X射线荧光光谱法测定钛白粉样品中10种微量元素

摘 要 采用粉末压片，用Axios XRF光谱仪测定钛白粉品中Sb、Nb、Zr、Fe、S、P、K、Si、Al和Te 10种微量元素。以标准样品的配置和样品的制备为重点，在钛白粉样品中加入一定量的甲基纤维素混匀、压片，样品表面光滑、平整。克服了用钛白粉样品直接压片，由于样品粘性较大不仅粘模具，而且样片表面凹凸不平的缺点。用经验系数和RhKα线的康普顿散射线作内标校正基体效应，方法简便、快速、准确，分析结果准确度能满足工厂质量监控要求。

关键词 X射线荧光光谱法 钛白粉样品 微量元素

钛白粉被广泛应用于塑料、油漆及食品添加剂中，钛白粉中杂质元素的含量会严重影响产品质量，如；铁含量高会使其颜色发黄，磷含量高会影响产品性质，为保证钛白粉的质量，必须对其杂质含量作严格控制。

在工厂钛白粉中杂质的测定通常采用化学法[1～4]，仅能测定磷和铁等少量元素， 且耗时长，远远不能满足工业生产快速质量监控要求。XRF荧光光谱法具有简单、快速、灵敏、准确，而且能进行多元素分析 [5～12]，是分析领域中重要分析手段。但在钛白粉样品的分析中报道很少，仅为使用熔融片X射线荧光光谱法测定钛白粉样品中主次量元素[13，14]。为此，本文应用Axios XRF光谱仪对钛白粉样品中10种微量元素进行测定，分析结果的精密度和准确度均较好，可以满足钛白粉厂生产过程质量监控要求。

1 实验

1.1 仪器与试剂

Axios X射线荧光光谱仪，帕纳科公司（原飞利浦分析仪器公司），工作条件为：2.4kW高功率，最大激发电压60kV，最大电流125mA，高透过率，SST超尖锐长寿命陶瓷端窗（75）铑靶X光管。Superq4.0D软件，68位自动进样器，HP6500彩色打印机。

本实验所使用的化学试剂为甲基纤维素（分析纯），钛白粉样品来自安徽铜陵钛白粉厂。

1.2 元素测量条件

为准确测定钛白粉样品中多种微量元素，使用几个标样对元素的分析线和背景进行选择，各元素的测量条件见表1。

1.3 样品制备

钛白粉样品中杂质元素的含量很低，为准确测量杂质元素含量，采用粉末压片法制样。试样制备的质量是影响杂质元素准确测定的关键步骤之一。由于钛白粉样品中粘性较大，直接压片就会粘模具，使其测量面凹凸不平，不光滑。为此采用甲基纤维素（白色粉末）作粘结剂。

称取在105℃烘2h钛白粉样品4.00g和1.00g甲基纤维素，在玛瑙钵中研磨20min，以保证样品与甲基纤维素充分混匀，在3.18Х107pa压力下保压30s制备试样，试样表面十分平整光滑。标准样品也同样制备。

1.4 标准样品选择

采用粉末压片制样，标准样品应与待分析样品在结构、化学组成，矿物效应和颗粒度方面一致，否则由于存在颗粒度和矿物效应，未知样品的结果会产生较大误差。由于钛白粉的标样较少，选用安徽铜陵钛白粉厂不同品位段的钛白粉样品，对选中的样品研磨至粒度为0.037mm，然后经过3个不同人员，用湿化学法测定TiO2[1]，其它元素的测定主要用分光光度法、原子吸收光谱法、等离子体发射光谱法[2，3] 定值，取3次测定的平均值作为标准参考值，使其具有一定含量范围又有适当含量梯度能覆盖整个生产范围的标准系列。标样中各元素的含量范围见表2。

1.5 基体效应及谱线重叠干扰校正

钛白粉样品很细，且标样和分析样品生产工艺流程完全相同，减少了颗粒度和矿物效应。由于采用粉末样品压片制样，元素间的吸收增强效应仍然存在，故采用经验α系数法和康普顿散射线内标校正基体效应。本法所用的帕纳科公司SuperQ软件的综合数学校正公式为：

式中：Ci为校准样品中分析元素i的含量（在未知样品分析中为基体校正后分析元素i的含量）；Di为分析元素i校准曲线的截距；Lim为干扰元素m对分析元素i谱线重叠干扰校正系数；Zm为谱线重叠干扰元素；Ei为分析元素i校准曲线的斜率；Ri为分析元素i的计数率（或与内标的强度比值）；Zj、Zk为共存元素的含量或计数率；N为共存元素的数目；α、β、γ、δ为校正基体效应的因子；i为分析元素；m为干扰元素；j和k为共存元素。

2 结果和讨论

2.1 检出限

检出限的计算公式：

2.2 制样再现性

采用样品，重复制备5个样片，按表1测量条件进行测量，并将测定结果进行统计，其统计结果见表4。由表4中的数据可知本法制样重现性良好。

2.3 分析结果对照

用2个有化学值的样品（AA1和AA2）作为未知样品，使用表1的测量条件进行测量，其分析结果对照见下表5。

3 小结

在钛白粉样品中加入甲基纤维素，混匀，压片，采用钛白粉样品经化学定值后作为标准，用经验系数法和散射线作内标，校正基体效应，方法简便、快速、准确，提高分析结果的精密度和准确度。

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