[发明专利]具有多个测量通道的X射线荧光分析仪和用于执行X射线荧光分析的方法

说明书

一种X射线荧光分析仪，其包括用于沿第一光轴(204)的方向发射入射X射线(206)的X射线管(402)。浆料处理单元(201)被配置成维持浆料的样品(202)与所述X射线管之间的恒定距离。第一晶体衍射仪(601、1501)相对于所述浆料处理单元(201)沿第一方向定位。其包括第一晶体(603、1502)和第一辐射检测器(602、1505)，该第一辐射检测器被配置成以第一能量分辨率检测由所述第一晶体(603、1502)衍射的荧光X射线。第二晶体衍射仪(1511)相对于所述浆料处理单元(201)沿第二方向定位。其包括第二晶体(1512)和第二辐射检测器(1515)，该第二辐射检测器被配置成以第二能量分辨率检测由所述第二晶体(1512)衍射的荧光X射线。所述第一晶体(603、1502)是热解石墨晶体，所述第二晶体(1512)包括热解石墨以外的材料，并且所述第一晶体衍射仪和所述第二晶体衍射仪被配置成将相同元素的特征荧光辐射导向至其相应的辐射检测器。

技术领域

本发明涉及X射线荧光分析技术领域。具体地，本发明涉及在存在显著背景辐射和/或来自其他元素的荧光辐射的情况下检测来自感兴趣元素的相对少量的荧光辐射的任务。

背景技术

X射线荧光分析可用于检测感兴趣元素在其他元素基质中的存在并测量其浓度。例如，在采矿工业中，了解样品中是否存在感兴趣的矿物或金属以及其中的数量是重要的。为了可在工业过程中应用，X射线荧光分析方法即使在相对较短的曝光时间内也应该是相当精确的，并且可以用坚固且机械可靠的测量装置来实现。

X射线荧光分析在采矿工业中的一个具体应用是对浆料中感兴趣元素进行分析。根据定义，浆料是破碎和研磨后的矿石的细的、固体颗粒的水基悬浮液，其中固体颗粒的干重小于样品的总质量的90％，通常为20％-80％。样品呈浆料的形式，这一事实对样品处理提出了特殊的要求。例如，有利的是维持样品的流动为湍流，从而使样品的组成保持均匀混合，并且各组分(fraction，馏分)不会彼此分离。同时，测量几何结构(measurementgeometry)应尽可能保持恒定，以便不会在测量结果中导致不希望的基于几何结构的变化。

浆料中感兴趣元素的浓度通常非常低。例如铜、锌、铅和钼需要在如0.01％或更低的浓度下测量，而要测量的金的浓度可能仅为大约几ppm，如1ppm-5ppm。如此低的浓度使得测量变得困难，因为来自感兴趣元素的荧光辐射的强度非常低，这不可避免地增加了统计误差的影响。当该强度与所涉及的其他辐射强度(如来自其他不感兴趣元素的荧光辐射)相比较低时，与相邻峰的重叠会引发问题。不能将测量时间定为任意长度，因为浆料作为来自精炼过程的连续流而到来的，并且是过程中发生的重要在线指标。X射线荧光测量应该是足够快的以检测浆料成分中的趋势性变化，使得测量结果能够用于实时控制精炼过程。

发明内容

本发明的一个目的提供一种在苛刻的工业条件下对浆料中的小浓度元素执行精确且可靠的X射线荧光分析的设备和方法。本发明的另一个目的是提供能够适应不同种类样品和不同种类条件的这种设备和方法。

上述和其他目的是通过使用至少两个晶体衍射仪以及其各自的检测相同元素的特征荧光辐射的检测器来实现的，使得其中一个晶体衍射仪包含热解石墨晶体。