X射线荧光光谱法测试熔剂中主次量元素含量

熔剂是钢铁冶金原料中的一类重要造渣材料。炼铁过程中，它与铁矿石或铁水中的杂质形成易熔炉渣，将杂质从铁中分离出来，从而提高生铁的质量；在炼钢过程中，熔剂参与脱硫、脱磷、脱氧以及脱除各种非金属杂质，提高钢液净度和减少热损失。根据矿石中脉石和燃料灰分的不同，以及冶炼生铁品质的要求，高炉炼铁使用的熔剂有碱性的石灰石、白云石、酸性的硅石；炼钢过程中使用萤石、石灰（CaO）等。熔剂的组成对于炉渣的碱度影响较大，因此需要对熔剂中主次量元素含量进行准确的测试。

通常使用的制样方法是熔片法（称取样品0.7g，助熔剂66%四硼酸锂+34%偏硼酸锂7.7g），可以显著的消除样品的矿物效应和颗粒效应，同化学法相比可以显著的提高分析效率和测试精度。

备注：因熔样设备和坩埚模具的差异，脱模剂加入量会有不同。I和Br通常残留在玻璃片的表面，对熔剂测试影响较大。需脱模剂加入量一致（可使用移液器），也可以直接使用含有脱模剂成分的助熔剂。

Thermo Scientific ARL 9900 系列标配有通用测角仪，可最多安装9块晶体，4个准直器,2个探测器（SC闪烁计数器和FPC流气正比计算器），最大转动速度高达4800°/分，最小步长0.001°。光路系统具备了极佳的重现性和角度精确度，配合晶体温控系统，满足熔剂的测试需求。

熔剂中元素的测试条件见表2。常用的测试方法有两种，一种为通用氧化物方法，可以测试从低含量到高含量的各种常见氧化物；另外一种方法是针对白云石、石灰石、石灰等不同熔剂分别建立方法，测试对应的熔剂样品。

OSXAS软件中曲线校正模式集成了谱线重叠校正、强度校正、浓度校正以及带有三级理论α系数的COLA校正等功能，可以显著改善分析的准确度。上图是通用氧化物测试方法中CaO的校准曲线，可以看到含量在0.02%-94%的CaO标样都拟合在同一条曲线上，使用了理论α系数校正后，曲线的估计标准偏差（SEE）仅0.21%，能够满足各种熔剂中CaO的测试需求。

第二种方法以石灰样品为例。使用焙烧后石灰石国家标准样品，建立校准曲线。

使用赛默飞的ARL9900对已有参考值的不同含量的样品进行测试，得到各个氧化物在不同含量时的精密度和准确度。精密度由20天内随机测试样品11次结果的标准偏差值计算得到。

从上表可以看出，熔剂中主次量元素在不同含量时均有优异的测试精密度。以41.66%含量的CaO样品为例，在20天内重复测试结果（包含熔片法制样以及分析设备测试的误差）的极差仅为0.12%，测试结果的2σ为0.06%，有着极佳的测试精密度。

采用不同熔剂分别建立曲线的方法，样品基体的一致性较好，基本无需加入额外的校正，白云石、石灰石、硅石、萤石等各种熔剂的主次量元素（Al、Ca、Si、Mg）皆有非常好的准确性。硅石中99.42%含量的二氧化硅测试误差仅为0.11%，石灰石标准样品中0.845%含量的二氧化硅误差为0.035%，在高低含量均有着极佳的准确性。

下表列出了白云石（YSBC 11703-95）和石灰石样品（YSBC 28706-93）通用氧化物方法测试结果：

熔剂的测试主要采用熔片法，可以使用通用氧化物测试方法或者针对不同熔剂分别建立测试方法；使用ARL 9900，石灰石、白云石、石灰、萤石和硅石等不同熔剂中主次量元素测试结果展现了方法极佳的精密度和准确度。

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