离心浇铸制样X射线荧光光谱分析铬铁中的Cr

1、离心浇铸制样X射线荧光光谱分析铬铁中的Cr、Si、P陆晓明 金德龙 林国强 孙福民上海宝钢股份有限公司技术中心，201900 上海申佳铁合金厂，200431摘要 本文介绍采用离心浇铸制样X荧光光谱分析铬铁中Cr、Si、P，离心浇铸制样能克服铁合金存在的矿物效应和颗粒效应，该方法简单、快速、精度高、准确。当浓度为Cr：66.04%、Si：0.64%、P：0.016%其相对标准偏差分别为0.18%、3.12%、6.25%。关键词： X射线荧光光谱 ； 离心浇铸； 铬铁 DETERMINATION OF CR, SI, P IN FERROCHROME BY X-RAY FLUORESCENCE S

2、PECTROMETRY USING REMELTING TECHNIQUELU Xiao-ming,JIN De-longShanghai Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. Technical Center, Shanghai, China, 201900LIN Guo-qian,SHEN Fu-mingShanghai Shenjia Ferroalloy Co., Ltd. Shanghai, China, 200431 Abstract: Remelting test of ferrochrome for XRFS analysis is descri

3、bed in this paper. the mineral effect and particle-size effect of ferrochrome can be eliminated, When the average contents of Cr, Si, P are respectively 65.04%, 0.64%, 0.016%, the relative standard deviations are respectively 0.18%, 3.12%,6.25% , the precision is good. Keywords: X-Ray fluorescence s

4、pectrometry Remelting FerrochromeX荧光光谱分析铬铁合金通常采用粉末压片法制样，由于铁合金存在严重的矿物效应和颗粒效应，分析来之于不同的产地和不同的生产工艺的未知样品，往往得不到准确的分析结果。采用玻璃珠熔融法对铁合金制样，虽然精度和准确度较高，但由于其制作工艺要求高、时间长、有侵蚀铂金坩埚的危险，因此实用性差。离心浇铸制样是将以一定比例的铁合金样品与纯铁放入坩锅中，再把坩锅放入高频离心浇铸机进行熔融，熔融后通过离心力把熔融物从特制的坩锅口注入预先放置的铜模中，冷却后块状样品铜模中取出，此方法制取块状样品，能有效克服铁合金样品矿物效应和颗粒效应，制作工艺相对简单

5、、制作时间短，精度和准确度高，制备好的标准样品又可长期保存使用。通过与化学分析结果比对，可看出此方法完全能满足常规分析的要求。1实验部分1.1仪器和试剂ARL9800 X射线荧光光谱仪，Lifumat3.3VAC离心浇铸机，砂带研磨机，工业纯铁。1.2 仪器测量条件见表1表1仪器测量条件Tab1. Analytical parameters of method谱线 Line峰2Peak晶体Crystal电压/电流Volt/Current测定时间(s)Time ( s)SiK1,2109.030PET50kV/50mA40CrK1,269.381LiF20050kV/50mA40PK1,2141

6、.030Ge11130kV/80mA401.3制样条件的选择 经试验确定最佳制样条件见表2。预抽真空和加保护气是为了防止熔融过程中氧化。熔化物既要保持一定的流动性又要有合适的温度，才能保证熔化物完全浇入铜模而且不侵蚀铜模。表2制样条件Tab.2 Preparing parameters of sample样品/纯铁Sample/pure iron功率power熔融时间fusion time离心力Torque坩埚Crucible模mould真空Vacuum 氩气Ar.延时Soaking time5/40（g）275(s)75(%)陶瓷铜模5(Mbar)3.5L/min15(s)1.4 标样制备依

7、据1.3制样条件，用2个标准样品和经化学分析准确定值的7个样品，熔制9个标准样品块。2 结果和讨论2.1 离心浇铸制样块样表面不同部位分析结果将一制好的块样经用砂带研磨机研磨后在直读光谱仪上取五个不同的部位测定，测定结果见表3。表3块样表面五个不同的部位测定结果（%）Tab.3 Analytical results of five different position on the sample surface元素ElementCrSiP 15.8320.7180.022825.8320.7200.023635.8100.7210.024245.8230.7240.023355.8050.72

8、20.0238Avg5.8200.7210.0235Sd0.0120.0020.0005Rsd%0.210.282.13从数据中可看出各元素在块样表面分布均匀。 2.1.2块样不同深度分析结果为了确认块样不同的深度元素分布情况，对同一块样在砂带研磨一次测定一次，共研磨十一次，其直读光谱测定结果结果列于表4，从数据中可看出元素在不同的深度分布也是均匀的。表4块样不同深度分析结果（%）Tab. 4 Analytical results of different depth in sample 元素ElementsCrSiP15.8200.7230.022325.8270.7180.022835.8

9、290.7250.023545.8130.7210.022755.8210.7170.022665.8240.7220.021975.8330.7260.022185.8270.7240.023495.8190.7190.0238105.8180.7210.0223115.8270.7250.0228Avg5.8230.7220.0228Sd0.0060.0030.0006Rsd0.100.422.632.1.3 熔融重复性为了验证此制样方法的重复性，取一铁合金样品在相同的熔融条件下熔制5个块样，采用直读光谱测定，数据列于表5，从数据中可看出熔融重复性较好。表5重复性(%)Tab.5 Repe

10、atability of the sample preparation (%)元素ElementCrSiP15.8300.7200.022525.8120.725 0.024335.8000.7280.023145.8350.7160.023355.8390.7300.0220Avg5.8230.7240.0230Sd0.0170.0060.0009Rsd0.290.833.912.2工作曲线以浓度和X荧光光谱仪上测定的强度直接回归建立工作曲线其回归结果见表6，表7列出Cr的回归结果对照值。表6工作曲线回归结果Tab.6 Regression results of calibration cu

11、rve元素ElementsCrPSi曲线浓度范围60.0768.750.0130.0730.245.75斜率（E）0.666950.366471.93174截距（D）-11.67984-0.10829-0.13676回归精度（SEE）0.210.00370.053表7标样测定中Cr回归计算结果（%）Tab. 7 Regression result(Cr) of standard samples（%）样品号Sample强度Int.( kcps)标准值Standard value回归值Regression value差值ErrorBH0310-3105.130158.3758.440.07GBW0

12、1424120.795268.7568.880.13C-CR1108.352060.7160.59-0.12C-CR2112.908563.5663.620.06C-CR3109.661561.2561.460.21C-CR5111.789462.6562.880.23C-CR6115.125865.2165.10-0.11C-CR7113.994764.7364.35-0.38C-CR8107.449960.0759.98-0.09从表6和表7中的数据可看出工作曲线回归精度较佳，Cr的回归精度达到0.21，回归值与标准值的最大极差为0.38。2.3方法精度 为了确认方法精度，取一试样在相同的

13、熔融条件下熔制七个块样，分别测定其浓度，结果见表8。从数据中看出此方法的精度较高，当Cr ：66.04%，其相对偏差仅为0.18%。表8分析精度（%）Tab.8 Precision of method （%）元素ElementsCrSiP166.150.630.018265.990.650.015365.880.630.015466.050.650.016566.250.630.017665.980.670.018766.000.650.016Avg.66.040.640.016SD0.120.020.001RSD0.183.126.25min65.880.630.015max66.250.6

14、70.0182.4准确度用来之于不同产地和不同生产工艺的未知样品熔制成样品块，经用砂带研磨机研磨后在X荧光光谱仪上测定，其测定结果与化学值及压片法制样X荧光测定结果比较，见表9。表9离心浇铸制样和压片法制样X荧光测定结果与化学分析值比较（%）Tab.9 Comparison between the XRF values and the chemical values（%）样 品Sample CrSiPX荧光离心浇铸Remelting化学值C.VX荧光压片法PressX荧光离心浇铸Remelting化学值C.VX荧光压片法PressX荧光离心浇铸Remelting化学值 C.VX荧光压片法Pre

15、ss54-60T62.1361.7262.302.172.282.450.0300.0280.02501X-3362.4462.2662.902.051.921.730.0220.0210.022湖南64.2663.8865.020.200.170.210.0240.0280.024303-11563.2763.1062.111.901.891.410.0200.0240.0216-20-962.4562.4961.900.580.640.800.0260.0250.02740361.1560.8158.93/0.0200.0250.02340561.5461.8161.30/0.0220.0210.02527-1163.6263.5664.201.541.621.300.0210.0240.021 从结果中可看出，离心浇铸制样X荧光测定值与化学值相比一致性较好，能满足常规分析要求，而粉末压片法制样X荧光测定，有些样品的分析结果（Cr,Si）与化学值相差很大，无法满足常规分析的要求。3 结论 从以上的试验结果可得出，离心浇铸技术制样能有效克服铁合金的矿物效应和颗粒效应，使不同的生产厂和生产工艺制造的铁合金能在相同的分析方法下测定，解决了用粉末压片制样带来测定结果误差大的问题。当浓度为Cr ：66.04%、Si：0.64