CN107290332A

CN107290332A - Icp‑aes快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法

Info

Publication number: CN107290332A
Application number: CN201710356654.1A
Authority: CN
Inventors: 严倩琳; 钱刚; 阮小江; 许晓红; 白云
Original assignee: Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Current assignee: Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co Ltd
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2037-05-19
Also published as: CN107290332B

Abstract

本发明涉及ICP‑AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法。用钼铁标准样品绘制硅、铜、磷标准曲线，在线加入砷、铅、锡、锑、铋混合标准溶液，实现基体在线匹配，用干扰系数法在方法建立中编入IEC数据模型，消除共存元素间光谱干扰。最后测定各元素的检出限，并进行精密度试验和准确度试验。结果：该方法中的硅、铜、磷的相对标准偏差（n=11）为0.56%～2.21%，砷、铅、锡、锑、铋的相对标准偏差（n=11）为1.35%～10.1%，所有元素准确度均良好。具有经济实用，分析周期短，能够快速全面分析出钼铁中的杂质含量的优点，为钼铁中杂质元素含量的快速全面检测分析提供了新的借鉴和参考。

Description

ICP-AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法

技术领域

本发明涉及一种对钼铁中杂质元素的快速检测方法，尤其涉及一种使用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）快速全面测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法。

背景技术

钼铁合金含钼55%～75%，铁25%～45%，其余为低含量杂质。钼铁广泛应用于冶金结构钢、耐热钢、耐酸钢及工具钢的冶炼。在工具钢和军工钢冶炼中，这些低含量杂质易对成品钢的冶金性能造成一定的影响，尤其是砷、铅、锡、锑、铋必须严格控制在2ppm以内，因此钼铁作为合金添加剂必须严格控制其杂质元素含量。

钼铁中的杂质元素如通过国家标准单个分析需要多个技术人员才能共同完成，且操作相当繁琐。安阳钢铁集团公司技术质量处采用ICP-AES法测定钼铁中锡锑硅铜，山东钢铁集团日照有限公司采用熔融制样-X射线荧光光谱法测定钼铁中钼、硅、磷、铜。但这些方法并不全面，尤其X射线荧光光谱法在微量元素砷、铅、锡、锑、铋的检测中没有优势；由于钼铁中复杂的基体导致钼铁中共存元素间有许多光谱干扰无法消除，为全面化检测带来困难。

综上所述，目前尚未有一种干扰小、可以快速全面分析钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种全面而快速，同时还能消除共存元素间光谱干扰的钼铁杂质元素的检测方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种ICP-AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法，包括如下步骤

（1）准确称取试样0.2000g，精确至0.1mg置于250mL烧杯中，加入10mL硝酸（1+1），于200±20℃电加热板上加热溶解试样，待试样溶解完全澄清后取下，冷却至室温，定容至100mL容量瓶中作为ICP用待测液；

（2）标准溶液工作曲线配制：分别准确称取钼铁标样（GSB03-1689-2004）0.030g、0.060g、0.100g、0.200g、0.300g用10mL硝酸（1+1）溶解配制为硅、铜、磷工作曲线；稀释砷、铅、锡、锑、铋标准溶液配制为混合标准溶液，以高纯铁0.080g混合50mL1000μg/mLMo标准溶液作为空白；

（3）开启ICP，待仪器指标符合要求并点火稳定半小时后，依照ICP的工作条件建立样品的分析方法，利用三通阀，由两根进样管分别同时吸入钼铁标准样品溶液和砷、铅、锡、锑、铋混合标准溶液，再由同一根排液管排出废液，同时在方法中编入IEC数据模型，按顺序依次测定空白溶液、标准溶液和待测液，以浓度值为横坐标，强度值为纵坐标拟合线性曲线，计算钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋元素含量。

步骤（2）中标准曲线浓度（μg/mL）分别为：Si：0.18、0.36、0.60、1.2、1.8；Cu：0.078、0.156、0.260、0.520、0.780；P：0.0053、0.0105、0.0175、0.035、0.0525；混合标准溶液砷、铅、锡、锑、铋浓度（μg/mL）均为：0.002、0.005、0.010、0.020、0.030。

步骤（3）中电感耦合等离子体发射光谱仪工作条件具体为：RF功率：1150W、辅助气流：0.5L/min、雾化器气体流量：0.7L/min、冷却气流量：12 L/min、冲洗泵速100rpm、分析泵速50rpm，分析元素波长分别为：Si-251.611nm、Cu-324.754 nm、P-178.284 nm、As-189.042nm、Pb-220.353nm、Sn-189.989nm、Sb-206.833nm、Bi-223.061 nm。

本发明采用钼铁标准样品结合在线标准加入绘制工作曲线能最大限度的避免基体干扰，实现基体在线匹配，用干扰系数校正法编入IEC数学模型更能完全消除共存元素间的光谱干扰，从而实现钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋元素的同时快速检测分析。

本发明快速、简单，可以全面、准确的检测出钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋元素的含量，为钼铁中的杂质元素检测分析提供了新的借鉴和参考。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的一种ICP-AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法，所述方法包括如下步骤：

实验所用设备：美国Thermo Fisher6500Duo全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪；德国赛多利斯电子天平

实验所用试剂：硝酸（优级纯）；超纯水（自制）；标准储备液：Mo、As、Pb、Sn、Sb、Bi的标准储备溶液由国家钢铁研究总院提供，除Sn和Sb的浓度值为500μg/mL外，其它的浓度值均为1000μg/mL；基准物质：高纯铁（铁质量分数99.98%）。

为验证本发明方法测定结果的准确性，选取已知含量的编号NoF17/3的钼铁国际标准样品作为实例1，YSBC37653-10钼铁标准样品作为实例2。

实例1～2的钼铁标准样品中杂质元素的测定方法包括以下步骤：

（1）试样分解：准确称取试样0.2000g，精确至0.1mg置于250mL烧杯中，加入10mL硝酸（1+1体积比），于200℃±20℃电加热板上加热溶解试样，待试样试样溶解完全澄清后取下，冷却至室温，定容至100mL容量瓶中作为ICP用待测液。

（2）标准溶液工作曲线配制：分别准确称取钼铁标样（GSB03-1689-2004）0.030g、0.060g、0.100g、0.200g、0.300g用10mL硝酸（1+1体积比）溶解配制为硅、铜、磷工作曲线；稀释砷、铅、锡、锑、铋标准溶液配制为混合标准溶液，以高纯铁0.080g混合50mL1000μg/mLMo标准溶液作为空白。标准曲线中各元素含量见表1。

表1 标准曲线中各元素含量（%）

ICP杂质素测定：优化仪器参数，使仪器处于最佳状态：RF功率：1150W、辅助气流：0.5L/min、雾化器气体流量：0.7L/min、冷却气流量：12 L/min、冲洗泵速100rpm、分析泵速50rpm，选取Si-251.611nm、Cu-324.754 nm、P-178.284 nm、As-189.042nm、Pb-220.353nm、Sn-189.989nm、Sb-206.833nm、Bi-223.061nm作为分析谱线。利用三通阀，由两根进样管分别同时吸入钼铁标准样品溶液和砷、铅、锡、锑、铋混合标准溶液，再由同一根排液管排出废液，同时在方法中编入IEC数据模型。按顺序依次测定空白溶液、标准溶液和待测液，以浓度值为横坐标，强度值为纵坐标拟合线性曲线，计算钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋元素含量。

线性关系和检出限：各元素的相关系数分别为，Si、Cu 、P、As、Pb、Sn、Sb、Bi：0.9997、0.9999、0.9990、0.9991、0.9990、0.9991、0.9991、0.9989；检出限（%）Si、Cu 、P、As、Pb、Sn、Sb、Bi：0.0069、0.0003、0.0072、0.0015、0.0003、0.0006、0.0003、0.0003。

精密度和准确度：以实例1～2的钼铁标准样品验证方法的准确度，结果见表2。

表2 精密度和准确度（n=11）

元素	Si	Cu	P	As	Pb	Sn	Sb	Bi
									标准值1	0.48	0.31	0.042	0.021	0.0051	0.0029	0.024	0.0009
实例1	0.531	0.315	0.044	0.0187	0.0057	0.0031	0.0247	0.0009
									RSD	1.74	0.87	1.43	2.89	3.12	6.05	1.35	9.18
标准值2	0.71	0.117	0.046	0.0042	0.0026	0.0023	0.0012	0.0009
									实例2	0.731	0.117	0.049	0.0039	0.0024	0.0026	0.0010	0.0009
RSD	1.03	0.56	2.21	8.22	7.65	7.02	8.87	10.1

注：实例2中的YSBC37653-10钼铁标准样品中未标注As、Pb、Sn、Sb、Bi含量，此数据由北京钢铁研究院出具

本发明通过上述实例来说明本发明的检测方法过程，但本发明并不局限于上述操作步骤，即不意味着本发明必须依赖上述操作过程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所用的试剂等效替换及分析元素添加等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种ICP-AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法，其特征在于：

包括如下步骤

准确称取试样0.2000g，精确至0.1mg置于250mL烧杯中，加入10mL硝酸（1+1），于200±20℃电加热板上加热溶解试样，待试样溶解完全澄清后取下，冷却至室温，定容至100mL容量瓶中作为ICP用待测液；

标准溶液工作曲线配制：分别准确称取钼铁标样（GSB03-1689-2004）0.030g、0.060g、0.100g、0.200g、0.300g用10mL硝酸（1+1）溶解配制为硅、铜、磷工作曲线；稀释砷、铅、锡、锑、铋标准溶液配制为混合标准溶液，以高纯铁0.080g混合50mL1000μg/mLMo标准溶液作为空白；

开启ICP，待仪器指标符合要求并点火稳定半小时后，依照ICP的工作条件建立样品的分析方法，利用三通阀，由两根进样管分别同时吸入钼铁标准样品溶液和砷、铅、锡、锑、铋混合标准溶液，再由同一根排液管排出废液，同时在方法中编入IEC数据模型，按顺序依次测定空白溶液、标准溶液和待测液，以浓度值为横坐标，强度值为纵坐标拟合线性曲线，计算钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋元素含量。

2.根据权利要求1所述的ICP-AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法，其特征在于：所述步骤（2）中标准曲线浓度（μg/mL）分别为：Si：0.18、0.36、0.60、1.2、1.8；Cu：0.078、0.156、0.260、0.520、0.780；P：0.0053、0.0105、0.0175、0.035、0.0525；

混合标准溶液砷、铅、锡、锑、铋浓度（μg/mL）均为：0.002、0.005、0.010、0.020、0.030。

3.根据权利要求1所述的ICP-AES快速同时测定钼铁中硅、铜、磷、砷、铅、锡、锑、铋含量的方法，其特征在于：所述步骤（3）中电感耦合等离子体发射光谱仪工作条件具体为：RF功率：1150W、辅助气流：0.5L/min、雾化器气体流量：0.7L/min、冷却气流量：12 L/min、冲洗泵速100rpm、分析泵速50rpm，分析元素波长分别为：Si-251.611nm、Cu-324.754 nm、P-178.284 nm、As-189.042nm、Pb-220.353nm、Sn-189.989nm、Sb-206.833nm、Bi-223.061 nm。