目前，在铁矿石的多元素同时测定中，X-射线荧光光谱技术和ICP发射光谱技术应用得比较广泛。多元素同时快速检测方法的应用大大缩短了检测周期。

　　一、X-荧光光谱法

　　X-荧光光谱法是波长色散X-荧光光谱法的简称，利用X-荧光光谱仪，可以准确方便地测定铁矿石中十几种元素。我国国家标准有：SN/T 0832—1999《进出口铁矿石中铁、硅、钙、锰、铝、钛、镁和磷的测定—波长色散X射线荧光光谱法》。国际标准有：ISO 9516—1992《铁矿石 硅、钙、锰、铝、钛、镁、磷、硫和钾的测定—波长色散X射线荧光光谱法》，ISO 9516—1—2003《铁矿石 用X射线荧光光谱法测定各种元素—第1部分：综合规程》，该标准可测元素为铁、硅、锰、磷、硫、钛、铝、钙、镁、铜、铬、钒、钾、锡、钴、镍、锌、砷、铅、钡。

　　按试样制备方式有熔片法和压片法。以熔片法为例，介绍X-荧光光谱技术的应用。

　　(一)原理

　　将粉末试样熔制成玻璃片，用原级X射线照射，从试样中产生待分析元素的荧光光谱，经衍射晶体分光后测量其强度，根据用标准样品制作的工作曲线求出试样中分析组分的含量。

　　(二)试剂材料及仪器

　　所用试剂均为分析纯以上，水为二次去离子水。

　　四硼酸锂(Li2B4O7)，光谱纯，550℃烘烧4h。

　　波长色散X-射线荧光光谱仪，符合计量规范要求。

　　(三)测定步骤

　　1、核对试验

　　随同试料分析与试料同类型的未参加曲线回归校正的标准物质。

　　2、试料片的制备

　　(1)烧失量的计算

　　用盐酸(1+1)和水洗净坩埚，烘干，于1050～1100℃灼烧至恒重，冷却备用。在坩埚中称取1～2g试料，准确至0.0001g，放入1050～1100℃的马弗炉中灼烧至恒重。按下式计算烧失量：LOI = (m1-m2)×100/m。式中，LOI ——试料的烧失量，%;m1 —试料和坩埚灼烧前的质量，g;m2 —试料和坩埚灼烧后的质量，g;m —试料质量，g。

　　(2)试料片的制备

　　用盐酸(1+1)和水洗净铂坩埚，烘干，准确称取(0.8000±0.0001)g 105℃烘干的灼烧后试料，(8.000±0.0001)g四硼酸锂于铂坩埚中，搅拌均匀，放入马弗炉中，于1050～1100℃保持10 min，中间取出摇匀挂壁几次，停止摇动约1 min后，将熔液倒入已预灼烧的模具中，取出冷却成型。如果不好脱模，可加入溴化锂、碘化铵做脱模剂。如果样品未经过灼烧，则应加入硝酸钾或硝酸铵，并在熔融前在700℃灼烧10 min预氧化。

　　(3)试料片的检查和保存

　　移动试料片时，只能用手轻拿其边缘，其测试面不要碰触其他物体以免污染。试料片做好后要目视检查，有结晶、气泡、不熔物等缺陷的要废弃重做。试料片要放入干燥器中保存。

　　(4)标准化试料片的制备

　　选择含量合适的标样按上述程序制备试料片，如果没有合适的标准物质，可以用基准物质或高纯试剂添加或人工合成。

　　(5)漂移监控样品片的制备

　　选用各待测元素含量适中的样品，按相同制备条件制成一试料片，用来校正仪器漂移。

　　3、光谱分析

　　(1)建立方法

　　按说明书的要求建立分析方法，输入标准化试料片的含量(经烧失量校正后)、试料片的制备方法、选择分析线及其分析时间、优化方式等属性;扫描一试料片，逐一确定各元素分析线及空白线的位置、分光晶体、准直器、计数器、X射线发生器的电压、电流值以及脉冲高度等条件。

　　(2)制备标准曲线

　　按建立的方法逐一测定标准化试料片，获得的计数强度扣除空白和经重叠峰校正后与浓度值回归计算，采用α系数法校正，由试验确定曲线回归分析偏差的最小化模式及曲线方次。

　　(3)漂移监控样品片的测定

　　在测定标准化试料片的同时，测定漂移监控样品片以取得初始化数据。

　　(4)核对试验试料片的测定

　　测定核对试验试料片，如果该结果不能和标准值相符，则必须重新制备核对试验试料片或标准化试料片。

　　(5)未知样试料片的测定

　　核对试验试料片测完并符合后测定未知样试料片，仪器将自动计算出结果。

　　(四)计算结果

　　仪器计算出的结果是灼烧后样品中的含量，按下式计算为样品中的结果：

　　ci=ci0×(100-LOI)/100

　　式中，ci—干基下的元素或相应化合物的浓度，%;

　　ci0—灼烧后试料中元素或相应化合物的浓度，%;

　　LOI—烧失量，%。

　　(5)压片法

　　压片法的测量过程和熔片法一致，其不同之处在于试料制备方式上。试料经一定压力后成为密实的、具有一定强度的片用于测量，必要时要加衬材如铝盒、塑料环等或粘结剂如硼酸、固体有机酸等。成片后应尽快测量，以免再次吸潮。测量时一般应设置为非真空状态，以免由于水分的散失造成片破裂。标准化试料应选择和待测试料的结构一致、粒度分布基本一致并形成一定浓度梯度的已知含量的一系列铁矿石样品。由于压片法具有难以消除的晶体和粒度效应，因此，选择合适的标准化试料是压片法准确测量的关键之处。

　　压片法也具有熔片法所不具备的优点。其一就是样品不经过稀释或稀释程度很小，这样就提高了测量下限和灵敏度;其二是样品不经高温处理，没有损失，可以测量在灼烧时可能损失的元素如硫，全硫含量用熔片法很难准确测量。

　　压制而成的片由于强度和表面磨损等原因，很难长期保存。因此，标准化试料和漂移校正用试料必须充分均匀化。压片法比较适合于矿山采用，因为容易制备结构一致、粒度分布基本一致并形成一定浓度梯度的已知含量的一系列铁矿石样品。

　　上机测量程序和熔片法一致，但不需烧失量校正。

　　二、ICP发射光谱法

　　ICP发射光谱法是电感耦合等离子体原子发射光谱法的简写。ISO11535—1998《铁矿石—各种元素的测定—感应耦合等离子体原子发射光谱法》中采用碱熔法，测定铁矿石中铝、钙、磷、镁、锰、硅、钛元素含量。

　　(一)原理

　　试样用碳酸钠和(或)四硼酸钠助熔剂熔融，用盐酸溶解冷却后的熔块，使之分解。稀释到规定容积，在ICP光谱仪上测量，从用标准溶液绘制的校准曲线上读出最终结果。

　　(二)仪器要求

　　ICP光谱仪：可以使用任何传统ICP光谱分析仪，只要在测定之前，按制造商的说明进行过初始设定，并符合进行的性能试验。然后选用合适的仪器条件和参数进行样品测试。

　　(三)测定步骤

　　1、试验样的分解

　　试样粒度小于100μm，化合水或易氧化物含量高的试样要求粒度小于160μm。每次操作都应随带同类型矿石认证标样和一个空白样，应使用与试样相同量的纯氧化铁。

　　将0.8g碳酸钠放入铂金坩埚中，准确称取0.5g试样于坩埚中，并使用铂金或不锈钢棒充分混匀。加入0.4g四硼酸钠使用金属棒再次混匀，预熔混合物使之变均匀。预熔后，将坩埚放入1020℃的马弗炉中15 min。然后移开坩埚，轻轻转动坩埚以使熔融物凝固。冷却，将PTFE-涂层搅拌棒放入坩埚中，并将坩埚置于250mL低壁烧杯中。向坩埚中直接加入40mL盐酸，加30mL水至烧杯，在磁搅拌器-电热板上边加热边搅拌，直至熔融物完全溶解。冷却溶液并立即移入200mL单刻度容量瓶中，用水稀释至刻度并混匀。

　　吸入校正溶液后，立即开始进行试验溶液的操作，然后是认证标样(CRM)。继续交替地吸入试验溶液和CRMS，每次测定之间吸入水。该程序至少应重复进行两次。

　　2、绘制从校正溶液得出的强度值对其浓度的工作曲线图。

　　3、读出试验溶液的强度值，并从校正曲线图中分别得出其浓度值。