X射線熒光光譜法測定銅礦石主次成分和鋁土礦的生物冶金研究

黎湘紅

云南省有色地質(zhì)局綜合經(jīng)營公司 云南省昆明 650051

摘要：X射線熒光光譜法是對物料進(jìn)行多元素的同時測定的一種通用測量方式，因為X射線熒光光譜法具有快速分析、準(zhǔn)確度高、無損壞、無污染等優(yōu)勢特點，獲得了眾多測量人員的認(rèn)可，因此被廣泛的應(yīng)用到各種物料的測量當(dāng)中。在銅礦石主次成分和鋁土礦的生物冶金經(jīng)常用到X射線熒光光譜法，基于此本文就以X射線熒光光譜法測定銅礦石主次成分和鋁土礦的生物冶金為研究論題，系統(tǒng)的進(jìn)行闡述和研究。

關(guān)鍵詞：X射線熒光光譜法；銅礦石主次成分；鋁土礦生物冶金

利用X射線熒光光譜法測定銅礦石的主次成分一直是銅礦石研究人員經(jīng)常使用的一直測定方式，隨著X射線熒光光譜法的廣泛運用，除了在銅礦石的主次成分測定運用外，X射線熒光光譜法還用于鋁土礦生物冶金當(dāng)中。此外，針對于不同物料的測定X射線熒光光譜法會采用的方式方法，從而增加測定物料的準(zhǔn)確度，給予測定人員更為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)信息。因此關(guān)于銅礦石主次成分以及鋁土礦的生物冶金的研究，還需要選擇恰當(dāng)?shù)腦射線熒光光譜分析方式進(jìn)行測定，才能得出更為準(zhǔn)確的成果。

一、X射線熒光光譜法

（一）X射線熒光光譜法的特點和應(yīng)用

現(xiàn)今社會X射線熒光光譜法在信息技術(shù)的支持下逐步的發(fā)展成一個完善的分析技術(shù)體系，在眾多的分析技術(shù)中可大致劃分為整體分析技術(shù)和顯微觀察、分析技術(shù)。在這眾多的分析技術(shù)中因其各自具有不同的特點，因此既可以單獨使用也可以結(jié)合運用，下表則是對這些就是特點和應(yīng)用的簡單介紹。

（二）X射線熒光光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域研究

X射線熒光光譜法測定各種物料的一種測量方法，也因為其測量準(zhǔn)確度高、無損壞和無污染的優(yōu)勢特點，獲得了眾多測量人員的認(rèn)可和使用。例如在地質(zhì)測量中因為X射線熒光光譜法能夠有效的分辨出化學(xué)性質(zhì)較為相似的Na和Ta以及Zr和Hf，能夠解決巖礦分析的不足，并且還具有較高的準(zhǔn)確度[1]。此外，X射線熒光光譜法應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛因此在測定不同的物料時其采用的測定技術(shù)也不同，這更加便于X射線熒光光譜法在諸多領(lǐng)域的靈活運用，并伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)扎X射線熒光光譜法還逐步的向環(huán)境、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域擴展，由此可見，今后X射線熒光光譜法的應(yīng)用會越來越廣泛，其在各個應(yīng)用領(lǐng)域中也會占據(jù)著更重要的位置[2]。

二、X射線熒光光譜法測定銅礦石主次成分

（一）銅礦原料的測定

銅礦石一種親硫元素，在自然界中主要是硫化物的狀態(tài)，要想形成銅礦石則需要進(jìn)行進(jìn)一步的氧化，使其形成氧化物然后在還原形成自然銅?，F(xiàn)今世界，隨著地質(zhì)探測人員對銅礦物的研究和調(diào)查一共發(fā)現(xiàn)了250多種含銅礦物。這位今后銅礦石的測定和成分研究提供可豐富的測量物料，但與此同時不同的銅礦物因為所含成分之間的細(xì)微差距也加大了測定成分的難度，直到X射線熒光光譜法的出現(xiàn)才對銅礦石有一個較為全面的成分測定分析。然而，銅礦原料所含元素較多有Cu、Ag、Zn、Ca、Na等幾十種元素，給X射線熒光光譜法的分析測定帶來了很大的困難。

（二）銅礦石中各種主次量元素的分析研究

在《銅精礦化學(xué)分析方法》中曾用原子熒光光譜法檢測砷、銻和鉍而在鋅和鉛的檢測上則是采用滴定檢測的方式，除了以上兩種檢測方式外還有燃燒滴定法、電極電位法、冷原子光譜吸收法等眾多檢測方式，從而測定銅礦中含有的各種元素成分。但在這眾多的檢測中還是不能準(zhǔn)確的確定銅礦石的主要成分，而且這些檢測方法的分析較為繁瑣和復(fù)雜，既耽誤研究人員的時間又不能得到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。隨著X射線熒光光譜法的出現(xiàn)，它能不受銅礦石各種主次成分的外在干擾，還能滿足當(dāng)前勘測人員對銅礦石的勘測要求且能夠處理分析過程中產(chǎn)生的三廢種類，也就逐步的替代了其他的檢測方法，逐漸的成為銅礦石各種主次量元素成分分析的主要檢測方法[3]。

（三）X射線熒光光譜法分析銅礦石中主次成分的原理

波長色散X射線熒光光譜法的分析原理為以一定能量的電子、光子、原子或是離子轟擊要檢測的銅礦石樣品，并且將礦石內(nèi)殼中的電子擊出，從而產(chǎn)生電子空位，其外殼的電子則是向內(nèi)殼層邁進(jìn)在填補內(nèi)殼層電子空位的同時釋放能量，該躍遷產(chǎn)生的能量會以特征X射線的形式釋放或是轉(zhuǎn)移到另一個電子軌道成為俄歇電子。利用X射線熒光光譜法就能檢測出X射線存在的痕跡，也就能確定銅礦石中各個主次成分的元素種類和元素含量。

此外，隨著當(dāng)下信息技術(shù)的發(fā)展，X射線熒光光譜法也得到不斷的更新和完善，從而具有了更高的檢測水準(zhǔn)而且還能實現(xiàn)智能化的自主檢測，大大的減少了銅礦石主次成分檢測人員的工作量，也節(jié)省了檢測時間。此外，銅礦石含有很多共生或是伴生成分，所以內(nèi)部的元素種類繁多，并且檢測中干擾嚴(yán)重，為了對其有一個更加深入化的探析，還需要采用波長色散X射線熒光光譜法對其進(jìn)行深入的檢測。在X射線熒光光譜法的光譜分析中，主要運用以下兩種方式對銅礦石的樣品成分進(jìn)行檢測。

1.熔融法

熔融法是一種較為常見的制樣方法，它能消除顆粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)對檢測的影響。因為銅礦石有著非常繁多的種類以及復(fù)雜的生產(chǎn)工藝致使銅礦石的結(jié)構(gòu)和力度出現(xiàn)了顯著的差異，通過對銅礦石樣品的高溫熔融銅礦石樣品就會變成非晶態(tài)共熔體也就消除了銅礦石的粒度效應(yīng)以及礦物反應(yīng)。

2.粉末壓片法

相較于熔融法粉末壓片法具有簡單、快速、經(jīng)濟的顯著優(yōu)勢，但是粉末壓片法的分析工作量較為繁重，但對分析精度的要求不太高，經(jīng)常用于痕量元素的分析。對低量元素來講，在檢察分析當(dāng)中使用粉末壓片法不僅能提高高峰背比值，還能降低元素的檢出限，因此在低量元素的檢測中，粉末壓片法是一個比較不錯的選擇。

三、鋁土礦生物冶金研究

我國鋁土礦資源是水硬鋁石型，本身的含鋁、硅元素較高但是比較難容，因此為了確定純度較高的鋁土礦生物冶金都是采用燒結(jié)法和混聯(lián)法。由于這兩種方式的操作工藝較為復(fù)雜需要大量的鋁土礦資源，因此在原材料的成本耗費上較高，但在這一方面國外的冶煉技術(shù)較為發(fā)到，需要的鋁土礦資源較少，需要我國積極的學(xué)習(xí)國外現(xiàn)今的冶煉技術(shù)和經(jīng)驗。

（一）鋁土礦生物冶金技術(shù)的脫硅技術(shù)

在鋁土礦物中硅的含量較高，因此要想得到純度較高的鋁土礦就需要采用脫硅技術(shù)。下面就對鋁土礦生物冶金的脫硅技術(shù)進(jìn)行簡單的概述。

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