（福建省地质测试研究中心，福建 福州 350001）

硫化矿样品中含有较为复杂的金属成分，传统测定工艺无法快速、准确测出硫化矿内各元素的实际含量、类型。X射线荧光光谱分析技术可应用分析仪器，直观显示被测样品的X射线荧光光谱，明确各元素波长、能量，协助相关部门对硫化矿样品进行定性与分析。因此，本文对X射线荧光光谱分析硫化矿样品的基本流程展开研究，旨在梳理X射线荧光光谱分析技术的应用要点。

1 X射线荧光光谱分析技术相关概述

硫化矿样品分析中，X射线荧光光谱分析技术是建立在X射线原理上的元素分析技术。在所测物质、X射线相互作用后，会产生X射线荧光、荧光光谱。在此期间，被测物品内部元素会与X射线产生“光电效应”，而X射线荧光光谱分析仪会显示出被测样品内部各元素能量、实际强度，继而对所测样品内部元素进行定量、定性分析，即确定样品内各元素的含量。

X射线通常可分为特征X射线、连续X射线，在利用X射线管照射硫化矿样品是产生荧光光谱的主要方式[1]。但是X线管所产生的光谱通常属于原级线谱，是由特征X射线谱、连续X射线共同组合而成，而X射线荧光光谱分析技术正是由X射线展开，并根据光谱中所测样品内各元素波长、能量显示对元素进行定性分析。

2 硫化矿样品分析中应用X射线荧光光谱的价值

铜矿石的存在形态通常为金属共生矿，该矿区内通常是由稀有金属、重金属组成，譬铅、金、银、钼、钴、铋等。结合铜化合物的基本特点，铜矿石具体可分为氧化矿、硫化矿、自然铜，硫化矿形式较为常见、分布较广。在国家发展中，硫化铜矿石已经成为我国战略矿石之一，准确分析硫化矿对科学应用矿石资源、减少硫化矿石生产污染意义重大。但是硫化矿样品中通常含有Ag、Tl、Ga、Sn、Cu等元素，整体组成较为复杂，且硫化矿样品类型丰富。采用传统方式分析硫化矿样品时，会出现过程繁琐、试剂需求量大等问题，而X射线荧光光谱分析技术具有制样简单、准确率高、分析速度快、绿色环保等优势，可满足硫化矿高质量的快速测定需求[2]。

3 X射线荧光光谱分析硫化矿样品的基本流程

3.1 样品与仪器准备

3.1.1 仪器选择

应用X射线荧光光谱分析硫化矿样品时，需选用的仪器设备分别为功率为4KW的X射线光管；X射线荧光光光谱仪，型号为（Zetium PW5400）：端窗铑靶X射线管(功率4kW)；电流为15A的全自动加热熔片机(Fuse6)；规格为30mL的铂金坩埚；0.0001g的分析天平；马弗炉。

3.1.2 试剂及样品制备

本次实验所用样品采集于某地区地质勘察区域的硫化矿样品，并且为满足X射线荧光光谱分析技术要求，需提前制备实验试剂。具体包括混合溶剂、溴化锂溶液、硝酸锂、硝酸钠、硝酸锶，其中混合溶剂是由比例为22:12的偏硼酸锂、四硼酸锂混合而成。溴化锂溶液、硝酸锂需在分别称取后，用水稀释、摇匀备用即可，硝酸钠、硝酸锶无需提前制备，可直接按量称取。

3.2 分析实验过程

首先，将硫化矿样品放入烘箱，将温度调整为105℃，2小时后取出，放入干燥装置内待其冷却与室温相同。随后称取硫化矿样品0.15g、混合溶剂6g，二者混合后放入铂金坩埚，并与坩埚共同放入马弗炉。马弗炉内温度为600℃，带样品氧化20分钟后取出、冷却处理。其次，样品冷却后，将其包裹到溶剂内，并加入溴化锂溶液，确保样品内熔融物质的流通性。之后，需将其再次放入熔片机中，自定义加热程序，实际加热温度需调整为1030℃。最后，样品被制备为透明、表面无残渣的玻璃片后，冷却处理并取出贴上实验标签，为后期光谱分析做好准备[3]。

3.3 实践结果讨论

3.3.1 制样方法分析

硫化矿样品的X射线荧光光谱分析实验中，样品通常会制备为粉末，若矿石产地不同，硫化矿在X射线荧光光谱中的标准曲线会有着明显差异。但实验中所采用的玻璃熔融法可有效解决该问题，减少元素在吸收增强后对测定结果的影响。为此，相关人员需在玻璃熔融工艺中，将样品、溶剂比例控制为1:5，避免氧、硼等金属元素在与溶剂内元素相互吸收后产生增强效应。

3.3.2 氧化条件分析

硫化矿本身具有较强的还原性，因此可稳定转化为Ax(SO4)y，并且在高温熔融时，硫元素挥发速率较高，甚至会腐蚀坩埚[4]。因此，实验过程中，需在硫化矿样品熔融前期，对其进行预氧化处理，而硫酸锶、硫酸钠等试剂在预氧化温度为600℃使的氧化效果较好。

3.3.3 熔融温度与时长控制

使用混合溶剂时，熔融温度应控制在100℃～150℃范围内，以此确保硫化矿样品中硅、铁元素的熔融效果，减少样品内锂、钠、钾、铷、铯、钫等元素的挥发。但在正式进入实验后，1000℃、1050℃、1080℃、1100℃通常为具体的实验温度，当温度超过1100℃后，样品中S区元素挥发速度会明显加快，但样品熔融后会更为均匀、透彻，制样后重现性好，可为X射线荧光光谱分析提供更为精确的样品参数。

3.3.4 选用脱模剂

X射线荧光光谱分析硫化矿样品的过程中，相关人员需选择碘化物、溴化物等脱模剂[5]。其中溴具有易挥发的特点，在样品熔融片内留存的量会有所区别，且对光谱线吸收程度差异明显。因此，溴化物的存在会增强X射线荧光光谱对样品内元素的测量强度，溴元素强度、元素光谱线吸收程度呈正比关系，所以在增加溴化物溶液后，硫化物样品中在熔融中更易脱模。

3.3.5 选用标准物

X射线荧光光谱分析实验中，本文选取硫化矿样品编 号 分 别 为BW07162～07163、GBW070075～070076、GBW07233～07234、ZBK330～331、YSS021～YSS022 等6个标准样品。在按照实验要求，对其进行混合研磨后，实验人员需制备10～11个混合型的校准样品，并留取3个标准样品，便于在实验结束后，对比硫化矿样品内元素测定的准确度。之后，可利用标准样品参与X射线荧光光谱的曲线回归，显示标准样品、实验制备样品内元素的梯度。

除此之外，硫化矿样品属于金属样品，其内部元素中会含有大量的伴生元素，矿石主元素在含量测定时，其定性范围会明显增大[6]。比如S含量范围为0.67～34.69；Fe2O3含量范围为4.63～31.09；SiO2含量范围为3.67～50.19；Cu含量范围为3.98～30.28。同时由于硫化矿样品在X射线光谱分析中的谱线重叠问题突出，所以要求实验人员结合以往测定经验系数，校正样品基体效应，扣除对应元素造成的干扰。比如As-Ka、Br-Ka线重叠后，应提前选出分析线，扣除各元素光谱线条中的干扰因素，或加入溴化物作为脱模剂，对硫化矿样品内元素进行定量分析。

3.3.6 实验准确度和精密度分析

根据X射线荧光光谱分析硫化矿样品实验中的各项数据可知，BW07162～07163、GBW070075～070076、GBW07233～07234、ZBK330～331、YSS021～YSS022 等硫化矿标准样品中S、Cu、Fe、Mg0、Ca0、SiO2、Al2O3等元素，其推荐值分别为9.91、12.59、8.27、2.56、23.71、22.89、5.18，X光线荧光光谱测量值为9.90、12.57、8.25、2.50、23.69、22.80、5.11，表示BW07162～07163、GBW070075～070076、GBW07233～07234等硫化矿样品分析时，若应用X射线荧光光谱分析技术，其实验相对标准偏差较小，X射线荧光光谱分析准确度较高，测量值、推荐值均符合当前时期，我国对硫化矿内部元素快速测定质量要求。

4 结语

综上所述，在我国矿石资源体系中，硫化矿样品分析的目标是为有效指导矿石开发、利用工作。X射线荧光光谱分析技术是建立在X射线的分析工艺，其在硫化矿样品定性中的运用，可准确测定硫化矿石内硫、铜等微量元素，满足现阶段硫化矿样品成分分析要求。为此，相关人员应深入分析X射线荧光光谱分析技术的实践原理，持续优化该技术的应用流程。