銅礦與含銅粗煉或燒結物料屬性的鑑別的製作方法
2023-05-11 03:09:21
本發明涉及含銅粗煉或燒結物料的鑑別方法，特別是涉及一種銅礦與含銅粗煉或燒結物料屬性的鑑別方法，本發明適用於檢驗檢疫，海關以及科研院校對銅礦與含銅粗煉或燒結物料的鑑別分析。
背景技術：
近年來，隨著「一帶一路」的推行，從新疆口岸進口的礦產品種類、數量不斷增加，西橋頭堡的阿拉山口口岸經常以「銅鋶」(有色重金屬硫化物與鐵的硫化物的共融體稱為熔鋶，是銅、鎳等金屬的硫化物精礦火法冶煉的重要中間產物。銅冶煉過程中得到的鋶稱為銅鋶，習稱冰銅)的名義進口哈薩克斯坦國生產的銅的初級冶煉或粗加工的燒結礦物，該商品銅含量較高，可以作為銅冶煉的原料，同時部分進口商把冶煉廢渣以該名稱申報進口，甚至有查出報關時虛報瞞報品名，以達到快速通關、減少關稅的目的。經初步查詢，目前，國內外沒有關於此類「粗煉燒結礦物」的檢驗、鑑定方法標準，相關文獻報導也較少。科技查新報告查新結論:國內已見「X螢光光譜儀」測定「艾薩冰銅」和「燒結礦」中部分元素的文獻報導，未見任何利用大型設備對其鑑定含銅粗煉或燒結物料的研究文獻報導。
由於進口可利用含銅粗煉或燒結物料與一般銅礦石或銅精礦存在差異，同時與一般的礦產品冶煉廢渣不同，無法僅從各主要元素含量的高低來鑑別、區分，因此，在口岸研究制定進口礦產品的快速檢驗、鑑定方法，快速確定其主要成分，以及找出其應屬類別迫在眉睫，必要時為粗煉或含銅物料建立專門的卡片庫，對今後近似物質的鑑定提供依據。
因此，一種銅礦與含銅粗煉或燒結物料屬性的鑑別方法被提出，本發明通過搜集大量的含銅粗煉或燒結物料、銅礦類(銅礦砂、銅精礦)、冶煉廢渣等大量樣本，進行數據匯總、分析、比對，總結出上述樣本的差異性，建立了應用X螢光光譜儀和X射線衍射儀連用鑑定銅礦與含銅粗煉或燒結物料的鑑定規程，形成了有效的鑑別體系。
技術實現要素：
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種用於區分、鑑別含銅粗煉或燒結物料與一般銅礦石或銅精礦的檢測分析方法，適用於檢驗檢疫，海關以及科研院校對銅礦與含銅粗煉或燒結物料的鑑別分析。
為實現上述目的，本發明提供一種銅礦與含銅粗煉或燒結物料屬性的鑑別方法，該方法的要點是：先用X螢光光譜法測定含銅物料的銅含量達到銅原料富集或冶煉的要求，參照國標GB 20424中銅精礦有害元素限量要求：砷、氟、汞、鎘未檢出，鉛元素含量比一般銅礦或精礦的含量高(使用企業要有回收鉛的能力)，符合上述定性分析結果後，再用X衍射光譜法進行特徵峰掃描，其特徵峰和元素存在形式符合該方法總結的特徵。
本發明採用以下鑑別步驟：
(1)、抽取樣品數量不少於100g，將抽取的樣品縮分、破碎至全部通過200～300目篩網；
(2)、採用X射線螢光光譜法對樣品進行X射線螢光光譜分析
a、取步驟(1)中的樣品，加入粘結劑和襯底材料並進行混勻，放入模具中，壓製成分析樣片，放入X射線螢光光譜儀樣品室中，採用無標樣定性半定量分析軟體IQ+軟體，建立定性分析方法IQ+4KW，進行全程掃描及定點測量，執行定性分析；以基本參數法為定量的基礎，執行無標樣定量分析，並繪製出校準曲線，測定樣品後，通過曲線查出各元素濃度，以有機物為平衡化合物,其餘以元素形式計算含量。
b、通過X射線螢光光譜法對樣品進行定性半定量分析，初步判斷是否屬於銅鋶及含銅粗煉或燒結物料的範圍：如果含銅物料的銅含量在5％以上，有害元素砷、汞、鎘定性分析結果未檢出，硫元素含量介於硫化銅礦和一般銅礦之間，鉛元素含量比一般銅礦或精礦的含量高，鐵、矽、鈣、鎂等元素含量分布不統一，則屬於含銅粗煉或燒結物料的範圍，需再進行下一步的分析，否則就不屬於含銅粗煉或燒結物料的範圍，也不屬於本方法鑑別的範圍。
加入粘結劑可以增強樣品的粘結效果，減少樣品脫落的現象，使樣品更容易壓製成片；
進一步的，樣品與粘結劑的重量比為1:1～10；
進一步的，所述襯底材料為H3BO3，本方法採用鑲邊法，加入硼酸主要起到模具的作用，可以支撐樣品，使壓制後的樣品不易變形及損壞；
(3)採取X射線衍射光譜法對樣品進行X射線衍射光譜分析
a、取步驟(1)中的樣品，烘乾至樣品不含結合水，壓製成分析樣片，放入X射線衍射光譜儀樣品室中，掃描並存入譜圖，分析譜峰，儲存待查；
b、經過X射線衍射光譜分析，如果樣品中含有黃銅礦(CuFeS2)、黃錫礦(Cu2FeSnS4)、氯化亞銅礦(CuCl)等以銅元素為主的礦產品的特徵譜峰，並存在硫化亞鐵(FeS)和硫化鉛(PbS)等以鐵和鉛為主要伴生品的礦的特徵譜峰，則可以判定樣品為含銅粗煉或燒結物料，否則可以判斷該樣品為銅礦。
在粗煉或燒結過程中，大量的硫元素會以二氧化硫等氣體形式揮發，剩餘硫元素和鐵、銅、鉛等金屬元素以硫化物的形式存在，因此，經過X射線衍射光譜分析，樣品中元素以硫化物存在較多。
針對進口申報品名為含銅的樣品，通過X螢光光譜法和X射線衍射光譜法分析，進行各元素定性半定量的含量分析和各元素存在形式的判定、特徵譜峰的研究，應用該方法可初步判定本次分析的樣本為含銅粗煉或燒結物料。
本發明的有益效果是：通過本方法可以初步鑑別鑑定含銅粗煉或燒結物料，具有快速簡便的優點，有利於口岸商品快速通關，及時準確地將危害環境、虛報瞞報的商品拒之國門。本方法從源頭堵住了入境貨物報檢時虛報瞞報品名闖關入境的目的，為檢驗檢疫和海關提供技術支持，為進出口貿易企業提供科學的鑑定數據。
本發明首次提出並建立進口可利用含銅粗煉或燒結物料的鑑定方法，對整個進口該類商品有指導意義。
附圖說明
圖1是1′#～7′#樣品X射線衍射譜圖的組合圖；
圖2是銅精礦標準物質X射線衍射圖譜；
圖3是隨機樣品A的X射線衍射譜圖；
圖4是隨機樣品B的X射線衍射譜圖；
圖5是隨機樣品C的X射線衍射譜圖；
圖6是隨機樣品D的X射線衍射譜圖；
表1是1#～7#樣品X射線螢光光譜分析結果。
表1
具體實施方式
1、用X射線螢光光譜進行定性半定量分析時，首先進行定性分析,應用一種基於全程掃描及定點測量的無標樣定性半定量分析軟體IQ+軟體，建立定性分析方法IQ+4KW。為了獲得儀器校準因子，從而達到半定量分析的目的，隨軟體配備15個涵蓋56種元素的參考樣品在測量各元素特徵線的光譜強度的同時，在定性分析的基礎上通過基本參數方程計算相應譜線的理論強度及儀器校準因子。該軟體的具體特點是：從O～U進行全程掃描及定點測量，執行定性分析；以基本參數法為定量的基礎，執行無標樣定量分析；用一組參考樣品，計算理論強度並與測量強度擬合，計算儀器校準因子，並繪製出校準曲線，測定樣品後，通過曲線查出各元素濃度；其次進行定量計算,以有機物為平衡化合物,其餘以元素形式計算含量。
2、圖1為7組含銅粗煉或燒結物料樣品的疊加圖，通過疊加圖可以看出含銅粗煉或燒結物料具有較明顯的相似性，主要組成成分基本一致，可以歸為一類商品。
3、圖2為銅精礦標準物質(標準樣品編號GBW07165)的衍射圖譜，可以明顯看出銅精礦與含銅粗煉或燒結物料的X衍射圖峰形的不同，鑑定出銅礦與含銅粗煉或燒結物料的差異性。
4、圖3～6是對四個隨機含銅粗煉或燒結物料樣品應用X衍射儀進行定性鑑定，譜圖下方給出了該樣品的各個X射線衍射峰所可能對應的物質，衍射圖的峰形與研究結論相一致，說明該方法在定性鑑定含銅粗煉或燒結物料是可行的。
下面詳細說明本發明的優選實施方式：
實施例1：銅礦與含銅粗煉或燒結物料屬性的鑑別
(1)、抽取樣品100g，縮分、破碎至全部通過300目篩網，並取7組樣品，均分為1#～7#和1′#～7′#兩份；
(2)、採用X射線螢光光譜分析：取步驟(1)中的1#～7#樣品，並加入粘結劑和H3BO3，樣品與粘結劑的重量比為1:1，混合均勻進行分析，發現7組樣品的銅含量均在5％以上，有害元素砷、汞、鎘定性分析結果未檢出，硫元素含量介於硫化銅礦和一般銅礦之間，鉛元素含量比一般銅礦或精礦的含量高，鐵、矽、鈣、鎂等元素含量分布不統一，因此初步判斷該樣品屬於銅鋶及含銅粗煉或燒結物料的範圍。
(3)採取X射線衍射光譜分析：取步驟(1)中的1′#～7′#樣品，烘乾至樣品不含結合水，進行X射線衍射光譜分析，發現樣品中含有黃銅礦(CuFeS2)、黃錫礦(Cu2FeSnS4)、氯化亞銅礦(CuCl)等以銅元素為主的礦產品的特徵譜峰，並存在硫化亞鐵(FeS)和硫化鉛(PbS)等以鐵和鉛為主要伴生品的礦的特徵譜峰，則判定樣品為含銅粗煉或燒結物料。
實施例2：銅礦與含銅粗煉或燒結物料屬性的鑑別
(1)、抽取樣品120g，縮分、破碎至全部通過200目篩網，並取7組樣品，均分為1#～7#和1′#～7′#兩份；
(2)、採用X射線螢光光譜分析：取步驟(1)中的1#～7#樣品，並加入粘結劑和H3BO3，樣品與粘結劑的重量比為1:10，混合均勻進行分析，發現7組樣品的銅含量均在5％以上，有害元素砷、汞、鎘定性分析結果未檢出，硫元素含量介於硫化銅礦和一般銅礦之間，鉛元素含量比一般銅礦或精礦的含量高，鐵、矽、鈣、鎂等元素含量分布不統一，因此初步判斷該樣品屬於銅鋶及含銅粗煉或燒結物料的範圍。
(3)採取X射線衍射光譜分析：取步驟(1)中的1′#～7′#樣品，烘乾至樣品不含結合水，進行X射線衍射光譜分析，發現樣品中含有黃銅礦(CuFeS2)、黃錫礦(Cu2FeSnS4)、氯化亞銅礦(CuCl)等以銅元素為主的礦產品的特徵譜峰，並存在硫化亞鐵(FeS)和硫化鉛(PbS)等以鐵和鉛為主要伴生品的礦的特徵譜峰，則判定樣品為含銅粗煉或燒結物料。
以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變化和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。