[0001] 本发明属于分析化学技术领域，特别涉及一种掺杂氧化铁皮类铁矿中氧化铁皮的定量分析方法。

[0002] 氧化铁皮物相主要由FeO物相、Fe3O4物相和Fe2O3物相构成，具有明显的片状分层结构，一边致密有金属光泽，另一边较疏松并分布孔洼。天然铁矿同样含有Fe3O4、Fe2O3等物相，但一般不含有FeO物相。因此，在矿物中掺杂了氧化铁皮时从氧化铁皮特有的片状形貌和FeO结构能够鉴别。

[0003] 当前针对掺杂氧化铁皮类矿物时，仅能对氧化铁皮进行定性检出，不能对关键致害组分FeO物相含量进行定量分析，也不能对氧化铁皮掺杂量进行定量分析，导致面对矿物中掺杂大量的氧化铁皮和掺杂较少的氧化铁皮的货物，在进行货物固废属性鉴别和货物价
值评价时得不到区分对待。

[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0041] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0042] 一种掺杂氧化铁皮类铁矿中氧化铁皮的定量分析方法，该方法包括如下步骤，

[0043] (1)特征氧化铁皮样品的制备

[0044] 从原始样品中取部分样品，从中分拣出片状结构的氧化铁皮样品；对于片状结构较少，难以直接分取的样品，以10目标准筛对大粒径结构样品过筛富集，从筛上物中进行分拣，获得片状结构的氧化铁皮样品；将分拣出的片状结构的氧化铁皮样品进行水洗、烘干，研磨至全部过45μm标准筛，备用；

[0045] (2)掺杂分析样的制备

[0046] 从原始样品中另取与步骤(1)相同重量的样品，放干燥箱中干燥，干燥温度为105℃±5℃，干燥时间为1‑2h，采取破碎‑过筛‑筛上物，继续破碎‑过筛，直至全部通过45μm标准筛，搅拌均匀，于玛瑙研钵中研磨至粉状，备用；

[0047] (3)参考样品的制备

[0048] 3.1称取不同质量分数的高纯FeO物相、Fe2O3物相、Fe3O4物相和SiO2物相，配置不同FeO含量的参考样品，样品数不少于5个，不同参考样品中FeO含量呈梯度设置，不同参考样品中FeO含量的梯度范围为1％‑100％；

[0049] 3.2先测出每个参考样品中的元素组成，再测出每种元素在其参考样品中的含量，根据质量吸收系数的公式来计算上述参考样品的质量吸收系数；质量吸收系数计算公式为

[0050]

[0051] 其中，μm为参考样品的质量吸收系数；Wi为参考样品中元素i的质量分数；μmi为元素i对衍射光源的质量吸收系数；n为测出参考样品元素的种类数；

[0052] 同时，对上述参考样品进行X射线衍射法谱图扫描，获得参考样品的物相谱图；X射线衍射法谱图扫描的条件为辐射源Cu Ka，管压45kV，管流40mA，测角仪半径240mm；玻璃平板制样，填入深度0.5mm，步进扫描模式；步进0.0131°，点扫描时间43.10s，2θ角度范围10°‑80°，PHD 45％‑70％；

[0053] 3.3根据步骤3.1获得的已知物相含量、步骤3.2中物相谱图中衍射峰的面积和样品质量吸收系数，以已知物相含量为横坐标，以谱线净强度与参考样品质量吸收系数之积
为纵坐标，采用最小二乘法进行拟合，得到线性方程，方程形式为Y＝aX+b，其中，Y表示物相谱线的净强度与质量吸收系数之积，物相谱线的净强度为衍射峰面积扣除基线背景，X表示已知物相的质量分数，a为上述线性方程的斜率，b为上述线性方程的截距，以该线性方程绘制的曲线作为校准曲线；

[0054] (4)FeO物相含量测定

[0055] 将步骤(1)制备的特征氧化铁皮样品和步骤(2)制备的掺杂分析样作为待测样品，

[0056] 先测出待测样品中的元素组成，再测出每种元素在待测样品中的含量，根据质量吸收系数计算公式来计算上述待测样品的质量吸收系数；同时，对上述待测样品进行X射线衍射法谱图扫描，获得待测样品的物相谱图；

[0057] 根据待测样品的质量吸收系数和物相谱图，以步骤3.3得到的校准曲线为基准，推导出待测样品中各物相的含量，如掺杂分析样、特征氧化铁皮样品中的FeO物相、Fe2O3物相、Fe3O4物相和SiO2物相的含量；

[0058] (5)氧化铁皮掺杂比例定量分析

[0059] 根据掺杂比例含量公式计算出氧化铁皮的比例，掺杂比例含量公式为

[0060] W掺＝WFeO/Wp,FeO

[0061] 其中，W掺为掺杂样品中氧化铁皮的掺杂比例，即百分数％；WFeO为掺杂样品中FeO含量，即百分数％；Wp,FeO为特征氧化铁皮样品中FeO含量，即百分数％。

[0062] 实施例1

[0063] (1)特征氧化铁皮样品的制备

[0064] 从原始样品中取部分样品，从中分拣出片状结构的氧化铁皮样品；对于片状结构较少，难以直接分取的样品，以10目标准筛对大粒径结构样品过筛富集，从筛上物中进行分拣，获得片状结构的氧化铁皮样品；将分拣出的片状结构的氧化铁皮样品进行水洗、烘干，研磨至全部过45μm标准筛，备用，如图1所示；

[0065] (2)掺杂分析样的制备

[0066] 从原始样品中另取与步骤(1)相同重量的样品，放干燥箱中干燥，干燥温度为105℃±5℃，干燥时间为1h，采取破碎‑过筛‑筛上物，继续破碎‑过筛，直至全部通过45μm标准筛，搅拌均匀，于玛瑙研钵中研磨至粉状，备用，如图2所示；

[0067] (3)参考样品的制备

[0068] 称取不同质量分数的高纯FeO物相、Fe2O3物相、Fe3O4物相和SiO2物相，配置不同FeO含量的参考样品，具体如下表1所示，

[0069] 表1

[0070]

[0071] 测出上述每个参考样品中的元素组成，再测出每种元素在其参考样品中的含量，再根据ICDD提供的国际衍射数据库，得到元素的质量吸收系统。另外，由于参考样品中元素种类较多，有些元素含量较少或极少，在计算过程中，对参考样品的质量吸收系数的影响较小，因此，对参考样品中含量少的元素进行了删减，只取了含量较高的主要元素的含量，如Fe、Si、O、Mn、Ba，具体如下表2所示，

[0072] 表2

[0073]元素 Fe Si O Mn Ba
元素质量吸收系数 302 63.7 11.5 270 325
样品1元素含量 73.84％ 0.17％ 25.55％ 0.22％ 0.32％
样品2元素含量 67.24％ 3.68％ 28.42％ 0.17％ 0.31％
样品3元素含量 37.07％ 23.06％ 39.22％ 0.11％ 0.29％
样品4元素含量 51.24％ 12.85％ 35.36％ 0.07％ 0.31％
样品5元素含量 67.31％ 0.26％ 30.80％ 0.07％ 0.32％

[0074] 根据上述各元素的含量及元素质量吸收系数得到上述参考样品的质量吸收系数，具体数值如下表3所示，

[0075] 表3

[0076]

[0077]

[0078] 同时，对上述参考样品进行X射线衍射法谱图扫描，获得参考样品的物相谱图，如图3所示，得到FeO(200)强度，具体数值如上表3所示；

[0079] 根据表1中的已知FeO物相的含量即质量分数、表3中物相谱图中衍射峰的面积和样品质量吸收系数之积，以已知物相含量为横坐标，以谱线净强度与参考样品质量吸收系
数之积为纵坐标，采用最小二乘法进行拟合，得到线性方程，该线性方程绘制的曲线如图4所示，其线性方程式为

[0080] FeO(200)：y＝62.05X+17.12R2＝0.9989。

[0081] (4)FeO物相含量测定

[0082] 将步骤(1)制备的特征氧化铁皮样品和步骤(2)制备的掺杂分析样作为待测样品，先测出待测样品中的元素组成，再测出每种元素在待测样品中的含量，根据质量吸收系数
计算公式来计算上述待测样品的质量吸收系数。同理，特征氧化铁皮样品和掺杂分析样中
也对含量少的元素进行删减，如下表4所示，

[0083] 表4

[0084]元素 Fe Si O Ca Ba
元素质量吸收系数 302 63.7 11.5 170 325
特征氧化铁皮样品 73.55％ 0.19％ 25.55％ 0.04％ 0.32％
掺杂分析样 69.03％ 1.95％ 27.82％ 0.24％ 0.33％

[0085] 由上述的元素含量和元素质量吸收系数，得到特征氧化铁皮样品和掺杂分析样的样品质量吸收系数，具体数值如下表5中所示，

[0086] 表5

[0087]

[0088]

[0089] 同时，对上述特征氧化铁皮样品和掺杂分析样进行X射线衍射法谱图扫描，获得特征氧化铁皮样品和掺杂分析样的物相谱图，如图7、图8所示，得到FeO(200)强度，具体数值如上表5所示；

[0090] 根据表5中的样品质量吸收系数及步骤(3)得到的线性方程式，计算得到特征氧化铁皮样品中的FeO含量和掺杂分析样中的FeO含量。

[0091] (5)氧化铁皮掺杂比例定量分析

[0092] 根据掺杂比例含量公式计算出氧化铁皮的比例，掺杂比例含量公式为

[0093] W掺＝WFeO/Wp,FeO

[0094] 其中，W掺为掺杂样品中氧化铁皮的掺杂比例，即百分数％；WFeO为掺杂样品中FeO含量，即百分数％；Wp,FeO为特征氧化铁皮样品中FeO含量，即百分数％；

[0095] 计算得到氧化铁皮掺杂比例即W掺：39.78％。

[0096] 实施例2

[0097] 步骤(1)‑(3)采用与实施例1相同的方法，制得特征氧化铁皮样品和掺杂分析样，该特征氧化铁皮样品和掺杂分析样的元素组成及含量如下表6所示，

[0098] 表6

[0099]元素 Fe Si O Ca Na
元素质量吸收系数 302 63.7 11.5 170 29.7
特征氧化铁皮2 63.67％ 4.63％ 21.26％ 2.88％ 4.50％
掺杂分析样2 61.75％ 2.27％ 31.83％ 1.38％ 0.91％

[0100] 由上述的元素含量和元素质量吸收系数，得到特征氧化铁皮样品和掺杂分析样的样品质量吸收系数，具体数值如下表7中所示，

[0101] 表7

[0102]

[0103] 同时，对上述特征氧化铁皮样品和掺杂分析样进行X射线衍射法谱图扫描，获得特征氧化铁皮样品和掺杂分析样的物相谱图，如图9、图10所示，得到FeO(200)强度，具体数值如上表7所示；

[0104] 根据表7中的样品质量吸收系数及实施例1步骤(3)得到的线性方程式，计算得到特征氧化铁皮样品中的FeO含量和掺杂分析样中的FeO含量，具体数值如表7中所示。

[0105] (5)氧化铁皮掺杂比例定量分析

[0106] 根据掺杂比例含量公式计算出氧化铁皮的比例，掺杂比例含量公式为

[0107] W掺＝WFeO/Wp,FeO

[0108] 其中，W掺为掺杂样品中氧化铁皮的掺杂比例，即百分数％；WFeO为掺杂样品中FeO含量，即百分数％；Wp,FeO为特征氧化铁皮样品中FeO含量，即百分数％；

[0109] 计算得到氧化铁皮掺杂比例即W掺：11.27％。

[0110] 为验证此方法的可行性，选取一组参考样品作为待测样品，采用本发明所述的方法测得该参考样品的掺杂比例与参考样品本身的掺杂比例相同或相近，误差小2％。因此，该方法是可以准确测量出掺杂氧化铁皮类铁矿中氧化铁皮的含量的。

[0111] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。