使用WD-XRF技術測定來自工藝流程的Nb-Ta礦物精礦中的Nb?O?、Ta?O?、Fe?O?、MnO、TiO?、WO?、Y?O?、ZrO?和U?O?的含量
《Applied Radiation and Isotopes》：Determination of Nb
2O
5, Ta
2O
5, Fe
2O
3, MnO, TiO
2, WO
3, Y
2O
3, ZrO
2 & U
3O
8 in Nb-Ta Mineral concentrate coming from process streams using WD-XRF
【字體：
大
中
小
】
時間：2026年02月28日
來源：Applied Radiation and Isotopes 1.8
編輯推薦：
WD-XRF技術通過合成參考材料對Nb-Ta礦物中的Nb?O?、Ta?O?等氧化物進行非破壞性分析，并與ICP-OES結果對比驗證了方法的準確性。
Madakkaruppan V.|Pratyay Pradhan|Ritesh Yadav|Ajay Kumar|P.K. Gupta
印度海得拉巴原子礦物勘探與研究局-500016
摘要
波長色散X射線熒光光譜法（WD-XRF）是一種非破壞性的分析技術，用于測定各種地質、生物和環境樣品中的主要元素、次要元素和痕量元素。然而，WD-XRF是一種相對技術，需要合適的基質匹配的認證參考材料（CRMs）才能獲得準確和精確的分析結果。由于缺乏用于WD-XRF表征Nb-Ta礦物濃縮物的CRMs，因此嘗試合成多種合成參考材料（SRMs），以分析來自物理選礦工藝流的Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3、MnO、TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8。采用壓粉法制備樣品。通過混合不同但精確稱量的Specpure?化學品來制備八種SRMs。最初制備了兩種合成混合物：混合物A含有Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3和MnO；混合物B含有TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8。這兩種混合物分別在瑪瑙研缽中研磨45分鐘，使用標準校準方法進行混合。使用合成的參考材料對WD-XRF光譜儀進行校準。定量分析利用了NbKα、TaLβ、FeKα、MnKα、TiKα、WLα、YKα、ZrKα和ULα發射線。WD-XRF獲得的分析數據與ICP-OES的結果進行了比較，顯示出良好的一致性。
引言
鈮和鉭（Nb-Ta）是用于多種高科技工業應用的關鍵金屬，包括航空航天、核能和電子行業。它們還用于制造超導體和超合金。（Purcell等人，2018年；Darwin Michell Cheje Machaca等人，2025年）。Nb-Ta礦物通過重力分離和磁選等物理選礦技術從地殼中提取（Allain等人，2019年；Tian等人，2024年）。本研究收集了來自印度奧里薩邦Jharsuguda區Pandikimal的含Nb-Ta的偉晶巖巖石樣品。Nb-Ta礦物的回收采用了粒度分級、重力和磁選技術。
來自Nb-Ta回收單元的大量礦物濃縮物需要對其中的Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3、MnO、TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8進行表征，以監測礦石品位并調整工藝參數以優化回收率。Nb-Ta礦物的化學表征通常使用濕化學技術，如紫外-可見光譜法和電感耦合等離子體光發射光譜法（ICP-OES）（Dilek等人，2018年；Khorge和Patwardhan，2019年；Pandmasubashini等人，2019年）。然而，由于這些礦物的難熔性質，使用傳統的濕化學方法測定Nb-Ta礦物濃縮物中的Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3、MnO、TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8濃度非常繁瑣。該過程涉及使用強酸（HNO3/HF）熔融和溶解樣品以實現完全分解（Pandmasubashini等人，2019年）。
另一方面，波長色散X射線熒光光譜法（WD-XRF）是一種快速、經濟且環保的非破壞性分析技術。它可以用于測定從ppm到100%范圍內的多種元素（Sarbajna Chanchal等人，2013年；Madakkaruppan等人，2018年；Fabjola Bilo等人，2024年；Pandolfi等人，2024年）。XRF分析的主要挑戰是基質效應，這需要使用合適的基質匹配標準才能獲得精確的結果。
本研究旨在：（1）開發一種穩健的、基質匹配的WD-XRF方法，用于定量Nb-Ta礦物濃縮物中的Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3、MnO、TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8；（2）使用合成參考材料驗證該方法，并與ICP-OES進行交叉比較；（3）實現Nb-Ta回收單元中的快速、非破壞性分析，以優化工藝。
樣本
本研究使用了來自印度奧里薩邦Jharsuguda區Pandikimal選礦工藝流的鈮鉭礦礦物濃縮物。
儀器
WD-XRF測量是在ARL PerformX: PX 2669型波長色散X射線熒光光譜儀（Thermofisher Scientific，瑞士）上進行的。該儀器配備了一個額定功率為4.2 kW（66kV/125mA）的端窗Rh陽極X射線管。光譜儀由三個主要部件組成
WD-XRF的校準
使用八種合成參考材料對儀器進行了校準，這些材料的基質與印度奧里薩邦Jharsuguda區Pandikimal選礦工藝流中的未知樣品相似。通過繪制校正后的凈峰強度（千計數/秒）與濃度的關系圖來構建校準曲線。Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3、MnO、TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8的校準曲線如圖1(A-I)所示。
結論
開發了一種基于WD-XRF的分析方法，用于表征印度奧里薩邦Jharsuguda區Pandikimal Nb-Ta回收單元中Nb-Ta礦物濃縮物中的Nb2O5、Ta2O5、Fe2O3（T）、MnO、TiO2、WO3、Y2O3、ZrO2和U3O8。由于缺乏覆蓋全部分析物范圍的認證參考材料（CRMs），因此通過混合不同且精確稱量的Specpure?化學品制備了一系列八種合成標準。
CRediT作者貢獻聲明
Pratyay Pradhan：正式分析、數據管理。Ritesh Yadav：正式分析。Ajay Kumar：監督。P.K. Gupta：監督、項目管理。Madakkaruppan Velu：撰寫-審稿與編輯、撰寫-初稿、可視化、驗證、軟件、資源、方法論、調查、正式分析、數據管理、概念化
未引用參考文獻
Carvalho等人，2025年；Bakircioglu等人，2018年；Bilo等人，2024年；Khorge和Patwardhan，2018年；Padmasubashini等人，2019年；Sarbajana等人，2013年。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文所述的工作。
致謝
作者感謝原子礦物勘探與研究局（AMD）的局長及副主任（OP-I、OP-II和R&D）的持續鼓勵和允許發表這篇研究文章。
生物通微信公眾號
生物通新浪微博
今日動態 |
人才市場 |
新技術專欄 |
中國科學人 |
云展臺 |
BioHot |
云講堂直播 |
會展中心 |
特價專欄 |
技術快訊 |
免費試用
版權所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
聯系信箱：
粵ICP備09063491號
