专利名称：X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及光谱分析领域，具体地说是一种X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂。
背景技术：
元素特征X射线谱是X射线荧光光谱分析的基础，特征X射线产生于内层电子能级之间的跃迁，该跃迁反映的该原子的结构特性与元素种类有关，元素的特征X射线的波长λ与原子序数Z的关系由莫塞莱(H. G. Moseley)公式表示λ = K (Z-s) -2式中K、s为常数。该公式为确定元素特征即进行定性分析的基础。元素的特征X射线谱有一系列谱线组成如K线系、L线系、M线系等，每个谱线系又有一系列的谱线组成如Κα、Κβ等。对于某一元素的特征谱线，其X射线荧光强度与该元素的含量成正比，以此作为定量分析的依据。在X射线荧光光谱定量分析中，测量结果的准确度与仪器、标样、操作、样品等因素有关，其中样品因素最为关键，这主要是基体效应和不均勻效应。基体效应基体是指被分析元素以外的主量元素，而基体效应是指基体的组成以及物理、化学状态对分析元素谱线强度的影响。这种影响通常表现为分析元素谱线强度的增加和减少。强度增加者称为增强效应，强度减少者称为吸收效应。克服基体效应的主要方法有用轻元素作稀释剂与试样混合均勻的稀释法、将样品制成很薄的薄试样法、增量法、数学校正法等其它方法。实际应用中常综合使用。不均勻效应通常也叫做异质效应，为粉末样品所固有。大致分为粒度效应、偏析效应和矿物效应三种。粒度效应表现为被测量的分析元素的X射线荧光强度与分析试样的粒度大小有关联。通常为粒度越小强度越大(但也有与此相反的情况)，轻元素(如F、Na、 Mg等)的粒度效应比重元素严重。偏析效应主要由粒子混合不充分而产生的粒间偏析和元素分布对粒度分布的不均质产生，比如结晶偏析、重力偏析等。矿物效应主要因同一元素的赋存相态多元化而产生，表现为元素含量相同而元素赋存相态不同的样品，其X射线荧光强度也不相同。克服不均勻效应的主要方法有研磨压片法、溶解液化制样法、熔融制样法(玻璃熔片法)。研磨压片法就是对粉末样品进行一定时间的研磨而后进行加压成型的制样方法， 其主要优点为操作简单，但仅能缓解不均勻效应，而无法消除，对轻元素而言无论如何也达不到定量要求。溶解液化制样法通过特别的化学试剂和处理方法，把粉末样品转化为液态样品， 使相态单一，完全没有不均勻效应，但液态样品对仪器往往有致命伤害，不到万不得已，通常不推荐使用。熔融制样法(玻璃熔片法)是将熔剂(如Na2B4O7)与粉末样品以一定比例混合放入坩埚内，于900-1300°C内的某一固定温度下熔融，冷却熔融体即制得玻璃状试样的方法， 通常称为玻璃熔片法。高温热源通常为电炉、高频炉等。熔剂通常为Na2B407、Li2B407、LiB02 等。熔融制样法通过选择合适的熔剂、经过液态状高温熔融体的处理，可以完全消除粉末样品所固有的不均勻效应。X射线荧光光谱分析在地质样品的分析测试方面取得了显著成效，对于硅酸盐岩石、碳酸盐岩石、铁矿石、铝土矿等地质样品的全分析方面，几乎完全取代了操作复杂、分析时间长、污染环境的湿法化学分析法，X射线荧光光谱分析法主要特点为操作简单、分析速度快、几乎不污染环境，当前被称为绿色分析法。对于氟含量较高，特别是萤石类的地质样品的分析测试，为了克服湿法化学分析操作复杂、分析时间长的问题。一直在进行使用X射线荧光光谱分析萤石类样品的研究。操作简单的粉末压片法存在着无法消除的粒度效应和矿物效应，对于轻元素氟的测定，情况会尤其严重，使得使用X射线荧光光谱法对F进行定量分析变得十分困难。而在通常使用 Li2B4O7作为熔剂的熔融制样法中，又因在熔融过程中有BF3的挥发，而导致较大偏差的测量结果，甚至无法进行定量测量。对于以CaF2为主的萤石类样品和以Li2B4O7作为熔剂的熔融体中，BF3的挥发是不可避免的客观存在，无法消除。只有降低熔剂中B的含量，或者改用无B熔剂才能彻底消除 BF3的挥发，把F完全保存于熔融体中。对于无B熔剂，通常为磷酸盐类、偏磷酸盐类和焦磷酸盐类(也有硫酸盐类等)， 这类熔剂中的磷能与试样中的金属元素形成络合物，具有较强的反应活性。该类熔剂中的偏磷酸钠通常为粉末状，没有固定的熔点，温度超过500°C就能形成具有一定流动性的熔融体，能够熔解各种氧化物。试验表明偏磷酸钠对萤石类样品具有良好的熔解能力，熔融温度达到950°C时， 就能形成具有良好流动性的熔融体，冷却后就能获得性能稳定的熔融玻璃片。但对于含杂质(如Si02、Al2OyFe2O3等)较高的萤石类样品，使用单一的偏磷酸钠作为熔剂时存在以下不足(1)熔解含Si02、A1203、Fe2O3等杂质较高的萤石类样品的熔融体的粘度较高，混勻比较困难，很难得到均质的合格熔融玻璃片，会带来较大测量误差。(2)必须在较高温度 (1000°C)下熔融，才能形成可流动的熔融体，但在该条件下，熔融体对坩埚(钼金)的侵蚀较强，极大地降低了坩埚(钼金)的使用寿命，使制样的成功率降低，这就增加了制样的操作难度和制样成本的大幅提高，使X射线荧光光谱分析法的优点(简单、快速等)荡然无存。(3)为了使熔融体具有较好的流动性，必须用熔剂对样品进行大比例稀释(10倍以上)， 这就使得分析方法的性能指标劣化，如检测限变高、灵敏度降低等。非常不利于低含量元素的检测。(4)由于NaPO3具有较强的吸湿性，使用该熔剂制得的熔融玻璃片易潮解变质，不能长期保存，不利于长期稳定性分析。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种能够有效熔融萤石类样品并制得合格玻璃熔片的X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂。
本发明的技术任务是按以下方式实现的X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂，由以下重量配比的成分构成NaPO3 70-95份
LiBO2 5-30 份
NaI 0. 01 份。
上述X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂的优选量配比为
NaPO3 80-93 份
LiBO2 7-25 份
NaI 0. 01 份。
上述X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂的最佳量配比为
NaPO3 85-90 份
LiBO2 10-20 份
NaI 0. 01 份。
本发明熔剂的制备方法是将各组分按配方量的配比称量后，混在一起，研磨均勻即可。
本发明的X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂，适合于CaF2含量小于
90%的萤石类样品的熔融制样，与现有技术相比具有以下突出的有益效果(一)以NaPO3作为熔剂的主要成分，可以有效的消除BF3的挥发，把F完全保存于熔融玻璃片中。( 二)在该熔剂中，通过合理控制LiBO2的用量，既能保证熔融体具有较小的粘度和良好的流动性，又没有F的损失。能够制得满足于定量分析的熔融玻璃片。(三)通过合理选择NaP03、LiB02和NaI在该熔剂中的含量，可以使熔剂对样品进行小比例稀释(5倍以下)，在该比例下，熔融体也具有较小的粘度和较好的流动性，能够制得合格的熔融玻璃片。小比例稀释的优点是显而易见的，即具有较低的检测限和较高的灵敏度。有利于低含量元素的检测。(四)通过合理选择NaP03、LiB0dnNaI在该熔剂中的含量，在较低的温度(700°C) 下熔融，就能形成具有良好流动性的熔融体。在该温度(700°C)下，熔融体对坩埚(钼金) 的侵蚀较弱，能有效地增加坩埚(钼金)的使用寿命，降低了制样成本，同时制样的成功率也得到提高，使制样的操作难度降低，从而更加彰显X射线荧光光谱分析法的优点(简单、 快速等)。(五)通过在熔剂中适当地加入LiBO2,消弱了NaPO3的吸湿性，制得的熔融玻璃片不易潮解变质，能够长期保存，有利于长期稳定性分析。(六)通过对比实验证实，用本发明的熔剂进行萤石样品制备，氟的挥发量几乎没有，且CaF2的测定结果非常准确。
具体实施例方式以具体实施例对本发明的X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂作以下详细地说明。实施例1
按照重量配比秤取以下组分NaPO3 :92g LiBO2 :8g NaI :0· Olg将以上组分混合后研磨均勻，再与CaF2含量为95. 87%的国家一级标准物质 GBW07251混合熔融，制备10个样片。同时，仅使用Li2B4O7为熔剂，其它条件不变的情况下再制备10个样片。对上面制得的样片进行测量，将所得结果进行统计。见下表
权利要求
1.X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂，其特征在于由以下重量配比的成分构成NaPO370-95份LiBO25-30 份NaI0. 01 份。
2.根据权利要求1所述的X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂，其特征在于由以下重量配比的成分构成NaPO380-93份LiBO27-25 份NaI0. 01 份。
3.根据权利要求1所述的X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂，其特征在于由以下重量配比的成分构成NaPO385-90 份LiBO210-20 份NaI0. 01 份。
全文摘要
本发明公开了一种X射线荧光光谱分析中用于萤石样品的制样熔剂，属于光谱分析领域。该熔剂由以下重量配比的成分构成NaPO370-95份；LiBO25-30份；NaI 0.01份。与现有技术相比，本发明的用于萤石样品的制样熔剂具有制样效果好、测量准确率高等特点，尤其适合于CaF2含量小于90％的萤石类样品的熔融制样。
文档编号G01N1/28GK102507287SQ201110370479
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者洪飞, 白雪冰, 袁家义 申请人:山东省地质科学实验研究院