X射线荧光光谱法测定岩石中铀和钍

1、X射线荧光光谱法测定岩石中铀和钍逯克思（青海省核工业地质局，青海 西宁 810000）摘要：青海省柴达木地区分布着寻找砂岩型、花岗岩型等铀矿的有利地区，是以往铀矿地质工作的重点区域。本文着重阐述柴达木地区岩石中金铀和钍测定。关键词：X射线；荧光光谱；定量；铀；钍X射线光谱法，是指样品被X射线辐照，其原子被激发，而射出特征的X射线，这些特征的X射线的能量随元素的不同而变更，这就构成了定性分析的基础。优越之处在于光谱简单，谱线数目和相对强度与激发状态无关，与被分析物的化学状态基本无关，属非破坏性方法，所以在定性、定量与结构分析中广泛应用。青海柴达木地区分布着寻找砂岩型、花岗岩型等铀矿的有利地区，2

2、009年青海省某局开展对柴达木盆地某地区的铀资源调查工作。本文着重阐述青海省柴达木盆地某地区花岗岩中铀、钍的测定。1基本原理当来自光源的X射线光子，使样品内层的电子受到激发，而留下空穴，外层电子立即跃入空穴，其多余的能量以X射线荧光的形式释放出来，此荧光辐射的波长，比入射辐射的波长更长，由于荧光波长与被激发元素的性质有关，因此利用荧光波长可以鉴别元素；测量荧光的强度可以进行元素的定量分析，与紫外可见区的荧光辐射一样，荧光强度与产生荧光的物质浓度成比例。样品中除被测物之外的其他物质，使荧光强度发生变化的效应称为基体效应；基体既可以吸收入射辐射，又可以吸收荧光，基体效应是X射线荧光定量分析中的主要

3、误差来源，应加以校正。X射线光谱法在铀的分析中占有重要的位置，X射线荧光分析的应用范围不断扩大，已被定为国际标准(ISO)分析方法之一。2方法提要样品用压片机制成样片后，可直接在X射线荧光光谱仪上测量，由计算机自动计算结果。 3仪器设备及试剂 31X射线荧光光谱仪。32压片机 最大工作压力1000 kN。 33红外灯。34低压聚乙烯（化学纯）。35聚乙烯醇水溶液 P（聚乙烯醇）= 40 g/L。 4测定步骤 4l样品制备称取2g试样于瓷坩埚中，滴加2滴聚乙烯醇水溶液(3.5)和15 mL去离子水，搅拌均匀，置于红外灯下烘干后，以低压聚乙烯做背衬，用压片机在20 t压力下保持60 s，压成直径4

4、0 mm，内径32 mm的样片。 42样品测定421选用W靶或Rh靶做X射线激发光源，电压60 kV，电流40 mA，真空光路，LiF200晶体，光栏为35 mm，细准直器，气流(90%Ar+10%CH4)为1 L/h相对测量方式。 422元素测量条件选择见表61。表61 元素测量条件423仪器漂移校正为了准确测量，首先要用纯物质样片放人样品室校准元素的峰值角度，然后测量监控样品中各元素的强度，两次测量的相对误差小于1%，表明仪器已稳定，可进行样品测量。424背景校正采用一点或两点扣背景。计算公式如下： 一点法扣背景公式I n = I p Ib （1）式中：I n扣除背景的分析线强度；I p峰

5、值强度；Ib背景强度。两点法扣背景公式I n = I p 0.5 I a 0. 5 I b （2）式中：I n扣除背景的分析线强度；I p峰值强度；I a背景点a处背景强度I b背景点b处背景强度。425谱线重叠校正，谱线重叠校正方程如下：I i = I i-KijIj(i = 1,2) (3)式中：I i 为元素i的净强度（即扣过背景又扣过谱线重叠）；I i为元素i的粗强度（只扣过背景未扣谱线重叠）； Kij为干扰元素j对元素i的重叠干扰系数；Ij为干扰元素j的粗强度。各元素的谱线干扰系数：在以Rn靶做X射线光源时，铷的RbKa线对ULaI线有干扰,干扰系数为0.0182，Pb对Th有干扰，

6、干扰系数为0.009。在以W靶做X射线光源时，RbKa线对ULaI线有干扰，干扰系数为0.0164。铅(Pb)对钍(Th)的干扰系数为0.005。426校准与校正铀、钍基体效应校正则以净强度与RnKo(WLa)线康普顿散射强度之比值（R i）与推荐回归分析进行校准。计算公式如下：Ci = D i + E i R i (4)式中：Ci岩石中铀或钍的含量，g/g；E i回归工作曲线的斜率；D i回归工作曲线的截距；R i铀、钍的净强度与RhKa(WLa)线康普顿散射强度之比值。427测量手续先输入分析元素铀、钍的测量条件，谱线的干扰系数和标准样品中铀、钍的含量。测量标准化样品，然后进行回归分析，再

7、测量待测样品。5分析结果的计算测得试样中铀、钍的强度，由计算机软件按公式(4)计算含量，并自动打印出分析结果。6方法注释6l本法适用于岩石样品中铀和钍的测定，也适用于黏土、土壤及水系沉积物中铀和钍的测定。62方法精密度见表62。表62 方法精密度表7、结论本方法不仅适用于微量组分的测定，也适用于高至90%左右高含量组分的测定。在采矿和冶金工业中可用于分析矿石、矿渣、岩心中各种元素的含量，在农业和医学领域对微量素的测定也有应用。但X射线光谱法在痕量分析中很难用于检测低于0.01%的元素，为了获得较高的精密度，一般只用于测定浓度在0.1%以上的元素。笔者的工作得到了 青海省格尔木市某地区铀矿普查项

8、目组的大力帮助和支持，在此表示衷心感谢 !参考文献 1 宋金如铀矿石的化学分析 M北京：原子能出版社，2006 2 孙嘉彦铀钍矿石的化学分析 M北京：原子能出版社，19863铀矿地质分析测试规程S北京：北京铀矿地质研究院，20014中华人民共和国地质矿产行业标准DZ130.1- 130.13- 94，地质矿产实验室测试质量管理规范S西安： 西安交通大学出版社，19945叶家瑜， 江宝林区域地球化学勘查样品分析方法 M北京：地质出版社，2004 6方慧群，于俊生，史坚仪器分析M北京：科技出版社，2003X-ray fluorescence spectrometry of uraniumand t

9、horium in rocksLu Marx(Nuclear Industry Geological Bureau of Qinghai Province, Xining 810000)Abstract: The geographical distribution of the Qaidam Qinghai Province to find sandstone, granite-type, outside the contact zone of granite-type uranium deposits such as the favorable areas, the previous uranium geology of the key areas of work. This paper focuses on Southern Qinghai Province determination of gold in r