一、應(yīng)用概述
稀土有“工業(yè)黃金”之稱(chēng)，在軍事、冶金、石油化工、電子材料、玻璃陶瓷等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值。在稀土探礦、開(kāi)采、選礦、加工以及貿(mào)易過(guò)程中，稀土元素含量的測(cè)定貫穿其中，稀土元素共有17種，由于大多在元素序數(shù)上相鄰，物理化學(xué)性質(zhì)十分接近，從而為各類(lèi)光譜的檢測(cè)方法帶來(lái)挑戰(zhàn)。常規(guī)檢測(cè)稀土中元素含量的方法有ICP-AES、ICP-MS等，需要對(duì)稀土礦物或產(chǎn)品進(jìn)行濕法消解，分析周期長(zhǎng)、檢測(cè)成本高。
X射線熒光光譜法（XRF）做為元素含量分析儀器之一，以其無(wú)損、樣品處理簡(jiǎn)單、檢測(cè)成本低等特點(diǎn)，受到元素分析者的廣泛關(guān)注與重視。多年來(lái)，XRF對(duì)于分析稀土元素一直存在挑戰(zhàn)，其一，多數(shù)稀土元素的熒光譜線（K線系）處于33KeV以上，X射線管激發(fā)和探測(cè)器探測(cè)效率低；再者，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法定量的軟件系統(tǒng)需要大量的稀土標(biāo)準(zhǔn)樣品，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的。
安科慧生研制的單波長(zhǎng)激發(fā)-能量色散X射線熒光光譜儀大幅提升稀土元素激發(fā)效率，元素分析范圍涵蓋所有稀土元素，軟件采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全息基本參數(shù)法，在使用少量標(biāo)準(zhǔn)樣品的情況下，提升稀土元素檢測(cè)精度。
單波長(zhǎng)激發(fā)-能量色散X射線熒光光譜與全息基本參數(shù)法的結(jié)合，為稀土元素的檢測(cè)帶來(lái)新的分析手段！
（專(zhuān)利號(hào)：ZL 2017 1 0285264.X）
二、方法原理
（1）硬件核心技術(shù)
單波長(zhǎng)激發(fā)-能量色散X射線熒光光譜儀（HS XRF®）
• 單色化激發(fā)
X射線管出射譜經(jīng)全聚焦型雙曲面彎晶單色化入射樣品，降低X射線管連續(xù)散射線背景干擾2個(gè)數(shù)量級(jí)以上
• 聚焦激發(fā)
能量聚焦，進(jìn)一步增加SDD探測(cè)器接受樣品元素?zé)晒馍渚€強(qiáng)度
（2）軟件核心技術(shù)
全息基本參數(shù)法（Holospec FP 2.0）
參數(shù)法（FP: Fundamental Parameters method）是X射線熒光領(lǐng)域的核心算法和研究重點(diǎn)。安科慧生研發(fā)人員歷時(shí)十幾年，頒布全息基本參數(shù)法-Holospec FP 2.0，將基本參數(shù)法的應(yīng)用提升到前所未有的水平。
Holospec FP與常規(guī)FP區(qū)別：
1) 全譜擬合：當(dāng)前唯一采用全譜擬合的基本參數(shù)法
2) 完整性：基本參數(shù)庫(kù)結(jié)合先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型（Advanced MM），從而完成對(duì)XRF整個(gè)物理學(xué)過(guò)程的數(shù)字化描述
3) 快速：CPU多核并行運(yùn)算結(jié)合GPU單元，采集譜圖與海量運(yùn)算同步完成
4) 可視化與支持用戶(hù)開(kāi)發(fā)：可視化圖形界面與開(kāi)放的參數(shù)設(shè)置
Holospec FP功能與優(yōu)勢(shì)：
1) 通過(guò)精確計(jì)算消除（或減少）XRF物理學(xué)各種效應(yīng)
2) 達(dá)到元素?zé)o標(biāo)定量分析精度
3) 減少標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)要求，快速建立XRF元素分析方法
4) 提升元素定量精度和擴(kuò)展樣品適應(yīng)性
三、性能數(shù)據(jù)
1、分析范圍
（1）稀土元素（或氧化物）
鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）、鈧（Sc）、釔（Y）
（2）無(wú)機(jī)元素及氧化物
MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、S、Cl、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、CuO、ZnO、Th、Pb、Cs2O、Rb2O等。
2、含量范圍
（1）稀土元素檢出限：1.0~3.0mg/kg（注：不同稀土元素檢出限略有差異）
（2）稀土元素含量范圍：3.0mg/kg~99.99%
（3）稀土種類(lèi)：稀土礦物、稀土精礦、稀土制品等
3、重復(fù)性
表1 輕稀土元素精密度數(shù)據(jù)匯總
單位：mg/kg
| 樣品名稱(chēng) |
測(cè)定次數(shù) |
La2O3 |
CeO2 |
Pr6O11 |
Nd2O3 |
Sm2O3 |
Gd2O3 |
| GBW07160 |
1 |
112 |
29.4 |
40.0 |
238 |
123 |
239 |
| 2 |
130 |
31.4 |
47.6 |
279 |
138 |
264 |
| 3 |
127 |
34.3 |
46.2 |
274 |
142 |
251 |
| 4 |
148 |
40.9 |
48.0 |
310 |
143 |
276 |
| 5 |
121 |
36.2 |
45.5 |
276 |
134 |
234 |
| 6 |
138 |
39.1 |
45.7 |
291 |
149 |
284 |
| 7 |
120 |
32.4 |
42.5 |
254 |
131 |
251 |
| 標(biāo)準(zhǔn)值(mg/kg) |
111 |
34.8 |
45 |
220 |
150 |
270 |
| 平均值(mg/kg) |
128 |
34.8 |
45.1 |
275 |
137 |
257 |
| 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
12.14 |
4.17 |
2.87 |
23.2 |
8.7 |
18.5 |
| 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(%) |
9% |
12% |
6% |
8% |
6% |
7% |
表2 重稀土元素精密度數(shù)據(jù)匯總
單位：mg/kg
| 樣品名稱(chēng) |
測(cè)定次數(shù) |
Tb4O7 |
Dy2O3 |
Ho2O3 |
Er2O3 |
Tm2O3 |
Yb2O3 |
Lu2O3 |
Y2O3 |
Sc2O3 |
| GBW07160 |
1 |
47.9 |
313 |
75.8 |
227 |
38.8 |
215 |
29.7 |
2995 |
9.1 |
| 2 |
49.2 |
353 |
68.4 |
237 |
33.6 |
215 |
27.7 |
3002 |
8.0 |
| 3 |
43.6 |
330 |
63.9 |
222 |
31.9 |
218 |
28.8 |
3012 |
8.9 |
| 4 |
45.9 |
327 |
82.0 |
227 |
31.1 |
221 |
28.1 |
2998 |
8.7 |
| 5 |
45.8 |
310 |
63.4 |
205 |
32.3 |
215 |
32.7 |
3007 |
8.1 |
| 6 |
46.2 |
317 |
80.7 |
219 |
31.4 |
219 |
35.1 |
2993 |
9.8 |
| 7 |
45.6 |
326 |
78.0 |
217 |
31.5 |
220 |
31.8 |
2993 |
8.2 |
| 標(biāo)準(zhǔn)值(mg/kg) |
57.7 |
360 |
75 |
220 |
31.6 |
220 |
30.4 |
3030 |
8.9 |
| 平均值(mg/kg) |
46.3 |
325.0 |
73.2 |
222 |
32.9 |
218 |
30.6 |
3000 |
8.7 |
| 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
1.79 |
14.45 |
7.84 |
9.96 |
2.71 |
2.55 |
2.73 |
7.35 |
0.64 |
| 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(%) |
4% |
4% |
11% |
4% |
8% |
1% |
9% |
0.5% |
7% |
（4）分析精度
對(duì)稀土礦石成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07158-GBW07161四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分析，得到稀土氧化物總量的分析精度為：
| 標(biāo)樣 |
GBW 07158 |
GBW 07159 |
GBW 07160 |
GBW 07161 |
| 標(biāo)準(zhǔn)值 （%） |
0.092 |
0.085 |
0.486 |
0.784 |
| 方法測(cè)試值（%） |
0.089 |
0.090 |
0.499 |
0.732 |
| 標(biāo)準(zhǔn)偏差 |
-3.3% |
5.9% |
2.7% |
-5.4% |
四、特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
樣品處理簡(jiǎn)單
對(duì)稀土礦物采用破碎、研磨等均勻性處理至80目以上，對(duì)稀土制品有1cm²的測(cè)試平面
分析速度快
樣品分析時(shí)間10分鐘以?xún)?nèi)
應(yīng)用范圍寬
可以針對(duì)不同稀土礦物類(lèi)型、稀土精礦、稀土制品、高純稀土快速建立分析應(yīng)用方法
五、方案展示
原創(chuàng)聲明：本文除注明引用之外屬于安科慧生（Ancoren）公司原創(chuàng)，若有轉(zhuǎn)發(fā)和引用，必須注明出處，否則可能涉及侵權(quán)行為！
更詳細(xì)技術(shù)信息，請(qǐng)咨詢(xún)安科慧生工作人員！
