化學(xué)分析是測定單礦物的一種比較重要的分析方法行業內卷,但樣品需破碎追求卓越、淘洗逐漸完善、磁選、人工鏡下挑選合理需求、研磨是目前主流、溶礦(酸溶或堿熔)、檢測等分析流程高質量,效率極其低下鍛造。
銅礦物在自然界存在形式多樣,有原生帶次生富集帶和氧化帶等持續創新,共生礦物和伴生礦物眾多,各類礦物均存在類質(zhì)同象(例如黝銅礦和砷黝銅礦)或者鏡下光學(xué)特征相似(例如磁黃鐵礦和方黃銅礦)的現(xiàn)象空白區,傳統(tǒng)的巖礦鑒定方法利用偏光協調機製、反光顯微鏡或?qū)嶓w顯微鏡等設(shè)備難以鑒別,對于此類礦物的鑒別需要借助化學(xué)分析方法或微區(qū)分析技術(shù)形勢。
微區(qū)分析技術(shù)(電子探針實踐者、同步輻射、全反射微區(qū)分析)已在地質(zhì)數據、環(huán)境、考古和材料科學(xué)等領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。在半導(dǎo)體材料方面激發創作,微探針和同步輻射技術(shù)為摻雜元素的行為研究提供 了新的方法:在考古方面應(yīng)用微區(qū)能量色散x射線熒光元索成像法測定陶瓷中重金屬元素標準;在地質(zhì)學(xué)方面培養,應(yīng)用x射線熒光光譜(XRF)微區(qū)分析技術(shù)分析隕石應用的選擇;應(yīng)用微束X射線熒光微區(qū)測定了鈾礦石自然條件;應(yīng)用微束微區(qū)X熒光探針分析儀檢測心礦石內(nèi)的礦物顆粒互動互補。
研究內(nèi)容既有定性描述(繪制待測組分測區(qū)分布圖),也有定量分析。但所用分析儀器價格昂貴方便,普及率不高,制樣復(fù)雜(電子探針、同步輻射)服務體系,或者分辨率不高(微束X射線分析儀、全反射X射線光譜儀),譜線重疊嚴(yán)重等問題難以滿足巖礦鑒定的實際需要發展需要。
帶微區(qū)分析功能的波長色散X射線熒光光譜儀(WDXRF)具有價格相對便宜效率和安、穩(wěn)定性好更為一致,分析速度快影響、分辨率高等優(yōu)點發力,測區(qū)面積可根據(jù)需要鑒定礦物的大小進(jìn)行調(diào)整薄弱點,實現(xiàn)原位分析。
可以應(yīng)用該技術(shù)測定薄膜里的元素分布情況以及鑒定鉛鋅礦石和鎢礦石規劃。本文通過研究待鑒定礦物的測量條件(分析線性能、能量窗口)的方法,測量方式(濾光片樣品自旋)和干擾校正模型(重疊干擾基體效應(yīng)),建立了銅礦石類質(zhì)同象物相的鑒定方法重要作用,獲取了礦物的微區(qū)原位化學(xué)成分進展情況、含量及元素賦存狀態(tài)特征。該方法為銅礦物的鑒定工作提供了一種快速便捷的手段,研究進展,而且為礦產(chǎn)綜合利用工作提供了極有價值的信息。
1.實驗部分
1.1測量儀器
日本理學(xué)波長色散X射線熒光光譜儀 ZSX Primus III+
1.2樣品制備
將待鑒定的礦物標(biāo)本進(jìn)行切割(盡量選擇礦物富集的部位,切下來的巖片如有孔洞或疏松需注膠),平面處理(粗磨、細(xì)磨和精磨)完成的事情,拋光(選用三氧化二鉻拋光劑)經驗分享,制備成35 mmx35 mm的光片廣度和深度。
1.3標(biāo)準(zhǔn)樣品和分析元素
銅礦物有自然銅、黃銅礦 、輝銅礦、斑銅礦自動化方案、黝銅礦醒悟、砷黝銅礦也逐步提升、黑銅礦特點、赤銅礦多種場景、車輪礦、磷銅礦核心技術體系、銅藍(lán)、透視石綠松石等礦物持續發展。其中的主元素有銅必然趨勢、鐵、硫創造性、砷發展的關鍵、銻、鉛規模設備、鋁真諦所在、硅、磷等競爭力,伴生元素有金充分、銀、鋅集聚、鈷競爭力、鎳、鉍狀況、汞機製性梗阻、硒建強保護、碲、鈣生產效率、鎂等使命責任。
1.4測量條件優(yōu)化
礦物標(biāo)本與普通地質(zhì)樣品有所不同,地質(zhì)樣品中的痕量元素在礦物標(biāo)本中可能是主元素使用,分析線和PH的選擇一定要在時物標(biāo)本的掃描圖上選擇合規意識,盡管XRF的諧線簡單,重疊干擾少有效性,但主元索的重疊干擾依然存在創新內容,如As Ka(2 =34.00°)與Pb Lα(2θ =33.93°)的干擾,在選擇分析譜線時盡可能規(guī)避這種受干擾嚴(yán)重的譜線廣泛關註,選擇不受譜線重疊干擾或重疊干擾程度小的分析線Pb LB1(2 θ= 28.26°)善於監督。
需要注意的是,主元素的高次線干擾通過PHA的設(shè)定不一定能夠全部去除就能壓製,回歸校準(zhǔn)曲線時仍需考慮其干擾影響更合理。
1.5測量方式優(yōu)化
2θ角在11° ~ 18°區(qū)域內(nèi),由于受到靶線(Rh)相干散射和非相干散射的影響更優美,背景強(qiáng)度較大各方面。選擇Zr濾光片可顯著降低背景強(qiáng)度,減弱靶線的影響成效與經驗,從而提高Ag等元素的檢出率善謀新篇。
樣品旋轉(zhuǎn)對譜峰平滑度影響較大,掃描的譜峰為鋸齒狀(圖1)便利性,給伴生元素的甄別帶來困難方法,因此選擇樣品不旋轉(zhuǎn)的測量方式。通過試驗確定的檢測元素(主元素及主要伴生元素)提供有力支撐、測量方式等測量條件見表1切實把製度。
表1 分析元素X射線熒光光譜測量條件
注:PHA為脈沖高度分析器,準(zhǔn)直器選用S4
圖1 樣品旋轉(zhuǎn)與否測量的熒光譜圖比較
2.X射線微區(qū)分析干擾校正及技術(shù)指標(biāo)
2.1譜線干擾及基體校正
分析軟件提供了基體校正和譜線重疊校正公式最深厚的底氣。其數(shù)學(xué)模型為:
式中:Wi---標(biāo)準(zhǔn)樣品中分析元索i的物薦值或未知樣品中分析元素i校正后的含量協同控製;
Wj----共存元素j的含量或熒光強(qiáng)度振奮起來;
Ki品質、Ci---常數(shù);
Ii----分析元素i的強(qiáng)度深入各系統;
B解決問題、C、D----校準(zhǔn)曲線常數(shù)作用;
aij----共存元素j對分析元素i的吸收----增強(qiáng)校正系數(shù)相互配合;
βij----共存元素j對分析元素i的重疊校正系數(shù)慢體驗。
譜線重疊干擾有一次線請線重疊干擾和高次線譜線重疊干擾。
一次線譜線重疊干擾又分為同線系譜線重疊干擾(例如Fe Kβ對Co Ka的干擾智能化,Ag Ka對Cd Ka的干擾)和不同線系譜線重疊干擾(例如PbMa對S Ka的干擾)科技實力。一次線重疊干擾無法避免,對測定結(jié)果的影響較大建設,只能采用譜線重疊干擾校正予以扣除在此基礎上。
高次線譜線重疊干擾,例如Pb Lβ對Fe Ka的干擾前來體驗。Cu Ka對P Ka的干擾一般通過PHA窗口的調(diào)節(jié)加以消除自主研發。但當(dāng)干擾元素的含量很高時,高次線重疊干擾存在的可能性仍然較大更加廣闊,在進(jìn)行譜線重疊校正時也必須認(rèn)真加以考慮損耗。
基體效應(yīng)包括吸收效應(yīng)和增強(qiáng)效應(yīng),由于經(jīng)驗系數(shù)法沒有考慮強(qiáng)度與含量間的物理模型非常完善,該校正法對各種類型的分析對象都有很好的適應(yīng)性性能穩定,不僅可以校正元素間的吸收一增強(qiáng)效應(yīng),還可以對礦物效應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的修正作用。在回歸校準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)系數(shù)時工藝技術,同時對基體效應(yīng)、礦物效應(yīng)和諧線重疊校正系數(shù)進(jìn)行計算規模。
2.2方法精密度
按表1的測量條件對某黃銅礦標(biāo)本連續(xù)測定12次,元素S近年來、Fe 、Cu的測定平均值分別為33.98%發展目標奮鬥、30.16%技術先進、34.47%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為0.7%延伸、0.9%認為、0.2%,滿足了地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范(DZ/T 0130.9----2006)的監(jiān)控要求新趨勢,表明測量的精密度較好反應能力。
2.3方法準(zhǔn)確度
按表1的測量條件對某黃銅礦標(biāo)本連續(xù)測定12次,元素S學習、Fe結構重塑、Cu的測定平均值分別為33.98%、30.16%應用優勢、34.47%高質量發展,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為驗證本法的可靠性,對銅礦物的原生帶高效節能、次生富集帶影響力範圍、氧化帶3件標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行單次測定大局。標(biāo)準(zhǔn)樣品中各待測元素的測量結(jié)果與推薦值之間的相對差均小于6%(表2),說明方法的準(zhǔn)確度較高邁出了重要的一步,可以滿足實際樣品的檢測需求有序推進。
3. X射線熒光光譜微區(qū)分析技術(shù)在銅礦物鑒定中的應(yīng)用
3.1磁黃鐵礦與方黃銅礦的鑒定
某礦物標(biāo)本A目標(biāo)區(qū)(圖2銅分布分析圖黑色部分)采用傳統(tǒng)巖礦鑒定方法給出的結(jié)論是磁黃鐵礦或方黃銅礦(光學(xué)顯微鏡下光學(xué)特征相似),不能確定是哪一種礦物需求。利用本法的定性分析模型掃描礦物標(biāo)本,結(jié)果顯示Cu道路、Fe、S的譜峰強(qiáng)度異常(圖2)真諦所在,說明標(biāo)本中確實存在銅礦物或鐵礦物指導。
元素分布分析(圖2)顯示,目標(biāo)區(qū)內(nèi)銅黃色部分(圖2銅分布分析圖黑色部分)的Fe充分、S的異常分布高度一致進一步完善,Cu 的異常分布在右下角,表明目標(biāo)區(qū)礦物是磁黃鐵礦而非方黃銅礦關註度。
圖2 銅礦物標(biāo)本A元素的分布分析二維圖像和定性掃描圖譜
3.2黝銅礦與含銀砷黝銅礦的鑒定
另一黝銅礦(Cu12Sb4S13)標(biāo)本B橫向協同,由于其化學(xué)組成中類質(zhì)同象替代現(xiàn)象非常廣泛,除了Sb與As形成*類質(zhì)同象,Ag 敢於挑戰、Zn 不斷創新、Fe等還可有限替代Cu,它們在光學(xué)顯微鏡下的光學(xué)特征極其相似提供了遵循,傳統(tǒng)巖礦鑒定方法很難鑒別區(qū)分出黝銅礦參與水平、砷黝銅礦、含銀黝銅礦等服務效率,僅能籠統(tǒng)地給出黝銅礦的結(jié)論明確相關要求。
本法的標(biāo)本定性掃描圖(圖3)顯示,除S統籌發展、Cu深化涉外、Sb的譜峰強(qiáng)度異常外,Pb生產製造、Zn開展試點、Cd、Ag也有異常譜峰出現(xiàn)共同,說明標(biāo)本中不僅存在黝銅礦推進一步,還存在鉛礦物和鋅礦物。
元素分布分析圖(圖3)顯示強大的功能,標(biāo)本目標(biāo)區(qū)內(nèi)鋼灰色部分(元素分布分析圖顯示部分)的Cu實際需求、Sb解決方案、Ag優勢、Fe善謀新篇、S分布的異常區(qū)域高度-致(S 至高含量分布與其他元索不一致是由于閃鋅礦存在造成的,因為閃鋅礦的硫含量遠(yuǎn)高于黝銅礦的硫含量)便利性。表明黝銅礦中含有Ag方法、Fe。微區(qū)定量分析(圖3銻分布分析1處)各元索的含量結(jié)果(%))為:Cu 38.24提供有力支撐,Sb21. 48.切實把製度,S24.12,Zn6.31自行開發,As5.15進行部署,Ag1.95,F(xiàn)e1.46自動化裝置;
物質(zhì)的量為:(Cu+Fe+Zn) 0.725示範,(Sb+As)0. 245,S 0.75有很大提升空間;配位數(shù)為:(Cu+Fe+Zn)2.95運行好,(Sb+As)1,S 3.06可能性更大。測量結(jié)果與黝銅礦(Cu12Sb4S13)成分理論值(Cu45.77% 部署安排,Sb 29.22% ,S 25.00%)比較接近技術,其中8%左右的Cu被Zn推廣開來、Fe替,5%左右的Sb被As替代相對較高,該礦物定名為含銀砷黝銅礦重要的。
圖3二維圖像左上角檢測點(硫分布分析圖3b處)進(jìn)行微區(qū)定量檢測,測定結(jié)果為:Zn 65. 22% 姿勢,S 31. 39% 相互融合;物質(zhì)的量為:Zn 1. 00,S 0.98 綠色化;配位數(shù)為:Zn 1.02不同需求,S 1。測定結(jié)果與閃鋅礦(ZnS)成分理論值((Zn 67. 10%保持穩定,S32. 90%) 非常接近,定名為閃鋅礦總之。同時解釋了譜線圖上Cd異常的原因(Cd為閃鋅礦伴生元素)。
圖3 銅礦物標(biāo)本B元素的分布分析二維圖像和定性掃描圖譜
4.結(jié)語
通過研究X射線熒光光譜微區(qū)分析的測量方式支撐作用、譜線重疊干擾研學體驗、基體效應(yīng)和礦物效應(yīng)等測量條件,建立了以X射線熒光光譜微區(qū)分析為主的銅礦物鑒定方法最為突出,解決了互為類質(zhì)同象礦物(銀砷黝銅礦與黝銅礦)以及其他光學(xué)特征相似的礦物(磁黃鐵礦與方黃銅礦)在光學(xué)顯微鏡下難以鑒定的難題落實落細。
該方法在礦產(chǎn)勘查相結合、礦床地質(zhì)研究、礦物工藝學(xué)研究製高點項目、礦產(chǎn)綜合利用和新礦物的綜合研究等方面具有廣闊的應(yīng)用前景為產業發展。
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