李婵贞

（广西壮族自治区冶金产品质量检验站， 广西南宁 530023）

硅酸岩指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广，是构成多数岩石（如花岗岩）和土壤的主要成分。硅酸岩大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料［1］。硅酸盐材料及制品与人类生活息息相关，涉及的领域遍及各行各业，如水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等［2］。硅酸盐岩石，因为各种化学成分的不同，被利用到不同的工业产业，因此，硅酸盐岩石的化学成分分析非常重要。其中X射线荧光光谱法（XRF）作为一个成熟的分析技术广泛应用于硅酸盐岩石的检测［3］。我国现行的国家标准方法GB/T 14506.28-2010《硅酸盐岩石化学分析方法第28部分:16个主次成分量测定》［4］。本站在大量的日常工作中发现，对于Al2O3含量较高的硅酸岩试料（如高岭土，粘土等），当Al2O3含量较高时，试料中含量高的组分用标准方法检测容易引起误差。本文对标准方法使用过程中出现的问题进行探析，并提出改进意见。

1 国家标准方法测定条件

国家标准方法建立标准工作曲线和试料检测采用空干基。玻璃样片熔片温度1150℃～1250℃，玻璃样片中试料和溶剂的稀释比为1:8，烧失量通过仪器进行校正。

2 本站的方法的测定条件

本站方法建立标准工作曲线和试料检测采用灼烧基。玻璃样片熔片温度1050℃，玻璃样片中试料和溶剂的稀释比为1:10。

3 方法探析

3.1 国家标准方法和本站方法的差异

国家标准方法使用空气干燥基试料，本站方法使用灼烧基试料，要预先做烧失量实验。因为制备标准工作曲线样片及检测样片都采用相同条件，所以熔片温度和熔片时间以及稀释比的差异可以不考虑。

3.2 引起误差的原因

本站在大量的日常工作中发现，对铝含量较高的硅酸岩试料（比如高岭土，粘土等），用本文讨论的国家标准方法检测时，高组分含量容易引起误差，必须考虑试料烧失量的影响。

以下实验可以看出，依照国家标准方法使用空气干燥基制备玻璃样片，成品样片中试料的质量会有损失。

选取专用溶剂、3个实验试料及3个高岭土/粘土标准物质，将上述溶剂，实验试料及高岭土/粘土标准物质用空气干燥基进行熔融，并称量成品样片质量。成品样片的质量由试剂和试料构成，考察熔融后成品样片的质量和熔融前质量（试剂+试料）的差异，即可得到样片在熔融过程中的损失量。

本实验溶剂未做预处理，直接使用x荧光光谱专用试剂（洛阳特耐实验设备有限公司生产）。观察纯试剂样片的质量变化，熔剂在熔融过程中烧失量的损失较小，相同的熔融条件下可以忽略差异。

观察试料样片熔融前后的质量变化，试验发现高岭土/粘土标准物质和实验试料的成品玻璃样片质量均有减少，扣除试剂质量损耗，成品样片的质量损失量即为试料在熔融过程中的损失量。将熔融后玻璃样片中试料质量损失百分比和试料的烧失量比较，可以发现试料在熔融过程中，质量损失量接近试料的烧失量。

样品在高温熔融过程中会产生质量损失，各个试料（标准物质和实验试料）的烧失量不尽相同，因此熔融后的质量损失会引起试料组分在成品玻璃片中的比例发生不确定的变化，从而引起荧光强度的变化，造成分析结果的误差。每个实验物料测定3次，结果见表1。

表1 熔融过程中样片中试料损失和试料烧失量的比对

3.3 烧失量与Al2O3含量关系

考察80个不同的硅酸岩类样品中Al2O3含量与烧失量的数据（此数据由本站实验室提供），由表2可见，随着Al2O3含量的变化，烧失量也发生变化。

表2 80个样品中Al2O3含量与烧失量的数据

由表2数据绘制烧失量和Al2O3含量的关系趋势图（见图1）。从图1可见，随着Al2O3含量的增高，烧失量也沿此趋势发生变化。从大量的试验数据中发现，对于硅酸岩石试料，当Al2O3含量变高时烧失量有变高趋势。这是因为硅酸岩石试料中含有铝，自然界中铝多以结晶水的形式存在的,而结晶水是烧失量的组成部分［3］。因此对于铝含量较高的硅酸岩石的主量分析，必须要考虑烧失量的影响。

图1 Al2O3含量和烧失量趋势图

3.4 本站方法、国家标准方法及化学法比对试验数据

3.4.1 本站方法与国家标准方法比对试验数据

以一组高领土的数据为例，采用本站方法与国家标准方法测定进行比对（国家标准方法数据由广西壮族自治区地质矿产测试研究中心提供），结果见表3。

由表3可见组分含量较低Fe2O3、TiO2的结果，差异在允许范围内；组分含量较高的Al2O3，SiO2两种方法有系统差异，国家标准方法系统偏低。

表3 本站方法与国家标准方法比对试验数据 /%

3.4.2 本站方法与化学法比对试验数据

本站方法与化学法比对一组高岭土中组分含量较高的Al2O3、SiO2试验数据（化学法数据由本站化学实验室提供），本站方法和化学分析法结果吻合,数据见表4。

表4 本站方法与化学法比对试验数据

4 结论和建议

应用X射线荧光光谱仪测得的荧光强度，实际上反映的是样品中被测各主次组分在整个玻璃样片中的比例［5-6］，在熔片的过程中试料损失会影响样片中试料各组分的含量，从而引起分析误差。损失量越高，误差越大。测定结果的差异大小与试料各组分含量的高低有关，组分含量越高，结果差异越大。对于Al2O3含量较低的试料如石英砂、硅石等，依据国家标准方法进行检测；对于Al2O3含量较高的样品，测试高含量组分时,要考虑烧失量的影响。建议工作中建立空气干燥基和灼烧基两套标准工作曲线，首选国家标准方法，当样品中Al2O3含量较高时，使用灼烧基物料检测。