粉末壓樣制樣技術(shù)

一、樣品（簡稱標(biāo)樣）的配制

X射線熒光分析與化學(xué)分析不同，熒光分析儀是一種相對(duì)測量儀器，它是通過測量一定數(shù)量已知結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)樣品，建立相應(yīng)的正確的數(shù)學(xué)模型后，才能得到準(zhǔn)確的測量。也就是說：要達(dá)到好的測量效果，一組好標(biāo)樣與一臺(tái)好儀器同樣重要。好儀器由我公司提供，好標(biāo)樣得由用戶化驗(yàn)室提供。好標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)是：有代表性，有一定的跨度范圍，有準(zhǔn)確的化學(xué)分析結(jié)果。具體要求如下：

l 數(shù)量：標(biāo)準(zhǔn)樣品10-15個(gè)，每個(gè)標(biāo)樣50-100g。

l 代表性：能代表本廠實(shí)際生產(chǎn)的樣品，是從實(shí)際生產(chǎn)線中留取的瞬時(shí)樣品。盡量減少人為配制標(biāo)樣，因?yàn)槿藶榕渲茦?biāo)樣的同時(shí)會(huì)帶進(jìn)人為的因素。不要用國家標(biāo)樣，因?yàn)楦鱾€(gè)廠家原材料不同，配方不同，會(huì)得出不同的數(shù)學(xué)模型。

l 化學(xué)成份的跨度范圍：

系列標(biāo)樣中各主要成份應(yīng)覆蓋正常情況下實(shí)際生產(chǎn)中各主要成份的變化范圍，各主要成份的含量應(yīng)拉開一定的距離且分布應(yīng)均勻。以水泥廠生料樣品為例：正常生產(chǎn)中，生料（白生料）中CaO的目標(biāo)值若為42%，則在制備系列標(biāo)樣時(shí)，為了使CaO的含量拉開一定距離，CaO含量的低值應(yīng)定為39% 左右，CaO含量的最高值應(yīng)為45% 左右；為使CaO含量均勻分布，系列標(biāo)樣中CaO含量應(yīng)大致定為39%（低值）、40%（次低值）、41%、42%、43%、44%（次高值）、45%（最高值）左右；CaO含量在正常范圍內(nèi)（41%-43%）的標(biāo)樣可多制備幾個(gè)。參見表1：

表1為一組白生料標(biāo)樣，各主要成分的目標(biāo)值分別為：

Al2O3：3.1%, SiO2: 13.00%, CaO: 41.50%, Fe2O3: 3.50%

我們從表1中看出：各主要成份的含量都拉開了一定的距離，并且各含量的分布均勻，一般Al的跨度范圍（最大值減最小值）為：2.5% 左右，Si的跨度范圍為：4%-6% 左右，Ca的跨度范圍為：4%-6% 左右，F(xiàn)e的跨度范圍為：3% 左右。表１中，Al、Si之間，Si、Ca之間，Ca、Fe之間沒有任何人為的規(guī)律性。

表1.白生料標(biāo)樣結(jié)果

一般，系列標(biāo)樣中對(duì)于含量為40%、50%、60%、70%、80%左右的元素（或其氧化物），其跨度范圍（最大值減最小值）應(yīng)為：5%-10%左右；含量為10%、20%、30%左右的元素，其跨度范圍（最大值減最小值）應(yīng)為：4%-8%左右；含量為1%-10%左右的元素，其跨度范圍（最大值減最小值）應(yīng)為：3%-5%左右。即：含量較高的元素，跨度范圍應(yīng)相應(yīng)增大；含量較小的元素，跨度范圍應(yīng)相應(yīng)減小。

l        系列標(biāo)樣里高低樣的制備：

系列標(biāo)樣中，對(duì)于目標(biāo)值附近的樣品，直接從生產(chǎn)線上留??；而對(duì)于系列標(biāo)樣中的高低樣品，一般很難從正常生產(chǎn)中的生產(chǎn)線上取出，這種情況下，我們只好人為配制高低樣品。仍以表1中的白生料為例，正常生產(chǎn)時(shí)白生料CaO的含量一般控制在41.0%-42.0%左右，要達(dá)到45%的高CaO含量，我們?cè)诹羧〉恼Ｉa(chǎn)樣中，按一定比例添加少量石灰石原料，以使CaO含量升高、同時(shí)使Al2O3、SiO2、Fe2O3含量降低，可達(dá)到高CaO、低SiO2、低Fe2O3的目的。同理，可制備出高SiO3、高Fe2O3標(biāo)樣。CaO含量在正常范圍內(nèi)（40.0%-43.0%左右）的樣品必須從生產(chǎn)線上留取，不可人為配制！

注意：應(yīng)盡量減少人為配制標(biāo)樣。當(dāng)需要人為配制標(biāo)樣時(shí)，應(yīng)采用在大量的實(shí)際生產(chǎn)樣中添加少量原材料的方法，而且所添加的原材料必須是實(shí)際生產(chǎn)中所使用的同種原料。不要用同一結(jié)果的實(shí)際生產(chǎn)樣去配制若干個(gè)標(biāo)樣（一個(gè)生產(chǎn)樣最多只能配制一個(gè)人工標(biāo)樣），以減少人為的規(guī)律性。

l        混料：

當(dāng)人為配制標(biāo)樣后，必須充分混合均勻。我們發(fā)現(xiàn)：許多廠家在混料方面都做得不夠好。在樣品本身不均勻的情況下就進(jìn)行化學(xué)全分析和儀器測量，即使是同一種樣品，化學(xué)分析時(shí)所取的樣與儀器測量時(shí)所取的樣很可能不一致，這樣必將導(dǎo)致儀器測量值與化學(xué)分析值之間存在很大的誤差，直接影響儀器測量的準(zhǔn)確性?；炝鲜且粋€(gè)比較枯燥但又十分關(guān)鍵的工作，混料是否均勻?qū)竺娴墓ぷ髦陵P(guān)重要。如果這一環(huán)節(jié)做得不好，那么下面的工作即使做得再嚴(yán)格、再細(xì)致，也無濟(jì)于事?；炝弦?封閉的環(huán)境下進(jìn)行，以減少輕基體元素含量的損失，避免造成標(biāo)樣與待測生產(chǎn)樣品不一致。一般人工混合一個(gè)樣品至少要15-30分鐘。

l        化學(xué)分析：

熒光分析儀是以化學(xué)分析為基礎(chǔ)的，如果化學(xué)分析本身不很準(zhǔn)確，將來做出的數(shù)學(xué)模型誤差就會(huì)很大甚至不能用。所以，為使化學(xué)分析結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)由至少兩名優(yōu)秀分析人員各自做全分析，其分析結(jié)果誤差在GB/T176-1996允許誤差范圍內(nèi)時(shí)取其平均值作為最終結(jié)果。超差時(shí)應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)、刪除錯(cuò)誤值。分析過程中必須避免兩人互相對(duì)比、修改分析結(jié)果。

l 保存：系列標(biāo)樣配制好后，用磨口玻璃瓶密封保存，貼上標(biāo)簽，注明編號(hào)、日期，以備長期使用。

二． 標(biāo)準(zhǔn)樣品及待測樣品的成型

用X射線熒光儀精確分析礦物樣品需要適當(dāng)?shù)臉悠分苽洌核袠悠方?jīng)粗磨后還必須進(jìn)一步細(xì)磨，在30MPa 壓力下加壓成型，以減小顆粒效應(yīng)、礦物效應(yīng)、元素間吸收-增強(qiáng)效應(yīng)。

l 細(xì)磨

白生料：稱量30g樣品（精確到0.05g），0.2g硬脂酸（精確到0.0001g）（助磨劑，以防止細(xì)磨過程中結(jié)塊，提高研磨效率），放入振動(dòng)磨中，細(xì)磨2分鐘。

熟料：稱量30g樣品（精確到0.05g），放入振動(dòng)磨中，往磨中加10滴乙醇，細(xì)磨2分鐘。

石膏、鐵粉：稱量30g樣品（精確到0.05g），1g硬脂酸（精確到0.0001g），放入振動(dòng)磨中，細(xì)磨3分鐘。

砂巖、頁巖、粉煤灰：稱量20g樣品（精確到0.05g），2g硬脂酸（精確到0.0001g），放入振動(dòng)磨中，細(xì)磨1分鐘。

上述細(xì)磨時(shí)間僅供參考。用戶應(yīng)該根據(jù)本廠振動(dòng)磨的研磨效率，通過實(shí)驗(yàn)來確定最佳研磨時(shí)間。一般可用一參考樣品，不斷增加對(duì)它的研磨時(shí)間，同時(shí)測量其特征X射線強(qiáng)度，直至測得的強(qiáng)度不再升高（或降低）趨于恒值為止。注意：在細(xì)磨每個(gè)樣品前，必須將振動(dòng)磨的料缽清洗干凈。細(xì)磨后的樣品，放入小磨口瓶中保存，貼上標(biāo)簽，注明樣品編號(hào)、日期。

助磨劑系分散劑，細(xì)磨時(shí)可防止結(jié)塊，提高研磨效率，降低電耗。助磨劑種類較多，如硬脂酸、甘油、乙醇、丙醇、異丙醇、三乙醇胺、尿素等。標(biāo)樣和待測樣必須使用同一種助磨劑，更換助磨劑種類時(shí)應(yīng)重新制備標(biāo)樣細(xì)粉，重新壓片后制作工作區(qū)。

l        壓片

1. 磨具底座的上表面與模具套、隔套的內(nèi)外表面擦拭干凈，確保上面沒有殘留的樣品和硼酸，并按（圖1）組裝好模具。

2. 稱量7g（精確到0.05g）研磨均勻的樣品，倒入隔套的中間，并用整平桿把樣品攤均勻。

3. 稱量7g（精確到0.05g）的硼酸，并將其中的1/2均勻地倒入模具套與隔套的中間；輕輕地取出隔套，并將剩余的硼酸倒在樣品的上面，用整平桿將其攤平。

4. 按（圖2）將模具桿裝上。

5. 托著模具底座將整套模具放在壓力機(jī)工作臺(tái)的中央，將壓力加到30MPa并停留30s后，把模具卸下。

6. 取下模具底座，按（圖3）將模具倒置，并在上面放上退模套；手扶著退模套的中部，同時(shí)用膠皮榔頭猛擊退模套就可把樣品退出（也可將模具放在壓片機(jī)工作臺(tái)的中央同時(shí)旋下壓片機(jī)絲杠即可）。

7. 樣品表面不得有沾污、擦痕、裂紋，否則重新壓制，壓片背面用彩色軟筆注明編號(hào)、日期，然后正面朝上放入干燥器內(nèi)。

8. 擦凈模具等用具。模具長期不用時(shí)，應(yīng)將其表面涂上一層黃油，以防止模具生銹。取放模具時(shí)要平穩(wěn)，以免劃傷底座，使壓片表面不平。