.2.1 实验准备

试样选择和滴定方法相同，标准样品以及能量色散型X射线荧光光谱仪和电源以及压片机等。

2.2.2 实验步骤

①绘制标准曲线。首先制作标准样品压片，利用X射线荧光光谱仪，将不同阶梯的10个标准样品置于其中进行检测，元素浓度以及Cu测定的谱线特征强度关系通过计算机开展拟合，进行标准曲线的绘制。②样品压片。实验样品利用药匙均匀搅拌，将何时的样品取出在制样模具内放入，将压力设置在20MPa，将压片机启动，制作压片，并取出来。③检测。利用X射线荧光分析仪对制样进行分析，检测过程于Cu标准曲线下进行，将相应的记录做好。

2.3 检测对比分析

表1 两种方法实验结果对比

依照Cu含量测定结果进行分析（表1），两种方法测定结果差异性不大，对于铜矿生产均比较符合，尤其是利用X射线荧光光谱仪进行测定，能够将测定的时间大幅缩短，极大地增进了工作效率，在实际生产中应用价值较高。

通过以上分析情况不难看出，在进行样品测定过程中，能量色散X射线荧光光谱仪测定具有非常好的优势：

①该方法属于无损检测技术，测定过程中不会对样品性质造成改变。②能够快速的开展测定，5秒时间便能将每个样品Cu元素测定完成。③检测精确度高，测量精度误差较少，完全达到铜生产的实际要求。④具有非常好的自动化程度，排除压片程序之外，其他均可自动完成。

3 结论

通过X射线荧光光谱仪的引进，在实践应用过程中，检测尾矿以及精矿和原矿过程中，对比分析滴定法检测，误差均在相关范围之下，对实际生产具有重要的指导作用，能够有效促进铜生产工艺流程，增强其选冶效率。同时该检测技术的引进，大大降低了工作人员的劳动强度，增进了经济效益，而且使得样品测定过程中药剂用量以及储备使用大幅减少，使安全隐患也得到有效控制。