铝土矿样品分解方法和分析测试技术研究进展(4)

熔融片法能够消除粒度效应和矿物效应，降低基体效应，测定精度和准确度更高，熔融片法制样还允许通过多个标准物质混合复配、在标准物质中加入纯氧化物等方法来扩展校准曲线的范围，在XRF分析中应用广泛[47]。采用熔融片法制样-XRF测定铝土矿，有两个问题得到了较多关注，即铝土矿的烧失量问题和校准样品的准备。铝土矿为含水矿物，一水型铝土矿Al2O3-H2O与三水型铝土矿Al2O3-3H2O烧失量差异较大，对主量元素的XRF测定会造成影响。消除方法是保证制备校准曲线的标准物质与待测样品烧失量基本相同，或者将标准物质和待测样品灼烧后再进行制备熔融片[48-49]。对于高铁高硫铝土矿，为了保护铂-金坩埚，可加入氧化剂或者灼烧后再熔片[50]。X射线荧光光谱法定量需要有一定含量范围和适当梯度的校准物质系列，现有铝土矿标准物质数量不足，可以通过现有标准物质间的复配、使用化学法定值的内控样等方法解决。针对高铁、高钛、高硫及中低品位的铝土矿样品[50-53]，可以在标准物质中加入铁矿石、光谱纯Fe2O3和TiO2试剂来拓展校准曲线的范围，也可以用纯氧化物配制标准系列。

相较于ICP-AES和ICP-MS，XRF避免了铝土矿样品的湿法分解。使用熔融片法制样测定主次量元素，准确度能媲美化学分析法，但由于熔剂的稀释作用使灵敏度降低，因此较少用于微量元素的测定。粉末压片法制样快速简便、绿色环保，能更大程度上发挥XRF的优势。但由于粒度效应、矿物效应的限制以及标准物质的缺乏，近年来应用于铝土矿测定的报道很少。样品粒度在200目(74μm)以下时，粒度效应、矿物效应主要对轻元素有影响，对重元素的测定影响不大，因此，可以用于铝土矿中Ga、Rb、Sr、Zr、Nb等微量元素的测定。

2.4 激光诱导击穿光谱法(LIBS)

激光诱导击穿光谱法是一种近年来发展起来的新型分析技术，具有检测速度快、无需复杂的样品前处理及多元素同时检测等特点，在冶金、材料、环境监测、岩石矿物和工业在线分析等领域的应用越来越广泛[54]。

与传统的光谱分析技术相比，LIBS技术样品处理简单，比较适合于铝土矿等湿法难分解样品的测定。Fahad等[55]采用粉末压片制备样品，不使用标准样品，使用元素含量与光谱线强度相关的玻尔兹曼方程自由定标法进行数据处理，LIBS测定铝土矿中的Si、Al、Fe、K、Ti和Ca，与粉末压片-XRF的测定数据基本吻合，方法虽简便快速，但基本为半定量分析。Aguilera等[56]采用硼酸盐熔融片法制备样品，仅使用由纯化合物配制的两个标准样品制备熔融玻璃片，LIBS测定包括铝土矿在内的岩石样品中的Si、Al、Ca、Mg、Fe、Ti等6种元素，对质量分数高于0.1%的元素，准确度较高，相对误差为1.9%～6.5%，但对低含量Ca、Mg的测定误差较大。Carvalho等[57]对粉末压片和硼酸盐熔融片法2种制样方法进行了对比，使用铝土矿标准物质绘制校准曲线，LIBS定量测定铝土矿中的Al、Fe、Si和Ti，发现压片法测定铝土矿标准物质的相对误差较大(19%～22%)，熔融片法的相对误差为1%～4%。由此可见，熔融片法进行样品制备，可以减小粒径影响和基质干扰，能获得更精密准确的结果，准确性与湿法分解的测定技术相当，能满足实验室检测的要求。

由于基体效应、自吸收效应、激光参数等因素的影响，目前粉末压片法-LIBS用于铝土矿快速测定的精密度和准确度不高。与传统实验室分析检测技术相比，LIBS的独特优势在于利用激光一步实现原位取样和光谱激发，现场、原位分析的优势明显，可进一步实现远距离实时在线检测，具有广阔的发展前景。

2.5 其他方法

针对铝土矿中的一些特定元素，多元素分析技术无法测定或检出限等不易达到要求，需采用其他灵敏度高、选择性强的分析方法。

S是铝土矿中的有害组分，不利于Al的冶炼回收。高频燃烧-红外吸收法允许固体进样，无需样品分解，具有分析速度快、准确度高、操作简便等优点，可用于铝土矿中C、S的测定。铝土矿中结合水含量较高，在高温下急剧释放易造成样品飞溅，产生的水蒸气会覆盖S的吸收线，还会与SO2等结合生产亚硫酸、硫酸，腐蚀过滤网；可以将样品在750℃灼烧20mim以消除结合水的影响。此外，由于铝土矿为低电磁感应样品，必须添加纯铁、钨锡等助熔剂，提高加热效果及SO2释放率[58-59]。

Hg是一种毒性很强的蓄积性重金属污染物，在铝土矿等金属矿石中广泛存在，冶炼过程中存在环境和健康风险。冷原子吸收光谱法(CV-AAS)测定Hg具有很高的灵敏度和选择性。文献[60]使用盐酸-硝酸-过氧化氢体系微波消解法处理样品，将离子汞用酸性SnCl2还原为元素Hg，产生Hg蒸气，建立了流动注射-冷原子吸收光谱法测定铝土矿和赤泥中Hg的方法，检出限分别为23ng/kg和17ng/kg。

文章来源：《测试技术学报》 网址: http://www.csjsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0119/469.html