ICS 77.120.99
CCS H 14
内蒙古自治区稀土行业协会团体标准
T/REIANM 0307-2024
萤石矿中CaF2 量的测定基于晶胞精修的X 射线衍射法
Determination of CaF2 content in fluorite oresX-ray diffraction method based on cell refinement
2024-11-05 发布2024-11-05 实施
内蒙古自治区稀土行业协会发布
前言
本文件按照GB 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由包头稀土研究院提出。
本文件由内蒙古自治区稀土行业协会提出并归口。
本文件起草单位：包头稀土研究院、中国科学院青海盐湖研究所、包钢集团矿山研究院（有限责任
公司）
本文件主要起草人：彭章旷、韩丽、王维维、马云麒、侯少春、于俊芳、杨波
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萤石矿中CaF2量的测定
基于晶胞精修的X射线衍射法
警示——本文件的应用可能涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有
安全问题都提出建议。用户在使用本文件之前有责任制定相应的安全和防护措施，并确定相关规章
限制的适用性。X 射线对人体可能导致电离辐射危害，应确保衍射仪及各种安全防护设施工作正常。
1 范围
本文件描述了基于晶胞精修的X射线衍射法测定萤石矿中CaF2含量的方法。
本文件适用于萤石矿（w(CaF2)≥10%）中CaF2含量分析。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB 5195.1 萤石氟化钙含量的测试EDTA滴定法和蒸馏-电位滴定法
GB 22564 萤石取样和制样
GB 31313 萤石粒度的筛分测试
GB 32554 萤石校核取样偏差的试验方法
GB 36655 电子封装用球形二氧化硅微粉中α态晶体二氧化硅含量的测试方法XRD法
DZ/T 0211 重晶石、毒重石、萤石、硼矿地质勘查规范
JC/T 1021.6 非金属矿物和岩石化学分析方法第6部分萤石矿化学分析方法
JY/T 0587 多晶体X射线衍射方法通则
SN/T 2764 萤石中多种成分的测试X射线荧光光谱法
YS/T 1160 工业硅粉定量分析二氧化硅含量的测试X射线衍射K值法
YB/T 5217 萤石
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
晶胞精修：Cell Refinement
基于精修软件对晶体结构参数和峰形参数进行调整。
3.2
萤石矿：Fluorite Ore
萤石含量达到矿产地质勘查规范的矿石（DZ/T 0211 重晶石、毒重石、萤石、硼矿地质勘查规范），
或经选矿获得的中间产品，或加工生产的萤石精粉、萤石块矿、萤石矿粉、萤石球团。
2
4 方法原理
当X 射线照射晶体物质时将产生衍射，每种晶体物质都有其特定的衍射特征，在一定条件下，其
产生的衍射强度与含量成正比。基于特征X 射线衍射峰确定样品中的矿物种类前提下，对各矿物进行
晶胞参数精修，充分消除实际图谱与理论图谱间的差异，从而达到精确测试矿物含量的目的。
5 仪器与设备
5.1 多晶X 射线衍射仪
带微机、X 射线管选用铜靶、狭缝、滤波片并有阶梯扫描方式功能。
5.2 含量分析软件
包含标准矿物数据库、矿物定性和定量分析软件。
5.3 晶胞参数精修软件
包含结构参数（晶胞参数、原子坐标、占有率、温度因子）和峰形参数（峰形、半宽度、不对称、
择优取向、本底）精修的软件，如TOPAS V5.0、DBWS、XRS 和GSAS 等软件。
6 样品制备
样品于105℃烘1h，置于干燥器中，冷却至室温。试样粒度应研磨通过0.074mm标准筛。
注：在制样过程中用力应均匀且不可力度过大，避免造成颗粒的定向排列，同时保证样品表面的均
匀且与样品架表面高度一致，推荐使用背压法制样。
7 试验步骤
7.1 仪器预热
根据仪器使用说明书进行仪器预热。
7.2 含量测试
7.2.1 粉末衍射谱的获得
按照JY/T 0587 获取衍射谱。衍射谱先做一次2θ约从5°～80°的快速扫描，依据峰的实际位置决定扫
描范围。低角侧扫描起始角应根据第一条衍射线的2θ位置决定。之后以扫描步长0.02°/步，扫描速度0.4
秒/步进行慢扫，得到高质量的衍射谱。
7.2.2 矿物种类分析
使用计算机自动寻峰，在此过程中选择好用于去背景及噪声、平滑和寻峰的各种参数，避免漏峰或
多峰。根据寻峰结果，由计算机给出衍射角2θ、晶面间距d 值、衍射线的相对强度及半峰全宽。使用
PDF 或CCDC 索引做计算机自动检索或人工检索，找出可能的已知物相的衍射卡片，仔细对照、比较，
最后判断出试样所包含的物相。
7.2.3 全谱拟合
3
基于晶胞参数精修软件引入物相的“晶体结构”获得物相的计算谱，并与获得的X射线衍射谱进行
全谱拟合，获得计算谱与实测谱之间的方差。该过程一般要求取前20个衍射较好的衍射峰进行全谱拟合。
7.2.4 全局参数精修
在全谱拟合后对全局参数进行精修，分别对仪器零点、背景线、样品位移逐步精修。将标准样品X
射线衍射谱测定的全局参数输入TOPAS V5.0精修软件，系统将会自动对现有测试条件精修校准，从而
达到统一测定条件的精修图谱。
7.2.5 相精修
在全局参数精修后进行相精修，依据矿物全谱拟合结果，将测定的晶胞参数输入TOPAS V5.0精修软
件，从高含量到低含量依次对矿物进行晶胞参数和原子坐标进行调整。当精修过程中的计算谱与实测谱
之间的方差不再降低时应停止该参数的精修，认定达到精修收敛目标。在此过程中精修软件给出的Rwp
（加权图形剩余方差因子）要求小于10%，达到该条件可以说明其精修结果良好，原子参数可靠。
8 试验数据处理
实验结果表示样品中萤石质量百分比，表示为：w(CaF2)。
相对标准偏差、相对误差确定：本部分的精密度、准确度试验是2023 年对5 个国家标准物质，4
个以国家标准物质和化学试剂（优级纯）配置的混合物，每个样品重复测试3 次所得。原始数据（测试
结果）参见附录A。使用相对标准偏差表示数据的精密度，使用相对误差表示数据的准确度。
分析结果的确定：计算独立重复测试结果的相对标准偏差，满足RSD 小于1.50%时确定为分析结
果，并将最终结果修约到两位小数。
表1 测试值相对标准偏差、相对误差
萤石含量（质量分数） 相对标准偏差（RSD） 相对误差（δ）
w(CaF2)≥60%
＜1.50%
0.60%
10%≤w(CaF2)＜60% 3.20%
4
附录A
（资料性）
精密度、准确度数据是2023年对5个不同水平的萤石国家标准物质，4个以国家标准物质和化学试剂
（优级纯）配制的不同水平的混合物确定，每个样品在重复性条件下独立测试3次。
表A.1 准确度数据
样品名称
w(CaF2)推
荐值/%
w(CaF2)测
试值/%
w(CaF2)平
均值/%
相对标
准偏差/%
相对
误差/%
GBW(E)070165 80.30
81.02
80.27 80.72 0.32 0.52
80.86
GBW(E)070164 87.45
86.50
88.95 87.27 1.19 0.21
86.36
GBW(E)070161 94.39
93.20
94.73 94.10 0.65 0.31
94.37
GBW(E)070162 90.28
89.60
91.79 90.56 0.91 0.31
90.30
GBW(E)070163 96.31
96.03
96.45 96.41 0.30 0.10
96.75
混合物1 60
61.35
59.62 60.20 0.81 0.33
59.64
混合物2 40
41.20
41.4 41.11 0.28 2.78
40.74
混合物3 20
20.90
21.3 20.61 0.71 3.05
19.63
混合物4 10
10.50
9.52 9.81 0.49 1.90
9.40
5
附录B
（资料性）
仪器型号、软件名称及测试条件
仪器技术指标
最小衍射角度0.3°
最低衍射角度3°
最小衍射峰范围10°
最小步长0.0001°
角度重现性±0.0001°
测角仪半径250mm
测试条件
管压40 kV
管流30 mA
DS（发散狭缝）和SS（防散
射狭缝
1.0mm
RS（接收狭缝） 0.1mm
滤波片Ni板
入射线波长0.15418nm
扫描范围2θ角5～80°
扫描步长0.02°/步
扫描速度0.4秒/步
