钒渣是对含钒铁水在提钒过程中经氧化吹炼得到的或含钒铁精矿经湿法提钒所得到的含氧化钒的渣子的统称。它是冶炼和制取钒合金和金属钒的原料。对钒渣中P、Ca O、Si O2、Mg O、Mn O、Ti O2、Al2O3以及Fe的含量均有限制性的规定。钒渣中V2O5和其他组分的含量决定钒渣的品质。因此, 为了保证钒渣品位, 需要对钒渣中的各元素进行分析, 目前钒渣国家标准中钒采用硫酸亚铁铵滴定法测定五氧化二钒量;硅采用高氯酸脱水重量法测定二氧化硅量, 钙、镁、铝含量采用EDTA滴定法测定, 磷采用铋磷钼蓝光度法测定, 锰和钛也是采用化学湿法单独测定, 化学检测方法不仅操作繁琐, 检验周期长, 还不能够为生产及时提供可靠数据, 因此需要开发一种同时、连续、直接、快速测定钒渣全成分的检测方法。
(1) X射线荧光光谱仪
(2) 自动熔样炉
(3) 电子天平
(4) 铂金坩埚
(5) 高纯混合试剂 (67%四硼酸锂+33%偏硼酸锂) :
(6) 溴化锂溶液:浓度0.400克/毫升。
通过实验最终获得了元素的最佳测定条件, 光管电压70V光管电流40I。
由于国内外钒渣标准样品较少, 所以工作曲线的绘制采用生产样品化学定值绘制, 按上诉条件测量定值的生产样品不同元素荧光强度, 对应相应标准含量, 利用X射线荧光光谱仪配置的分析软件建立曲线。
先选取其中一个样片, 使用X-荧光光谱仪对其进行钙、铝、硅、镁、锰、钛、钒、磷元素的测角仪2倍θ角扫描, 观察最大特征峰强度位置, 记录实际最佳2倍θ角度;进行能谱图描迹, 根据峰面积和位置选择最佳PHD窗口起始点和宽度, 利用以上两个参数建立各元素的钒渣专用谱线, 以达到最大的检测灵敏度。将绘制工作曲线样片进行测定, 使用测角仪和流量正比计数器测定元素强度, 以浓度为横坐标、强度为纵坐标分别拟合钙、铝、硅、镁、锰、钛、钒、磷元素的工作曲线, 分析各元素受到的干扰类型和大小, 使用软件自带的校正方式扣除干扰, 最终得到理想的分析工作曲线。
首先选取一个钒渣标准物质, 使用相同的制样方法制样, 进行稳定性试验。由于每台快速熔样炉有六个坩埚托架, 故每批可以制得6个样片。在不同时间、不同熔样炉进行多批制样, 用荧光仪进行分析, 将每批6个样片之间以及不同批次之间的数据进行系统地比对, 通过实验数据比对, 保证工作曲线的准确。
依次称取8.0000克熔剂、0.7000克硝酸锂、0.5000克样品、置于铂黄坩埚中, 用玻璃棒搅匀后加入溴化锂溶液6滴。将铂黄坩埚放入1000℃熔样炉中熔融15分钟后取出, 冷却至室温后于取出, 待测。
采用钒渣标准样品YSBC19808和YSBC19810对方法进行准确度实验, 分析结果的准确性实验数的误差在允许范围内。
用上述实验步骤对钒渣标准样品YSBC19809进行重复测量10次。测定钒渣标准样的结果RSD (%) 小, 反应出测定结果的精密度较好。
用上述实验步骤对两个实际生产的样品进行不同方法的比较, X荧光测定值和化学方法测定值的差值小, 符合生产检测的要求。
(1) 由分析结果可以看出, 本方法的准确度好, 精密度高, 分析值与经典的化学分析值之间的偏差较小。为保证该方法能满足生产要求, 在正式投入生产前我们进行了大量的跟踪监控实验, 即生产试样的X荧光光谱法检测与化学湿法手工检测同时进行, 通过大量跟踪对比数据, 证明该方法准确快速, 大大提高了检验质量和检验效率, 同时节约人力物力, 完全可以应用于生产检验。
(2) 取消了流动剂无水碳酸钠的称量, 降低劳动强度, 节约费用, 提高效率
(3) 使用X荧光熔片法代替化学法分析钒渣中的钙、铝、硅、镁、锰、钛、钒、磷元素, 有针对性的进行梯度工作曲线绘制, 使用化学方法定期监控数据准确性, 既达到了指导生产的目的, 又使检验效率提高了近10倍。同时减少了危险化学品的使用, 降低了人工成本, 节约大量费用。
摘要：利用X射线荧光光谱仪测定钒渣中的钙、铝、硅、镁、锰、钛、钒、磷等主要化学成分的含量.采用自制标样绘制校准曲线, 利用光谱干扰校正系数和基体效应校正系数消除光谱干扰和基体效应。试验结果表明:该方法简便快速、有良好的精密度和准确度, 各元素相对标准偏差小, 能够为生产及时提供可靠数据。
关键词：X射线荧光光谱,钒渣,钙、铝、硅、镁、锰、钛、钒、磷
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