X射線熒光光譜法測定巖石中鈾和釷

1、X射線熒光光譜法測定巖石中鈾和釷逯克思（青海省核工業(yè)地質(zhì)局，青海 西寧 810000）摘要：青海省柴達(dá)木地區(qū)分布著尋找砂巖型、花崗巖型等鈾礦的有利地區(qū)，是以往鈾礦地質(zhì)工作的重點(diǎn)區(qū)域。本文著重闡述柴達(dá)木地區(qū)巖石中金鈾和釷測定。關(guān)鍵詞：X射線；熒光光譜；定量；鈾；釷X射線光譜法，是指樣品被X射線輻照，其原子被激發(fā)，而射出特征的X射線，這些特征的X射線的能量隨元素的不同而變更，這就構(gòu)成了定性分析的基礎(chǔ)。優(yōu)越之處在于光譜簡單，譜線數(shù)目和相對強(qiáng)度與激發(fā)狀態(tài)無關(guān)，與被分析物的化學(xué)狀態(tài)基本無關(guān)，屬非破壞性方法，所以在定性、定量與結(jié)構(gòu)分析中廣泛應(yīng)用。青海柴達(dá)木地區(qū)分布著尋找砂巖型、花崗巖型等鈾礦的有利地區(qū)，2

2、009年青海省某局開展對柴達(dá)木盆地某地區(qū)的鈾資源調(diào)查工作。本文著重闡述青海省柴達(dá)木盆地某地區(qū)花崗巖中鈾、釷的測定。1基本原理當(dāng)來自光源的X射線光子，使樣品內(nèi)層的電子受到激發(fā)，而留下空穴，外層電子立即躍入空穴，其多余的能量以X射線熒光的形式釋放出來，此熒光輻射的波長，比入射輻射的波長更長，由于熒光波長與被激發(fā)元素的性質(zhì)有關(guān)，因此利用熒光波長可以鑒別元素；測量熒光的強(qiáng)度可以進(jìn)行元素的定量分析，與紫外可見區(qū)的熒光輻射一樣，熒光強(qiáng)度與產(chǎn)生熒光的物質(zhì)濃度成比例。樣品中除被測物之外的其他物質(zhì)，使熒光強(qiáng)度發(fā)生變化的效應(yīng)稱為基體效應(yīng)；基體既可以吸收入射輻射，又可以吸收熒光，基體效應(yīng)是X射線熒光定量分析中的主要

3、誤差來源，應(yīng)加以校正。X射線光譜法在鈾的分析中占有重要的位置，X射線熒光分析的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，已被定為國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)分析方法之一。2方法提要樣品用壓片機(jī)制成樣片后，可直接在X射線熒光光譜儀上測量，由計(jì)算機(jī)自動計(jì)算結(jié)果。 3儀器設(shè)備及試劑 31X射線熒光光譜儀。32壓片機(jī) 最大工作壓力1000 kN。 33紅外燈。34低壓聚乙烯（化學(xué)純）。35聚乙烯醇水溶液 P（聚乙烯醇）= 40 g/L。 4測定步驟 4l樣品制備稱取2g試樣于瓷坩堝中，滴加2滴聚乙烯醇水溶液(3.5)和15 mL去離子水，攪拌均勻，置于紅外燈下烘干后，以低壓聚乙烯做背襯，用壓片機(jī)在20 t壓力下保持60 s，壓成直徑4

4、0 mm，內(nèi)徑32 mm的樣片。 42樣品測定421選用W靶或Rh靶做X射線激發(fā)光源，電壓60 kV，電流40 mA，真空光路，LiF200晶體，光欄為35 mm，細(xì)準(zhǔn)直器，氣流(90%Ar+10%CH4)為1 L/h相對測量方式。 422元素測量條件選擇見表61。表61 元素測量條件423儀器漂移校正為了準(zhǔn)確測量，首先要用純物質(zhì)樣片放人樣品室校準(zhǔn)元素的峰值角度，然后測量監(jiān)控樣品中各元素的強(qiáng)度，兩次測量的相對誤差小于1%，表明儀器已穩(wěn)定，可進(jìn)行樣品測量。424背景校正采用一點(diǎn)或兩點(diǎn)扣背景。計(jì)算公式如下： 一點(diǎn)法扣背景公式I n = I p Ib （1）式中：I n扣除背景的分析線強(qiáng)度；I p峰

5、值強(qiáng)度；Ib背景強(qiáng)度。兩點(diǎn)法扣背景公式I n = I p 0.5 I a 0. 5 I b （2）式中：I n扣除背景的分析線強(qiáng)度；I p峰值強(qiáng)度；I a背景點(diǎn)a處背景強(qiáng)度I b背景點(diǎn)b處背景強(qiáng)度。425譜線重疊校正，譜線重疊校正方程如下：I i = I i-KijIj(i = 1,2) (3)式中：I i 為元素i的凈強(qiáng)度（即扣過背景又扣過譜線重疊）；I i為元素i的粗強(qiáng)度（只扣過背景未扣譜線重疊）； Kij為干擾元素j對元素i的重疊干擾系數(shù)；Ij為干擾元素j的粗強(qiáng)度。各元素的譜線干擾系數(shù)：在以Rn靶做X射線光源時，銣的RbKa線對ULaI線有干擾,干擾系數(shù)為0.0182，Pb對Th有干擾，

6、干擾系數(shù)為0.009。在以W靶做X射線光源時，RbKa線對ULaI線有干擾，干擾系數(shù)為0.0164。鉛(Pb)對釷(Th)的干擾系數(shù)為0.005。426校準(zhǔn)與校正鈾、釷基體效應(yīng)校正則以凈強(qiáng)度與RnKo(WLa)線康普頓散射強(qiáng)度之比值（R i）與推薦回歸分析進(jìn)行校準(zhǔn)。計(jì)算公式如下：Ci = D i + E i R i (4)式中：Ci巖石中鈾或釷的含量，g/g；E i回歸工作曲線的斜率；D i回歸工作曲線的截距；R i鈾、釷的凈強(qiáng)度與RhKa(WLa)線康普頓散射強(qiáng)度之比值。427測量手續(xù)先輸入分析元素鈾、釷的測量條件，譜線的干擾系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)樣品中鈾、釷的含量。測量標(biāo)準(zhǔn)化樣品，然后進(jìn)行回歸分析，再

7、測量待測樣品。5分析結(jié)果的計(jì)算測得試樣中鈾、釷的強(qiáng)度，由計(jì)算機(jī)軟件按公式(4)計(jì)算含量，并自動打印出分析結(jié)果。6方法注釋6l本法適用于巖石樣品中鈾和釷的測定，也適用于黏土、土壤及水系沉積物中鈾和釷的測定。62方法精密度見表62。表62 方法精密度表7、結(jié)論本方法不僅適用于微量組分的測定，也適用于高至90%左右高含量組分的測定。在采礦和冶金工業(yè)中可用于分析礦石、礦渣、巖心中各種元素的含量，在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)ξ⒘克氐臏y定也有應(yīng)用。但X射線光譜法在痕量分析中很難用于檢測低于0.01%的元素，為了獲得較高的精密度，一般只用于測定濃度在0.1%以上的元素。筆者的工作得到了 青海省格爾木市某地區(qū)鈾礦普查項(xiàng)

8、目組的大力幫助和支持，在此表示衷心感謝 !參考文獻(xiàn) 1 宋金如鈾礦石的化學(xué)分析 M北京：原子能出版社，2006 2 孫嘉彥鈾釷礦石的化學(xué)分析 M北京：原子能出版社，19863鈾礦地質(zhì)分析測試規(guī)程S北京：北京鈾礦地質(zhì)研究院，20014中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ130.1- 130.13- 94，地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測試質(zhì)量管理規(guī)范S西安： 西安交通大學(xué)出版社，19945葉家瑜， 江寶林區(qū)域地球化學(xué)勘查樣品分析方法 M北京：地質(zhì)出版社，2004 6方慧群，于俊生，史堅(jiān)儀器分析M北京：科技出版社，2003X-ray fluorescence spectrometry of uraniumand t

9、horium in rocksLu Marx(Nuclear Industry Geological Bureau of Qinghai Province, Xining 810000)Abstract: The geographical distribution of the Qaidam Qinghai Province to find sandstone, granite-type, outside the contact zone of granite-type uranium deposits such as the favorable areas, the previous uranium geology of the key areas of work. This paper focuses on Southern Qinghai Province determination of gold in r