【知网查重】-X射线荧光光谱法分析地质样品的应用技巧

X射线荧光光谱法在矿石分析中的应用研究摘要：本论文旨在探讨X射线荧光光谱法（XRF）在矿石分析中的广泛应用，以及其在提高分析准确性、提高生产效率和优化矿石开采过程中的作用。

通过详细描述XRF原理、样品准备、分析方法、仪器校准和案例研究，论文将阐述XRF在矿石分析领域的重要性和潜在优势。

关键词：X射线荧光光谱法；矿石分析；仪器校准；元素含量；生产效率0引言矿石分析是矿业生产过程中的关键环节，准确测定矿石中各种元素的含量对于决策制定、质量控制和生产过程的优化至关重要。

X射线荧光光谱法（XRF）是一种广泛应用于矿石分析的仪器分析方法，其高准确性、高精密度和非破坏性的特点使其在矿业领域得到了广泛的认可和应用。

本论文将深入探讨XRF在矿石分析中的应用，并通过案例研究和仪器校准方法来评估其性能和潜在优势。

1XRF原理X射线荧光光谱法（XRF）是一种分析化学方法，利用X射线与样品的原子相互作用来测定样品中不同元素的含量。

其基本原理可分为以下几个步骤：（1）X射线源：XRF仪器通常包括一个X射线源，通常是X射线管。

这个源产生高能量的X射线。

（2）X射线照射：X射线源照射在待分析的样品上。

X射线具有足够高的能量，可以穿透样品表面并进入样品内部。

（3）原子激发：当X射线与样品中的原子相互作用时，部分X射线的能量会被样品中的原子吸收。

这会导致样品中的原子中的内层电子被激发到高能级。

（4）荧光辐射：一旦内层电子被激发，它们会不稳定，并迅速返回低能级。

在这个过程中，它们会释放出额外的能量，以形成X射线荧光辐射。

这些荧光X射线的能量和强度与被激发的元素类型和数量有关。

（5）荧光信号测量：XRF仪器配备了荧光探测器，用于测量荧光辐射的能谱。

能谱记录了不同能量的荧光X射线的强度。

（6）数据分析：通过分析荧光能谱，可以确定样品中各种元素的含量。

这是通过比较样品荧光信号的强度与已知标准样品的信号强度来实现的。

总结而言，XRF原理是基于X射线与样品原子相互作用，激发内层电子并测量荧光辐射的能谱来测定样品中不同元素的含量。

X射线荧光光谱技术在地学研究中的应用作者：张亚群田景荣苟欢歌来源：《科技创新导报》 2014年第24期张亚群1田景荣2 苟欢歌3（1.天津城建大学地质与测绘学院天津 300384；(2.石家庄经济学院资源学院河北石家庄 050031；3.石河子大学化学化工学院新疆石河子 832003）摘要：该文简单介绍X射线荧光光谱(XRF)技术应用最新进展，阐明了X射线荧光光谱检测技术的基本原理和分析方法。

着重对该技术在中国地学研究和多目标地质调查中的应用作一回顾，包括地质样品分析需求，勘查地球化学样品的多元素分析，稀土元素分析。

指出了我国目前X射线荧光光谱检测技术存在的问题，并对X射线荧光光谱检测技术的发展方向进行了展望。

关键词：X射线荧光光谱地学研究元素分析综述中图分类号：O6-0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)08(c)-0035-031 X射线荧光光谱分析（XRF）技术概况XRF技术是利用X射线通过照射待测物质中的原子，使它产生次级X射线，进而对物质成分进行分析和化学物态进行研究的方法。

XRF技术开始于20世纪50年代中期，经历了近60年的发展[1]，已经成为分析物质组成的必备方法之一，特别是计算机技术和与之相应软件的广泛应用，使XRF技术在岩矿分析测试领域得到了快速的发展。

由于XRF法不破坏测试样品而且测定结果准确，因此其在地质学样品检测分析中得到了比较广泛的应用。

XRF技术具有测量范围广、无污染、成本低廉以及无损测试、预处理过程简便且分析速度快等优点[1]。

方法涉及到化学预富集、样品制备、基体效应的实验和数学校正等技术。

根据色散和探测方法的不同，X射线荧光光谱分为波长色散X射线荧光光谱法(WDXRF)和能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)。

X射线荧光光谱分析技术的发展进程(见表1)。

2 XRF技术的基本原理和分析方法2.1 基本原理XRF技术是利用待检测样品受到X射线照射后，样品中元素原子的内层电子被激发逐出原子从而引起电子跃迁，同时释放出该元素的特征X射线，即荧光。

X射线荧光光谱法分析地质样品的应用探析【摘要】大自然神奇莫测，特别是微观元素，上个世纪很多科学家就进行了深刻的思索和研究，但方法比较落后，技术跟不上，对微观世界的了解有些片面和客观，本文通过介绍目前较为先进的X射线荧光光谱分析法，介绍了它的特点和原理以及跟其他方法的比较。

让我们对世界上的微观元素特别是地质样品有了更加准确认识和了解。

我们也探索了该方法的应用范围及其前景的优越性。

【关键词】X射线荧光光谱法；地质样品；应用X射线荧光光谱仪是一种现代的分析仪器，其已被广泛应用在环境生态系统的研究和地学研究中，其操作简便、成本低廉、分析速度快并且分析结果精密准确、多元素可以同时测定等优点，这些都符合地质勘测研究的要求，而使用X 射线荧光光谱仪对地质样品的勘测和检验采用X射线荧光光谱分析法是一种较为先进的现代检测方法。

1 什么是X射线荧光光谱法1.1 内涵X射线荧光光谱分析法，简称XRF技术，这种技术是利用X射线来照射待测物质中的原子，让其产生次级X射线，然后对其中的物质成分和化学物态进行分析研究的方法。

这种方法起源于20世纪50年代中期，历经60多年的发展，尤其是现代信息技术及相关软件的发展，已经让XRF技术在各个领域得到了飞速发展，因为X射线荧光光谱分析法不会破坏测试样品的完整性及准确的测试结果，让其在地质样品检测分析中得到广泛的应用。

波的长度跟元素是一一对应的关系。

目前我们常用的有三种仪器，一是波长色散型X射线荧光光谱仪，他可以通过检测器的转动角度来确定元素的种类。

二是能量色散型X射线荧光光谱仪，他可以通过通道的能量来判别元素的种类和成分。

三是XRF光谱仪，它是对扫描的图谱进行峰值确定和峰位强度的计算来确定元素的种类。

1.2 基本原理X射线荧光光谱分析法利用X射线照射待检测的样品，通过激发样品中元素原子的内层电子逐出原子引发电子跃迁并释放出该样品元素的特征X射线——即荧光。

当高能X射线与元素原子发生碰撞时，被逐出的原子离开形成空穴，而高能级的电子层中的电子就会跑到空穴这里填补空位，这一过程中释放的能量以辐射能的形式释放出去，这就形成了X射线荧光，高能级电子层与低能级电子层之间的能量差就形成了X射线荧光所具有的能量，这种能量是特有的，而且与元素之间是一一对应的关系。

能量色散X—射线荧光光谱法快速分析地质样品中34种元素目的：研究能量色散X-射线荧光光谱法快速分析地质样品中34种元素的结果。

方法：利用粉末压片法进行制样，对于比Fe元素的原子序数低的元素采取基本参数法校准，对于Fe元素及原子序数不低于Fe元素的其他元素采取散射线内标法校准，对目标元素分别采用HOPG偏振靶、Al2O3偏振靶以及Mo二级靶、Co二级靶、Ti二级靶等进行选择激发及探测。

结果：大部分元素的检出限都较低，大部分元素的测量值与标准值都具有良好的一致性。

结论：采用能量色散X-射线荧光光谱法快速分析地质样品中34种元素快速简单，结果较为准确。

标签：能量色散X-射线荧光光谱法；地质样品；元素X-射线荧光光谱法是目前最主要的地球化学样品分析方法之一，其又分为波长色散型和能量色散型两种，本文主要研究的是能量色散X-射线荧光光谱法。

在上世纪七十年代，随着高分辨率半导体探测器的出现，能量色散X-射线荧光光谱法开始得到发展，通过它可以在短短几分钟的时间内得到部分元素的定量和半定量分析数据。

由于能量色散X-射线荧光光谱法不采用分光元件，所以全部元素的信号都是同时被采集，因此可以实现所有元素的同时分析。

1 实验部分1.1 仪器与测量条件本次实验采用的仪器主要是Spectro X-Lab 2000型偏振-能量色散X-射线荧光光谱仪，并配备Si（Li）探测器，端窗Pd靶，HOPG偏振靶、Al2O3偏振靶以及Mo二级靶、Co二级靶、Ti二级靶。

测量环境为真空环境。

其他条件为：按顺序首先分析Fe-Y、Hf、Ta、W、Hg、Tl、Pb、Bi、Th、U等元素，管压40kV，管流1.50mA，采用Mo二级靶，测量时间100s；其次分析Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd等元素，管压50kV，管流5.00mA，采用Al2O3偏振靶，测量时间200s；第三分析K-Mn、Sm等元素，管压30kV，管流6.00mA，采用Co二级靶，测量时间200s；最后分析Na-Cl等元素，管压15kV，管流5.00mA，采用HOPG偏振靶，测量时间100s。

X射线荧光光谱分析测试技术在地学中的应用作者：吕金梁来源：《科教导刊·电子版》2016年第03期摘要 X射线荧光光谱分析方法是一种成熟的成分分析技术，具备多元素同时测定、含量范围宽、精密度高、分析速度快等特点，在地质领域中被广泛应用。

本文主要对近年来X射线荧光光谱分析在地学中主要的应用进行了综述。

关键词 X射线荧光光谱分析地学应用中图分类号：P575 文献标识码：A0前言X射线荧光光谱法（X -Ray Fluorescence Spec-trometry，XRF）是主、次量元素分析精度、准确度和自动化程度最高的多元素分析方法。

X射线荧光光谱技术作为常规的射线检测技术，早在20世纪50年代， X射线荧光光谱（XRF）分析就已经作为常规分析重要手段，经历了50多年的发展，目前已成为物质组成分析的必备方法之一，具有分析速度快、重现性好、准确度高、分析范围广、试样制备简便，测量不损坏试样等优点，并广泛应用于地质领域中。

1 X射线荧光光谱分析测试技术在地学中的四类应用1.1 X射线荧光光谱法地球化学勘查工作中的应用地球化学勘查工作中最重要的一项工作就是地质样品测试分析。

地球化学勘查要分析数以千、万计的样品，需要检出百万分之几、甚至为十亿分之几的痕量元素的含量，因而必须研究快速的、适于大规模批量操作、具有高灵敏度的分析测试方法。

前人的研究成果表明，X 射线荧光光谱法（XRF）具有分析速度快、重现性好，并且在样品前处理方面具备制样简单、非破坏性等优点，该方法适宜于对多元素进行同步测定。

所以对地质样品的分析测试工作，X 射线荧光光谱法（XRF）更是得到了广泛的应用。

例如可以测定土壤样品中的多主、次量及痕量元素及痕量元素。

1.2 X-射线荧光分析法在地质勘探中的应用应用便携手提式X射线荧光仪在野外现场原位非破坏性地定性、定量测定岩石（土壤）中矿石的指示元素或指示元素的组合，能够勘察矿的远景区和寻找隐伏矿体，能够快速地发现异常，及时追踪和评价异常，以及现场固定矿（化）体，这对减少地球化学样品、刻槽样品或岩心样品的采样、分析和结果整理时间，特别是在工作量很大和缺乏确定目标的情况下，有着特别重要的意义。

粉末压片-X射线荧光光谱法测定地质样品中痕量硫的矿物效应佐证实验及其应用分析摘要：硫元素广泛存在于环境中，其产生的矿物效应对X射线有一定影响，为保障测量结论的准确性，应积极采取恰当的检验方法，提高检验的精准度。

本文通过粉末压片-X射线荧光光谱法测定地质样品中痕量硫的矿物效应佐证实验进行分析，通过测量强度实验、灵敏度实验、质量吸收系数实验等方法进行分析。

通过实验分析，发现制样压力对样品中痕量硫检测效果影响较小，灵敏度对测量效果影响较大，而复杂方法检测过程中，能够进一步佐证硫元素受到矿物效应影响，想要提高实际的分析效率，应了解实验的具体设计和结果分析方式，重视对材料的保存效果，以期为相关地质情况检测工作提供参考。

关键词：X射线荧光光谱法；地质样品；痕量硫；矿物效应引言：X射线荧光光谱分析法（XRF）是一种常见的地质环境中元素分析的方法，其能够同时测量多种元素，且具有较为良好的测量效果，因此应用较为广泛。

在地质样品测量过程中，由于硫（S）元素的存在的状态较多，不同地质样品测量时在结果方面可能存在一定差异，为进一步探究确定地质样品中不同硫元素的存在状态，即矿物效应对痕量硫检测结果的影响，应合理构建相应试验，为相关理论提供支持力度，不断完善关于硫元素的研究与探究。

当前针对痕量硫受到矿物效应影响的研究相对较少，Gazulla等学者利用熔融法制备样品，对样品中硫元素进行有效分析，发现其中虽然含硫化合物发生变化，但整体硫元素的含量未发生变化，同时分析的准确性符合标准。

通过针对矿物效应对硫元素影响进行深度分析，意在进一步佐证矿物效应对硫元素的分析测定存在影响。

本文基于此合理设计实验，意图进一步佐证矿物效应对硫元素分析的影响，同时将实验结果合理应用在实际的地质样品检测中，以提高样品的检测质量与水平。

1粉末压片-X射线荧光光谱法分析X射线荧光光谱分析法（XRF）是一种使用较为广泛的观察法，其能够明确划分物质中微量元素种类及含量，利用原级X射线光子和其他微观离子，对待测样品中物质原子产生激发作用，使其产生X荧光，对该表现进行分析，能够有效探测出物质中存在的元素类型及含量，以便提高成分和化学态分析效率。

X射线荧光光谱技术在地质分析中的应用及发展动态刘玉纯;林庆文;马玲【摘要】简述X射线荧光光谱仪的发展历程,对其主要部件的技术发展进行概述.综述X射线荧光光谱分析技术在传统地质样品分析领域中的应用及新技术的发展动态.对X射线荧光光谱法在地质样品分析中存在的不足进行了分析总结.随地质学研究的需求变化,X射线荧光光谱分析技术的应用会不断拓展.【期刊名称】《化学分析计量》【年(卷),期】2019(028)004【总页数】7页(P125-131)【关键词】X射线荧光光谱仪;地质样品;分析应用【作者】刘玉纯;林庆文;马玲【作者单位】安徽省地质实验研究所,合肥 230001;安徽省地质实验研究所,合肥230001;安徽省地质实验研究所,合肥 230001【正文语种】中文【中图分类】O657.3X射线荧光光谱分析技术作为常规的元素定性及定量分析技术，始于20世纪50年代，经历了几十年的发展，已经成为分析物质组成的常用方法之一。

依据其分析原理，理论上可以测量元素周期表中的每一种元素，在实际应用中，一般有效的元素测量范围为从铍（Be）到铀（U）的90余种元素［1-6］。

X射线荧光光谱分析法以其制样简单，分析元素范围广，分析含量范围宽，精确度高，快速，非破坏性，样品形态不受约束等特点，在定性、定量分析及结构分析中已成为重要的分析手段，以至于在某些方面取代了传统分析方法，目前已广泛应用于物理、化学、生物、环境、工业生产等领域［7-15］。

而与快速发展的地球科学相比，X射线荧光光谱分析仪器仍存在相对落后及分析技术不健全等缺点，阻碍了该分析技术在地质学及更广领域的应用和发展。

因此加强X射线荧光光谱仪的技术发展对增加和扩大地质学方面的分析测试范围起着重要推动作用。

1 X射线荧光光谱仪发展历程1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，1896年法国物理学家乔治发现了X射线荧光。

1948年弗利德曼和伯克斯首先研制了第一台商品性的波长色散X射线荧光光谱仪。

X射线荧光光谱法分析地质样品的应用技巧陈静;高志军;陈冲科;刘延霞;张明炜【摘要】X射线荧光光谱法(XRF)具有制样简单、绿色环保、可同时测定多个元素等特点,被广泛应用于勘查地球化学分析领域中,其中粉末压片XRF是快速经济的主导方法.然而在大批量实际样品测试中,如果分析者选择测量条件不当或者校正标准曲线不合理,就会导致测量结果的粗大误差甚至测出不合逻辑的数据.本文对地质样品中的主要元素在测试中容易出现的技术问题作一具体分析:以钒元素为例,用实验说明探测器的选择对于测量结果的重要性,采用SC探测器可将V Kα线与Ti Kβ线分开,而采用SC+ PC探测器两元素的谱线发生重叠;以硅酸盐中铁元素为例,描述了不同的回归标准曲线对测量结果的影响;对地质样品中低含量铌、钽的测定,标准曲线要根据实际情况合理回归,并将测试后的样品与化学方法对照,结果相符.同时提出了硅酸盐、碳酸盐等地质样品的测量问题.对于土壤、水系沉积物、岩石地质样品,一些元素之间会产生相互干扰,以常见的造岩元素钛为例,用实验证明铝和铁对钛的谱线确实有增强和吸收效应;对于常见的碳酸盐类样品,氯和铬的测量要考虑氧化钙的吸收增强效应,必须添加氧化钙作为其吸收增强校正项,才能保证测量结果可靠.针对硫元素的测定,除了受到硫赋存状态的影响,样品污染问题也是影响因素之一,需要避免空气、实验室环境以及分析过程中对样品的污染.本文针对一些典型元素XRF 分析提出的具体测量方案,应用于实际地质样品测试可以获得满意的效果.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】8页(P91-98)【关键词】地质样品;X射线荧光光谱法;测量条件;标准曲线;校正项【作者】陈静;高志军;陈冲科;刘延霞;张明炜【作者单位】河南省岩石矿物测试中心,河南郑州450012;国土资源部贵金属分析与勘察技术重点实验室,河南郑州450012;河南省岩石矿物测试中心,河南郑州450012;国土资源部贵金属分析与勘察技术重点实验室,河南郑州450012;河南省岩石矿物测试中心,河南郑州450012;国土资源部贵金属分析与勘察技术重点实验室,河南郑州450012;河南省岩石矿物测试中心,河南郑州450012;国土资源部贵金属分析与勘察技术重点实验室,河南郑州450012;河南省岩石矿物测试中心,河南郑州450012;国土资源部贵金属分析与勘察技术重点实验室,河南郑州450012【正文语种】中文【中图分类】O657.31X射线荧光光谱(XRF)测定技术的重要意义不仅因为它是主量、次量元素分析精度、准确度和自动化程度高的多元素分析方法，还由于该仪器在测定地质样品时采用的粉末压片法无需将试样进行酸碱分解处理，是一种对环境无污染的绿色分析技术[1-4]。

地质样品检测中X射线荧光光谱法的应用摘要：在地质勘查工作中需要对各种地质样品进行检测，地质样品的检测工作质量直接影响到了地质勘查的科学性、有效性。

本文重点针对X射线荧光光谱法在地质样品检测工作中的应用展开讨论，提出具体应用要点，旨在提高地质样品检测质量。

关键词：地质样品；检测；X射线荧光光谱法在地质样品检测工作中要求样品检测数据快速、准确，因此需要使用先进的检测技术来加以保障。

X射线荧光光谱检测技术在最近几年的发展过程中不断进行改进，广泛的使用在冶金、地质、材料、环境以及考古等诸多领域。

X射线荧光光谱分析技术，可以对检测样本当中的化学元素以及样本特征等多方面因素进行多样化分析，受到分析测试领域尤其是地质工作者的广泛应用和认可。

X射线荧光光谱检测技术，在地质样品检测工作中表现出的优势非常明显，整个操作流程相对比较简单，基本满足了复杂多样的地质检测工作要求，为很多地质普查和地质勘探找矿项目提供科学保障。

1. X射线荧光光谱分析技术概况X射线荧光光谱技术又称之为XRF技术，该项检测技术主要是基于X射线作为基础，利用高能电子束对目标样品进行照射，产生特征X射线，通过这种方法对样本物质的具体成分进行分析。

根据分辨X射线的方式，X射线荧光光谱法主要分为两种：波长色散X射线荧光光谱法和能量色散X射线荧光光谱法。

波长色散型X射线荧光光谱仪，它可以通过检测设备的转动角度来准确定位不同元素的类型和具体的性质；第二是能量色散型X射线荧光光谱仪，该设备可以通过X射线释放出的能量，准确的判断出检测样本当中的元素类型以及具体的构成成分。

根据X射线荧光光谱分析法在检测过程中的准确程度，可分为两种形式：第一种是定性分析的方法，第二种是定量分析的方法。

定性分析方法主要是基于X射线荧光光谱分析技术的基础之上，通过判断释放能量的不同，对X射线释放出的能量等级进行有效的区分，以此来判断检测元素的具体种类以及相关的性质[1]。

X射线的释放能量和元素种类之间属于一种相互对应的关系。

探讨X射线荧光光谱法在岩矿分析中的应用及有关技术要点X射线荧光光谱法（XRF）是应用比较早且至今仍在广泛应用的一种元素分析技术。

因其具有分析速度快、精度高、灵敏度高、重现性好、分析元素范围广等优点，广泛的应用于矿石样品的成分分析。

本文对x射线荧光光谱法（XRF）进行了概述，并对其在几种常见矿石样品分析中的应用进行了综述。

标签：X射线荧光光谱法；岩矿分析；成分分析常规测定矿石中元素的方法主要是化学方法，传统的化学方法先要对样品进行熔融、水提、酸化、沉淀、分离、定容等前处理，然后采取容量法、分光光度法、原子吸收法及等离子体发射光谱法等对不同成分进行分析。

这些方法存在分析周期长、操作步骤复杂、使用仪器多、人为误差大、工作效率低、工作强度人等缺点。

X射线荧光光谱法（XRF）是應用比较早且至今仍在广泛应用的一种元素分析技术。

因其具有分析速度快、精度高、灵敏度高、重现性好、分析元素范围广等优点，广泛的应用于矿石样品的成分分析。

1. X射线荧光光谱法（XRF）概述X射线荧光光谱法的基本原理为：当试样受到X射线照射后，试样中各原子的内壳层（K，M或L壳层）的电子受到激发被逐出原子而产生空穴，从而引起外壳层电子向内跃迁，跃迁的同时发出该元素的特征X射线。

每一种元素都有其特定波长（或能量）的特征X射线。

元素特征X射线的强度与该元素在试样中的原子数量（即含量）成正比例。

因此，通过测量试样中某种元素特征X 射线的强度，采用恰当的方法进行校准与校正，即可求出该元素在试样中的百分比含量，这就是X射线荧光光谱分析法。

2. X射线荧光光谱法（XRF）在矿石样品分析中的应用如今，X射线光谱法已发展成为一个比较成熟的分析技术体系，因其具有很多优良的分析特性在矿石成分的分析检测方而具有很人的优势。

2.1在铁矿石分析中的应用武汉钢铁集团有限责任公司质量检测中心烧结化验室的杨红等于2003年采用XRF一XRD结合型光谱仪，运用粉末压片法开展了对矿石中砷含量的分析。