一种重金属精矿的样片及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于精矿元素成分分析技术领域，特别涉及一种重金属精矿的样片及其制备方法和应用。

背景技术

钼行业生产中的钼矿约有99％是以辉钼矿(MoS2)状态开采出来的，钼精矿是钼矿生产中经过浮选得到一种重要冶金原料，最终主要用于生产钼酸钙、钼酸铵、润滑剂、金属钼、钼铁合金。钼精矿中的主量钼含量、硫含量以及微量杂质元素是产品结算交割的主要考量指标，除湿法化学测定钼精矿元素成分之外，XRF法也是一种重要测定方法，目前主要有熔融法和压片法两种制样方法。

XRF熔融法是将钼精矿高倍稀释混入硼酸锂等熔剂中，加入硝酸盐500℃-700℃预氧化，将二硫化钼转化为三氧化钼，然后将物料在1000℃以上高温熔融成玻璃片，申请人发现:该方法存在巨大缺陷:高温氧化中硫元素的挥发、损失不可避免；二硫化钼被氧化后得到的三氧化钼属于易升华物质，600℃已经开始升华，在1000℃熔样温度下钼元素必然存在大量升华；作为主量的硫元素、钼元素在制样中同时大幅损失，测定结果必然有较大影响。

XRF压片法测定是将样片直接研磨后压片测定，申请人发现:钼精矿比重4.7-4.8g/cm

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的重金属精矿的样片及其制备方法和应用。

本发明实施例提供了一种重金属精矿的样片，所述样片包括重金属精矿和粘结物的混合物，所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种。

可选的，以重量份计，所述重金属精矿和粘结物的比例≥10:1。

可选的，以重量份计，重金属精矿和粘结物的比例为40:1。

可选的，所述重金属精矿为钼精矿。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种重金属精矿的样片的制备方法，所述方法包括:

将重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片；所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种。

可选的，所述将重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，以重量份计，所述重金属精矿和粘结物的比例≥10:1。

可选的，所述将重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，以重量份计，所述重金属精矿和粘结物的比例40:1。

可选的，所述将重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，所述重金属精矿为钼精矿。

可选的，所述将重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，所述混合研磨的研磨压力为20t-50t，所述混合研磨的研磨时间为30s-120s。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种重金属精矿的样片的应用，其特征在于，所述样片应用于XRF法中以测定精矿中重金属元素的含量，所述样片包括重金属精矿和粘结物的混合物，所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:

本发明实施例提供的重金属精矿的样片，样片包括重金属精矿和粘结物的混合物，所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种，本方法粘结物主要起到“溶剂”的稀释作用，大幅降低重金属精矿的荧光强度，利于测定；本发明大幅提高制备样片的坚挺程度，提升测定安全性，同时将重元素的超高计数率调节到合适水平，为重金属精矿测定提供一种全新、安全的制样方法。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的样片的制备流程图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下:

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种重金属精矿的样片，所述样片包括重金属精矿和粘结物的混合物，所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种。

通过将大量粘结物加入到重金属精矿中混合研磨一定时间，大量粘结物高倍稀释重金属精矿，大幅降低主量重金属元素和硫元素在XRF测定中的荧光强度，使强度满足设备检测器要求并优化重金属元素的峰形利于测定。

作为一种可选的实施方式，以重量份计，所述重金属精矿和粘结物的比例≥10:1。

控制重金属精矿和粘结物的比例≥10:1的原因在于，重元素荧光产额过大，荧光计数率和稀释比例不成线性关系，大于10:1计数强度可明显下降到检测器最佳计数限值以下；该比例取值过小的不利影响在于:取值过小，研磨后物质和纯物质相比荧光计数率下降缓慢，计数率仍然太大，不利于测定；优选的,以重量份计，重金属精矿和粘结物的比例为40:1。需要强调的是，控制重金属精矿和粘结物的比例是根据测定工具的计数能力来确定的，重金属精矿和粘结物的比例的越高，则需要测定工具的计数能力越强，重金属精矿和粘结物的比例的越低，则对测定工具的计数能力要求不高，通常测定工具采用的是X荧光光谱仪，而X荧光光谱仪的建议域值为2000kcps，故对应的较优的重金属精矿和粘结物的比例≥15:1。

作为一种可选的实施方式，重金属精矿为钼精矿。

由于二硫化钼本身属于润滑材料，加入大量粘结物和钼精矿研磨，钼精矿被均匀分散到粘结物中，研磨后粉体细腻且不团聚粒度，粘结物增强样片的强度避免样片粉末掉落；故，本压片配比和制备方法尤其适合于制作钼精矿压片。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种重金属精矿的样片的制备方法，所述方法包括:

将重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片；所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种。需要说明的是，重金属精矿中，重金属包括钨、钼、铅、锌等类别，在此不一一列举，另外，精矿的定义是:有价金属品位较低的矿石经机械富集(或物理富集)，如放射性分选、重力法选矿、浮选等选矿过程处理，获得一定产率的有价金属品位较高的矿石，这部分富集了有价金属的矿石即为精矿。

选用碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂作为粘接物的作用机理是氧、锂、硼等元素的X荧光产额极低，属于XRF不能测定的元素类别，加入此类物质不影响测定，可以理解的，符合以上所说的机理的物质均可作为粘接物应用于制备重金属精矿的样片制备中。

作为一种可选的实施方式，所述将所述重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，以重量份计，所述重金属精矿和粘结物的比例≥10:1，优选比例为40:1。在具体实施时，可以采用振动磨进行研磨，而通常振动磨可调的参数包括研磨时间和研磨压力，故在本实施例中仅对研磨时间和研磨压力进行了限定，但是本领域技术人员知道，在改变其他参数时，可实现研磨时间和研磨压力不在本实施例给出的的范围内，同样能够达到相同的研磨效果，即使精矿和粘结物充分的混合均匀，故本实施例对于研磨时间和研磨压力的限定仅适用于申请人采用的振动磨(即型号为:ZM-1振动磨，碳化钨磨盘(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所))，或相同类型的振动磨，换而言之，本领域技术人员能够在使用不同的振动磨以不同的参数达到相同的效果，故该参数的列举仅用以说明本发明实施例能够实施，并不用以对本发明进行限定。

作为一种可选的实施方式，所述将所述重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，所述重金属精矿为钼精矿。

作为一种可选的实施方式，所述将所述重金属精矿和粘结物进行混合研磨，后进行压制，获得重金属精矿的样片中，所述混合研磨的研磨压力为20t-50t，所述混合研磨的研磨时间为30s-120s，具体实施时，研磨的机器设备可以是机械振动磨，料钵或内衬或磨球材质可以是碳化钨、氧化锆、石墨等材料。

控制混合研磨的研磨时间为30s-120s的原因是为了保证精矿和粘结物充分的混合均匀同时易于清洗，该时间取值过小的不利影响是精矿和粘结物的混合不充分，过大的不利影响是研磨后物质容易粘结在研磨料钵上面不易清洗。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种重金属精矿的样片的应用，所述样片应用于XRF法中以测定重金属元素的含量，所述样片包括重金属精矿和粘结物的混合物，所述粘结物包括碳酸锂、硼酸、硼酸锂、四硼酸锂和偏硼酸锂中的至少一种。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的重金属精矿的样片及其制备方法和应用进行详细说明。

实施例1

(1)称取0.2g钼精矿样品(钼含量55％)，按照粘结物:钼精矿＝50:1比例加入高纯硼酸粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨120s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

实施例2

(1)称取0.3g钼精矿样品(钼含量45％)，按照粘结物:钼精矿＝40:1比例加入混合粘结物(高纯硼酸:硼酸锂混合物(四硼酸锂:偏硼酸锂＝12:22)＝1:1)。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨100s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

实施例3

(1)称取0.5g钼精矿样品(钼含量52％)，按照粘结物:钼精矿＝30:1比例加入高纯硼酸锂混合物(四硼酸锂:偏硼酸锂＝67:33)粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨80s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

实施例4

(1)称取0.75g钼精矿样品(钼含量55％)，按照粘结物:钼精矿＝20:1比例加入高纯硼酸锂混合物(四硼酸锂:偏硼酸锂＝67:33)粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨60s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

实施例5

(1)称取2.0g钼精矿样品(钼含量45％)，按照粘结物:钼精矿＝10:1比例加入高纯偏硼酸锂粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨30s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

对比例1

(1)称取10.0g钼精矿样品(钼含量55％)，不加粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨70s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

对比例2

(1)称取10.0g钼精矿样品(钼含量45％)，不加粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨70s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

对比例3

(1)称取2.0g钼精矿样品(钼含量55％)，按照粘结物:钼精矿＝5:1比例加入高纯偏硼酸锂粘结物。

(2)将称量物料放入机器研磨设备中，混合研磨50s，将混合研磨后物料在压片机上压片。

实验例

将实施例1-5和对比例1-3制得的样片进行测试，测试结果如下表所示。

需要说明的是，测试采用X射线光谱仪(XRF1800型号，Mo-Kα/LiF200/40kV-70mA，S-Kα/Ge111/40kV-70mA)。

由表中数据可知，从实施例1-5的数据可知，采用本发明实施例提供的方法制备的压片在进行测试时，钼元素的计数率小于2300kcps，在X荧光光谱仪2000kcps及以下，属于适合检测器计数状态，利于检测器计数，同时避免了超限强度照射加快检测器老化速率。通过实施例数据和对比例1-2的数据对比可得，不添加粘接物的压片在进行测试时，钼元素的计数率超过5000kcps，超过检测器计数优化上限，不利于检测器计数，同时X射线属于高能射线，在如此高强度的长期照射下，计数配件加速老化，可能损坏配件，而检测器更换通常超过十万元；通过实施例数据和对比例3的数据对比可得，粘结物:钼精矿＝5:1的压片在进行测试时，尽管已经稀释5倍，但钼元素的计数率虽然有所下降但是依然超过4000kcps，同样不利于检测器计数。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点:

(1)本发明实施例提供的压片吸收XRF熔融法高倍稀释和XRF压片常温测定的双重优点，同时避免XRF熔融样品高温损失缺陷，以及常规XRF压片样品松散的问题；

(2)本发明实施例提供的压片开创性的提出钼精矿高倍稀释压片制样方法，提高了XRF测定钼精矿的安全程度，降低测定对XRF设备的不利影响，对钼精相关开采、冶炼、加工等行业的产品交割、结算、比对产生极大便利；

(3)本发明实施例提供的压片中粘结物主要起到“溶剂”的稀释作用，大幅降低钼精矿的荧光强度，利于测定；

(4)本发明实施例提供的压片大幅提高制备样片的坚挺程度，提升测定安全性，同时将重元素的超高计数率调节到合适水平，为钼精矿测定提供一种全新、安全的制样方法。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。