应用X射线荧光分析方法检测水泥及相关样品中化学成分的方法验证.pdf

应用 射线荧光分析方法检测水泥及相关样品中化学成分的方法验证朱 殊(云南省建筑材料产品质量检验研究院 云南 昆明)摘 要:按照实验室管理的要求 实验室在使用新方法前要对方法进行验证/水泥化学分析方法 规定了 种检测方法:化学分析方法、射线荧光分析方法、电感耦合等离子体发射光谱法 我院已使用了化学分析方法和电感耦合等离子体发射光谱法 现在拟增加 方法一项新的熔融法 射线荧光分析方法 为保证正确实施新方法 我院按照要求 使用标准样品、人员对比、重复性试验等方法进行验证 经验证 用新方法检测得到的结果准确、可靠 具备应用该方法开展检测工作的能力关键词:射线荧光分析 实验室管理 方法、水泥及相关样品 方法验证中图分类号:文献标识码:文章编号:()/检测和校准实验室能力的通用要求 和/检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求 均要求检验检测机构在使用标准方法前 应进行方法验证/水泥化学分析方法 标准规定了 种检测方法:化学分析方法、射线荧光分析方法、电感耦合等离子体发射光谱法 云南省建筑材料产品质量检验研究院(以下简称“我院”)每年要检测大量的水泥及相关样品 检测这些样品的主要依据为/水泥化学分析方法 标准中的化学分析方法 为更好地服务社会和水泥生产企业 我院购置了 射线荧光光谱仪 采用 射线荧光分析方法进行检测 并且使用了国家水泥中心的 方法 方法是一项新的熔融法 射线荧光分析方法 该方法包括校准样品自定值技术、熔片的稀释比计算技术、元素间影响系数计算技术以及标准稀释比强度转换技术等核心技术为验证使用 方法是否满足标准要求 依据实验室管理要求和我院体系文件的规定进行了方法验证 验证采用了使用标准物质、人员对比、重复性试验等方法 经验证 设备配置和性能满足要求、环境条件满足要求、人员具备能力、检测结果的准确度、精密度达到标准要求 我院具备用 方法开展检测的能力 方法的选用/水泥化学分析方法 标准中规定用 射线荧光分析方法测定、等成分在玻璃熔片或压片上测量待测元素特征 射线的强度 根据校准曲线或校正方程来分析 计算出待测成分的含量 如果元素间的效应显著影响校准精度需进行元素间干扰效应校正 该方法是基于熔融样品或压片 使用标准样品/标准物质进行分析确认其技术指标 则分析结果认为等同有效水泥企业和质检机构检测水泥及相关样品大量采用的是传统的化学法 但化学法存在一些不足如:由于过程复杂 控制点较多 对人员技能的要求较高 检验要消耗大量的化学试剂 既增加成本又给环境造成负担等 射线荧光分析方法是一种高效、准确的方法 该方法逐渐被使用 许多水泥企业用该方法进行生产控制检测 也有的企业用于检测水泥产品 部分质检机构已开始使用该方法检测水泥及相关样品在使用 射线荧光分析方法时 制样方法有压片法和熔融法 压片法要考虑颗粒效应、矿物效应和元素间的吸收增强等基体效应 熔片法要考虑针对不同样品制作校准样品、校准曲线、校准方程等工作 质检机构样品来源复杂 直接采用压片法或熔融法制样 都难以保证检测结果的准确性而 方法的核心技术解决了这些问题 较适合我院检测工作的状况 基于此 我院选择使用 方法 仪器设备与试剂 射线荧光光谱仪 布鲁克 高温炉 工作温度 坩埚熔剂:硼酸盐复合熔剂(酸性和碱性 种)脱模剂:碘化铵浓溶液试剂为分析纯仪器设备与试剂的选择符合标准要求 年 月第 卷第 期 建材发展导向 环境条件/水泥化学分析方法 中对于流动气体的使用规定了温控要求:气体尽可能保持在恒定的室温 气瓶的输送管道应尽可能短 并且尽可能放在安置光谱仪的温控室内我院配置专门房间安放 射线荧光光谱仪 气瓶也放置在同一房间内 安装了空调控制温度 检测的环境条件满足标准要求 试样熔片的制备/水泥化学分析方法 中规定了玻璃熔片制备的要求与方法 其中有 点与 方法有差别:)熔剂与试料的比例(稀释比)选择应满足校准的建立和验证给定的技术要求 在校准时所使用的熔剂与试料的质量比例也同样用于其后的分析中 根据特定的铸模来选择试料和熔剂的总质量 且该质量要保持不变 按选择的稀释比分别测量试样、溶剂和脱模剂 精确至 )应根据试样和被测元素的类型选择适宜的熔融温度和熔融时间 方法熔样时熔剂与试样的比例无需固定和准确计量 熔融温度与时间无需严格控制 因为 方法核心技术中的“射线荧光分析中熔片稀释比的测定方法及其应用”和“一种获得标准稀释比下射线荧光强度的方法”技术 解决了熔片稀释比和熔样条件的问题 所以检测时只用称取大致量即可按 方法制作的熔片质量满足实施检测的要求 按实验室管理和院体系文件的规定 编写了作业指导书 工作曲线/水泥化学分析方法 中规定了校准曲线的建立与验证的方法 首先制备与选择校准与验证样品 包括:系列校准标准样品、验证校准曲线用有证标准样品/标准物质或质控标准样品等 其次 进行校准的建立和验证 包括测定校准样品灼烧基、建立每种元素的校准曲线、建立校准方程等工作建立工作曲线是 射线荧光分析的基础 目的是建立样品强度与浓度的定量关系 射线荧光光谱仪均带有制作工作曲线的软件 传统的 射线荧光分析制作工作曲线的过程包括两部分)设置待测元素的仪器工作条件)通过对校准样品强度的测量建立样品强度与浓度的关系 方法无需制备系列校准样品 只需建立并校准检测水泥样品的工作曲线 检测水泥相关样品时 可直接用该工作曲线检测 因为 方法应用“样品自动识别技术”在 方法进行 射线荧光分析时 工作曲线的作用是确定待测样品中化学成分对应元素的测定条件 而水泥及相关样品中待测化学成分可以完全相同 虽然这些样品的化学成分的含量范围存在较大差异 但测定其对应元素及特征谱线完全相同 仪器工作条件也可以完全相同 实现了标准规定的校准曲线的建立与验证要求 这样可以减少制作工作曲线的工作量 射线荧光光谱仪可外挂软件 在设备中安装 数据处理软件 在检测时该软件会将设备检测到的样品强度数据转换为样品的浓度 方法样品自动识别技术将水泥产品及其原料样品分为水泥类(包括生料、熟料和水泥)、黏土类(包括黏土、煤矸石、粉煤灰)、铁质类(包括铁矿石、硫酸渣和钢渣)、石灰石、砂岩和石膏 类 检测时首先用计算水泥样品浓度的参数 估算待测样品的浓度 然后用此估算浓度判别样品种类 再调用由同类标准样品测定的计算参数 重新计算待测样品的浓度 从而保证结果的准确性 所需调用的计算参数由软件自动完成 操作简单、方便经验证 方法应用其核心技术 优化了工作曲线的制作 工作曲线制作原理与标准规定一致效果更优 人员配备我院化学分析人员长期从事化学分析工作 多年来使用化学分析方法检测水泥及相关样品中的化学成分 熟悉所检样品的性能和特点 具备从事化学检测工作的相应知识 通过国家水泥中心专家的培训 均了解了 射线荧光分析方法的原理 并掌握了 方法的操作要领 经过反复训练 已能熟练操作 在此基础上进行了大量的样品检测 并进行了人员间比对 人员对比检测结果的差值均小于/水泥化学分析方法 规定的重复性限制范围 用重复性限考核更严格 通过检测过程监督和检测结果评价 验证了我院化学分析人员已具备依据 方法开展检测工作的能力 试样测定结果的准确度采用检测标准样品的方法评价该方法的准确度分别检测水泥、熟料、铁矿石、粘土和粉煤灰标准样品 检测结果见表 建材发展导向 年 月第 卷第 期表 标准样品检测结果标准样品名称检测结果化学成分 水泥标准值 差值 熟料标准值 差值 铁矿石标准值 差值 粘土标准值 差值 粉煤灰标准值 差值 标准样品检测结果的差值均在/水泥化学分析方法 规定的再现性范围内 试样测定结果的精密度验证方法的重复性 采用同一水泥样品用同一方法制备 个玻璃熔片 分别检测 得到方法测量精密度 结果见表 表 方法测量精密度检测结果计算值化学成分极差 标准偏差 各化学成分检测结果的极差小于标准中的重复性限 标准偏差均小于标准中重复性限的/结语我院所购置的设备符合标准要求 检测的环境条件满足控制要求 化学分析人员已掌握方法原理和操作要领 对标准中不明确的部分已制定作业指导书 经使用检测标准样品、重复性试验等方法评价 应用 方法检测水泥及相关样品的化学成分 所得到的检测结果的准确度、精密度高 符合标准要求 经验证 我院具备使用 方法检测水泥及相关样品化学成分的能力参考文献:中华人民共和国国家标准 检测和校准实验室能力的通用要求:/.北京:中国标准出版社中华人民共和国认证认可行业标准 检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求:/.北京:中国国家认证认可监督管理委员会中华人民共和国国家标准 水泥化学分析方法:/.北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会刘玉兵 熔融法 射线荧光定量分析新方法 方法.中国建材():殷钰李勇 射线荧光光谱法在生料检测中的应用.水泥技术():刘玉兵赵鹰立戴平等 射线荧光光谱法测定水泥中 方法研究.水泥():卢娟娟任静怡刘玉兵 射线荧光光谱法对水泥中主要成分及微量元素分析测定.水泥():刘玉兵戴平卢娟娟等 方法在测定水泥生、熟料化学成分中的应用.水泥():刘玉兵卢娟娟戴平等 法测定水泥原材料中主要化学成分.水泥():收稿日期:作者简介:朱殊()女云南昆明人本科高级工程师研究方向:建筑材料检测技术(责任编辑:高 峰)年 月第 卷第 期 建材发展导向