CN104062283A - 一种测定硅钒合金中锰含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定硅钒合金中锰含量的方法，包括前处理、标准溶液配制、测定步骤，具体是取待测试样加入浓硝酸，氢氟酸，再加高氯酸冒烟近干，取下，定容，摇匀待测。用配制好的锰标准溶液在等离子体原子发射光谱仪上做出锰谱线强度-质量分数工作曲线，用该曲线分析待测试样，得到硅钒合金中锰含量。本发明采用等离子体原子发射光谱法测定硅钒合金中锰含量，所用试剂少，干扰小，既可减轻环境污染，又可提高工作效率，该发明方法具有良好的精密度和准确度，为钢铁企业硅钒合金的生产和利用提供有效的准确数据。本发明操作方便、快速、分析成本低，测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，能满足日常硅钒合金中杂质元素锰含量的测定需要。

Description

一种测定硅钒合金中锰含量的方法

技术领域

本发明属于化学检测技术领域，具体涉及一种测定硅钒合金中锰含量的方法。

背景技术

钢铁企业在炼铁、炼钢、轧钢等生产过程中产生了大量的钒渣，把钒渣中提炼出来的钒和硅石为原料，以焦炭为还原剂，石灰为造渣剂，生产出硅钒合金。硅钒合金添加到钢中，可以增强钢筋的强度和韧性，能抗辐照脆化，抗辐照肿胀，让钢材在辐照下具有良好的尺寸稳定性和加工性能。

硅钒合金中主要成分有钒、硅、锰、钛、铬和碳。对于硅钒合金中锰元素而言，现在还没有制定出测定的国家标准和行业标准。由于锰元素含量低，化学分析法只能参照其它合金中的光度法进行，要使用大量的化学试剂，耗时较长，成本较高。因此，开发一种能解决上述技术问题的硅钒合金中锰含量的检测方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定硅钒合金中锰含量的方法。

本发明的目的是这样实现的，包括前处理、标准溶液配制、测定步骤，具体包括：

A、前处理：精密称取待测样品置于聚四氟乙烯烧杯中，加入待测样品固液体积比60~100倍浓硝酸和待测样品固液体积比20~30倍氢氟酸，于80~120℃加热 15~30min至试样溶解完全得到溶液a，在溶液a中加入待测样品固液体积比40~60倍高氯酸，于80~120℃加热10~30min，取下冷却至10~30℃得到溶液b，在溶液b中加入待测样品固液体积比70~90倍蒸馏水，于80~120℃加热5~10min至完全溶解，取下冷却至10~30℃得到溶液c，将溶液c转移至容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀得到试样液；

B、标准溶液配制：

1）按A步骤试样液的制备方法制备6份空白试样液并分别移入容量瓶中；

2）精密称取0.1000g纯度大于99.9%的纯锰，用30ml 的1+1盐酸溶解后移入100ml容量瓶中，用蒸馏水定容得到锰标准储备溶液；

3）在前述的6份空白试样液的容量瓶中分别加入0ml、1.00ml、3.00ml、5.00ml、7.00ml和10.00ml的锰标准储备溶液，加入蒸馏水定容得到锰标准溶液；

C、测定：利用等离子体原子发射光谱法进行测定。

本发明采用等离子体原子发射光谱法测定硅钒合金中锰含量，所用试剂少，干扰小，既可减轻环境污染，又可提高工作效率，同时，该发明方法具有良好的精密度和准确度，为钢铁企业硅钒合金的生产和利用提供有效的准确数据。本发明操作方便、快速、分析成本低，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，能满足日常硅钒合金中杂质元素锰含量的测定需要。

附图说明

图1为本发明锰谱线强度-质量分数示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述测定硅钒合金中锰含量的方法，包括前处理、标准溶液配制、测定步骤，具体包括：

A、前处理：精密称取待测样品置于聚四氟乙烯烧杯中，加入待测样品固液体积比60~100倍浓硝酸和待测样品固液体积比20~30倍氢氟酸，于 80~120℃加热15~30min至试样溶解完全得到溶液a，在溶液a中加入待测样品固液体积比40~60倍高氯酸，于80~120℃加热10~30min，取下冷却至10~30℃得到溶液b，在溶液b中加入待测样品固液体积比70~90倍蒸馏水或二次去离子水，于80~120℃加热 5~10min至完全溶解，取下冷却至10~30℃得到溶液c，将溶液c转移至容量瓶中，用蒸馏水或二次去离子水定容，摇匀得到试样液；

B、标准溶液配制：

1）按A步骤试样液的制备方法制备6份空白试样液并分别移入容量瓶中；

2）精密称取0.1000g纯度大于99.9%的纯锰，用30ml 的1+1盐酸溶解后移入100ml容量瓶中，用蒸馏水或二次去离子水定容得到锰标准储备溶液；

3）在前述的6份空白试样液的容量瓶中分别加入0ml、1.00ml、3.00ml、5.00ml、7.00ml和10.00ml的锰标准储备溶液，加入蒸馏水或二次去离子水定容得到锰标准溶液；

C、测定：利用等离子体原子发射光谱法进行测定。

A步骤中所述的浓硝酸浓度为60~80%，优选70%。

A步骤中所述的氢氟酸浓度为30~50%，优选40%。

A步骤中所述的高氯酸浓度为60~80%，优选70%。

B步骤中所述的空白试样液是取8ml浓硝酸、2.5ml氢氟酸和5ml高氯酸于80~120 ℃加热10~30min，取下冷却，加入10ml蒸馏水或二次去离子水制备得到。

C步骤中所述的测定是将等离子体原子发射光谱仪开机预热半小时，开启循环水泵，建立测量方法，开启抽风设备，等待光谱仪的电子照相机、发生器、光室温度达到点火温度时，就把仪器点火，等待20分钟后，建立钨元素工作曲线，进行分析测定工作。

C步骤中所述的等离子体原子发射光谱的仪器工作参数为：设备功率1150W、雾化压力26.08psi、辅助器流量0.5L/min、泵速130rpm、积分时间15s。

所述测定元素锰的谱线位置为257.610nm，级数为131。

本发明通过下列技术方案实现：

步骤一：试样处理

A、用聚四氟乙烯烧杯盛装硅钒合金待测试样，在烧杯中加入8mL浓硝酸，2.5mL氢氟酸，低温加热至试样溶解完全；

B、在步骤A的试样中加入5mL高氯酸，继续加热至冒高氯酸烟15分钟，取下冷却；

C、在步骤B的溶液中加入10mL蒸馏水，低温加热溶解盐类，取下冷却；

D、把步骤C中的溶液转移至100mL容量瓶中，用蒸馏水或二次去离子水定容，摇匀。

步骤二：工作曲线所用标准储备溶液的配制

称取0.1000g金属锰（﹥99.9%）置于100mL烧杯中，加入30mL盐酸（1+1），加热溶解完全，冷却后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含100μg锰。

步骤三：工作曲线所用标液的配制

A、在6个100mL容量瓶中分别加入8mL浓硝酸，2.5mL氢氟酸，5mL高氯酸加热至冒高氯酸烟15分钟，取下冷却，加入10mL蒸馏水或二次去离子水。

B、在步骤A所得的6份溶液中，分别加入0mL，1.00mL，3.00mL，5.00mL，7.00mL，10.00mL步骤二中的A标准储备溶液，加入蒸馏水或二次去离子水定容至100mL容量瓶中摇匀。

与现有测试技术相比，本发明具有以下优点：

（1）测定合金中低含量的锰常用的光度法需要使用大量的化学试剂和玻璃器皿，分析成本较高，对环境污染。本发明使用的分析方法使用的化学试剂较少，对环境污染小，分析成本低。

（2）本发明使用的分析方法，操作方便，分析速度快，缩短了分析周期，提高了分析效率，减轻了分析操作人员的劳动强度。

（3）采用上述方案测定硅钒合金中锰含量，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性。

（4）试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常硅钒合金中锰含量的测定需要。

实施例1

本发明所用的试剂及其配制：

1、硝酸（ρ1.42g/mL）；

2、氢氟酸（ρ1.15g/mL）；

3、高氯酸（ρ1.67g/mL）；

4、以上试剂硝酸、氢氟酸、高氯酸为分析纯试剂，水为二次去离子水。

实施例2

1、工作曲线所用标准储备溶液的配制：

A、称取0.1000g金属锰（﹥99.9%）置于100mL烧杯中，加入30mL盐酸（1+1），加热溶解完全，冷却后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含100μg锰。

2、工作曲线所用标液的配制

2A、在6个100mL容量瓶中分别加入8mL浓硝酸，2.5mL氢氟酸，5mL高氯酸加热至冒高氯酸烟15分钟，取下冷却，加入10mL蒸馏水。

2B、在步骤A所得的6份溶液中，分别加入0mL，1.00mL，3.00mL，5.00mL，7.00mL，10.00mL步骤二中的A标准储备溶液，加入蒸馏水定容至100mL容量瓶中摇匀。

2C、仪器的工作条件见表1，标准溶液中元素锰的波长及级数见表2，锰的谱线强度-质量分数图见图1。

表1 仪器工作条件

功率（W）	雾化压力（psi）	辅助气流量(L/min)	泵速(rpm)	积分时间(s)
					1150	26.08	0.5	130	15

表2 待测元素波长及级数

元素	波长（nm）	级数
			Mn	257.610	131

实施例3

待测硅钒合金试样中锰含量的测定：

1、待测硅钒合金试样的处理：

A、用聚四氟乙烯烧杯盛装硅钒合金待测试样，在烧杯中加入8mL浓硝酸，2.5mL氢氟酸，低温加热至试样溶解完全；

B、在步骤A的试样中加入5mL高氯酸，继续加热至冒高氯酸烟15分钟，取下冷却；

C、在步骤B的溶液中加入10mL蒸馏水，低温加热溶解盐类，取下冷却；

D、把步骤C中的溶液转移至100mL容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。

2、待测硅钒合金中锰含量的测定：

2A、在与实施例2中步骤2C完全相同的工作条件下，根据锰的谱线强度-质量分数曲线得到待测硅钒合金试样中锰的百分含量为0.84%。

实施例4

选择一份基体空白溶液，用锰元素的工作曲线来平行测定10次这份空白溶液，以其3倍标准偏差作为方法的检出限。通过计算得知锰的检出限为0.00030μg/mL。由此可见，锰的检出限较低，灵敏度很高，能满足锰元素直接测定需要。

表3 锰元素检出限测定值（μg/mL）

实施例5

用移液管准确移取10μg/mL锰标准溶液5.00mL，10.00mL，15.00mL加入到认定值相同的三份1#溶液中和三份2#溶液中，在选好的仪器工作条件下，测定出总量，用公式计算出回收率。

表4 回收率试验

从表4可知，回收率为96%~106%，对于微量组分测定而言，具有较高准确度。

实施例6

在选定的仪器工作条件下，对两个样品1#和2#分别测定10次结果，计算出平均值和相对标准偏差，由相对标准偏差的大小可以看出试验结果的精密度好坏。

表5 精密度试验

从表5可知，RSD均小于1%，试验结果具有良好的精密度。

试验结果的准确度可以采用不同的人或者不同的分析方法来进行比较，本发明采用仪器法和分光光度法对相同的样品进行分析结果比对，可以看出两种分析方法比对结果基本一致，试验结果的准确度高。

表6 准确度试验

从表6可以看出，本方法与分光光度法的测定结果基本一致，试验结果具有良好的准确度。

Claims (8)

1.一种测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于包括前处理、标准溶液配制、测定步骤，具体包括：

A、前处理：精密称取待测样品置于聚四氟乙烯烧杯中，加入待测样品固液体积比60~100倍浓硝酸和待测样品固液体积比20~30倍氢氟酸，于80~120℃加热15~30min至试样溶解完全得到溶液a，在溶液a中加入待测样品固液体积比40~60倍高氯酸，于80~120 ℃加热10~30min，取下冷却至10~30℃得到溶液b，在溶液b中加入待测样品固液体积比70~90倍的蒸馏水或二次去离子水，于80~120℃加热 5~10min至完全溶解，取下冷却至10~30℃得到溶液c，将溶液c转移至容量瓶中，用蒸馏水或二次去离子水定容，摇匀得到试样液；

B、标准溶液配制：

1）按A步骤试样液的制备方法制备6份空白试样液并分别移入容量瓶中；

2）精密称取0.1000g纯度大于99.9%的纯锰，用30ml 的1+1盐酸溶解后移入100ml容量瓶中，用蒸馏水或二次去离子水定容得到锰标准储备溶液；

3）在前述的6份空白试样液的容量瓶中分别加入0ml、1.00ml、3.00ml、5.00ml、7.00ml和10.00ml的锰标准储备溶液，加入蒸馏水或二次去离子水定容得到锰标准溶液；

C、测定：利用等离子体原子发射光谱法进行测定。

2.根据权利要求1所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于A步骤中所述的浓硝酸浓度为 60~80%。

3.根据权利要求1所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于A步骤中所述的氢氟酸浓度为 30~50%。

4.根据权利要求1所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于A步骤中所述的高氯酸浓度为60~80%。

5.根据权利要求1所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于B步骤中所述的空白试样液是取8ml浓硝酸、2.5ml氢氟酸和5ml高氯酸于 80~120℃加热10~30min，取下冷却，加入10ml蒸馏水或二次去离子水制备得到。

6.根据权利要求1所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于C步骤中所述的测定是将等离子体原子发射光谱仪开机预热半小时，开启循环水泵，建立测量方法，开启抽风设备，等待光谱仪的电子照相机、发生器、光室温度达到点火温度时，就把仪器点火，等待20分钟后，建立钨元素工作曲线，进行分析测定工作。

7.根据权利要求1或6所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于C步骤中所述的等离子体原子发射光谱的仪器工作参数为：设备功率1150W、雾化压力26.08psi、辅助器流量0.5L/min、泵速130rpm、积分时间15s。

8.根据权利要求3所述测定硅钒合金中锰含量的方法，其特征在于所述测定元素锰的谱线位置为257.610nm，级数为131。