校正曲線組在X射線熒光分析中的應(yīng)用

目前通用的各種X射線熒光分析方法是以比較試樣和標(biāo)樣(一個(gè)或幾個(gè))的分析線的測量強(qiáng)度為基礎(chǔ)，把測量標(biāo)樣所獲得的數(shù)據(jù)擬合成一條光滑曲線，一般最好與最小二乘法曲線相吻合。如果基體效應(yīng)不嚴(yán)重，則可用簡單的校準(zhǔn)法(也就是分析線強(qiáng)度隨濃度的變化)進(jìn)行準(zhǔn)確分析。如果基體效應(yīng)嚴(yán)重，但分析成分的濃度范圍很小，且標(biāo)樣與試樣很相似，也可采用上述方法。而這類自動(dòng)化分析過程所采用的分析軟件，大多有以下3個(gè)步驟:  
　　
1)輸入每個(gè)標(biāo)樣的化學(xué)分析結(jié)果，同時(shí)測量其對(duì)應(yīng)組分的譜線強(qiáng)度。 
　　
2)利用上步數(shù)據(jù)，對(duì)所要測定的各個(gè)元素進(jìn)行回歸分析，來繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(此時(shí)要打印或記錄所有元素的強(qiáng)度與濃度數(shù)值，以備后用)。 
　　
3)對(duì)制做的不同物料曲線進(jìn)行生產(chǎn)樣對(duì)比校正。 
　　
以我公司94號(hào)生料曲線為例，經(jīng)過一年多的對(duì)比試驗(yàn)，效果良好，但在個(gè)別月出現(xiàn)較大的波動(dòng)，如1998年10月、1999年3月，見表1、表2。  

在X射線熒光分析儀的各種試驗(yàn)條件及試樣基體并無較大波動(dòng)情況下，X射線熒光分析數(shù)據(jù)在個(gè)別月份發(fā)生偏差，最終考慮是生產(chǎn)中物料粒度發(fā)生變化，雖然粒度與強(qiáng)度關(guān)系中，粒度有一臨界值，可以很好地找到粒度的控制范圍，來決定磨樣時(shí)間，如圖1。但由于生產(chǎn)中粒度發(fā)生階段性變化，且制備樣品所用的振動(dòng)磨有時(shí)需要維修，磨樣時(shí)間如不及時(shí)改變，勢必引起強(qiáng)度波動(dòng)，造成測量誤差。因此僅有臨界值是不夠的，但對(duì)校正曲線來講，如果再研究磨樣時(shí)間與強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，重新找粒度臨界值，來制做一套新的工作曲線，工作量較大。由表2可看出CaO、Fe2O3、Al2O3測量誤差較小，而SiO2偏差為0.44%。為校正此種誤差，一種方法是不調(diào)整曲線直接將熒光曲線測出的SiO2數(shù)據(jù)減去0.5%。很明顯，這種方法主觀性太強(qiáng)，不可靠，易出錯(cuò)；另一種方法就是調(diào)整曲線(僅針對(duì)SiO2進(jìn)行調(diào)整)，如果按正常步驟，對(duì)所有元素要再進(jìn)行回歸分析，這樣做無疑增加工作量，又影響生產(chǎn)。為此，我們采用了校正曲線組法。 
　　 




　　圖1　研磨時(shí)間與研磨細(xì)度的關(guān)系曲線 

所謂校正曲線組法，是指在制備標(biāo)準(zhǔn)曲線的同時(shí)，通過升高與降低曲線斜率來制備一組曲線，也就是保持強(qiáng)度不變的基礎(chǔ)上，修改標(biāo)樣的數(shù)據(jù)。一般希望曲線的斜率陡(高)一些，這樣在濃度變化很小時(shí)，分析線強(qiáng)度變化很大，作為一級(jí)近似，斜率與基體對(duì)分析線的質(zhì)量吸收系數(shù)成反比。如果原來制作標(biāo)準(zhǔn)曲線所用的數(shù)據(jù)如表3A所示，將SiO2的數(shù)據(jù)變化-0.2、-0.4、+0.2、+0.4，制得曲線B、C、D、E，該組曲線就稱為校正曲線組。它適用于以下情況:如果物料的分析線強(qiáng)度不僅與分析元素P的濃度有關(guān)，且與一種基體Q有關(guān)，則可建立一組P的譜線強(qiáng)度與P濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，每條曲線對(duì)應(yīng)不同的Q參數(shù)，如圖2所示。 
　　 




　　圖2　譜線強(qiáng)度與濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線組 

　我們以石灰石中SiO2為例，假設(shè)基體Q是樣品的粒度，而粒度是由磨樣時(shí)間決定的，也就是說控制磨樣時(shí)間(不一定達(dá)到臨界粒度)來找到最佳值。 
　　
平時(shí)當(dāng)物料粒度發(fā)生變化或與生產(chǎn)樣進(jìn)行結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)較大偏差時(shí)，以及振動(dòng)磨維修過后，均要進(jìn)行曲線校正，此時(shí)，就可以利用已制作的校正曲線組，將磨樣時(shí)間分別定在30s、60s、90s、120s，壓制4個(gè)樣塊，用不同曲線(B、C、D、E)來測量，并與化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以確定采用哪條曲線，而不用重新制作曲線。經(jīng)過幾個(gè)月運(yùn)作，效果良好，大大提高了工作效率，且不會(huì)因原料磨參數(shù)改變而影響熒光分析，增加了熒光分析儀的使用率。