冶金分析
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创刊时间:1981年
刊期:月刊
主办单位:
  中国钢研科技集团有限公司
  中国金属学会
国际标准刊号
  ISSN 1000-7571
国内刊号
  CN11-2030/TF
国内邮发代号
  82-157
单价: 50.00元/册
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2021年 41卷 7期
刊出日期 2021-07-28

研究报告与工作简报

研究报告与工作简报
1 我国焊接药剂分析方法的应用现状
刘攀, 李景滨, 何鹏飞, 常国梁, 朱珍彪, 张欣耀

焊接药剂由多种硅酸盐、碳酸盐、氧化物、氟化物、铁合金、金属粉等无机物及有机物经熔炼、烧结、粘结或混合制成,是重要的钢铁、镍基合金熔焊用材,在焊接过程中起到造渣、脱氧、造气、稳弧、合金化等作用。准确、快速地测定元素成分及物相构成,对焊接药剂的性能评价、质量控制等具有重要意义。基于由传统化学分析到现代仪器分析,由单元素测定到多元素联测的发展脉络,系统综述了焊接药剂分析方法及前处理技术的应用现状,并展望发展趋势。

2021 Vol. 41 (7): 1-9 [摘要] ( 浏览数: 77 ) [HTML 1KB] [PDF 924KB] ( 下载数: 133 )
82 粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定炉渣中氟钾钠硫
樊鑫, 赵艳兵, 张瑞霖

炉渣中的氟、钾、钠、硫可以用于润滑,防止钢水与壁黏连,也可以用来调节熔点以及判定缺陷来源。实验利用转炉渣、高炉渣、电炉渣的标准样品和准确定值的炉渣生产试样绘制校准曲线,从而建立了粉末压片制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定炉渣中氟、钾、钠、硫的分析方法。通过试验确定制样条件为:试样研磨过200目(74 μm)筛,压片机的压力为20 MPa,保压时间为30 s。按照实验方法,对1个炉渣试样压片11次测量,各元素测定结果的相对标准偏差(RSD)为0.17%~3.4%;正确度验证结果表明,实验方法的检测结果与其他分析方法(高频燃烧红外吸收法、电感耦合等离子体原子发射光谱法以及离子选择电位法)的检测结果一致,可以满足炉前分析量大、分析速度快的要求。

2021 Vol. 41 (7): 82-86 [摘要] ( 浏览数: 79 ) [HTML 1KB] [PDF 791KB] ( 下载数: 110 )
10 铅试金富集-高分辨率连续光源石墨炉原子吸收光谱法测定地球化学样品中痕量金铂钯
孙启亮, 毛香菊, 郭晓瑞, 张宏丽, 倪文山
Au、Pt和Pd在自然界矿石中丰度很低且分布不均匀,具有块金效应,准确测定其含量一直是地球化学样品分析中的难题。采用铅试金法对样品中的Au、Pt和Pd进行分离并富集于合粒中,合粒经王水处理溶解,用高分辨率连续光源石墨炉原子吸收光谱法(HRCS-GFAAS)进行测定,建立了地球化学样品中痕量Au、Pt和Pd的测定方法。实验表明:采用实验制备提纯的碱式碳酸铅替代商品试剂氧化铅作为捕集剂,可大幅度降低铅试金流程中待测元素Au、Pt和Pd的空白值,且空白值非常稳定;处理合粒时,先用硝酸溶解合粒中银,再加入盐酸形成王水将Au、Pt和Pd完全溶解,滴加NaCl溶液,使Au、Pt和Pd以稳定的卤络酸钠盐形式存在于溶液中;采用连续光源原子吸收光谱仪的高分辨率分光系统,待测元素的连续光源原子吸收光谱分辨率均不大于0.001 49 nm/pixel,可将Au、Pt和Pd的原子吸收谱线与干扰谱线完全分开,故样品中共存元素对Au、Pt和Pd所测谱线的干扰可忽略。在选定的实验条件下,Au、Pt和Pd的吸光度与其对应的质量浓度运用二次方程最小二乘法拟合校准曲线,各元素校准曲线的决定系数(R2)分别为0.999 6、0.999 9和0.999 9;特征浓度分别为0.341、2.964和0.630 (ng/mL)/1%A。将实验方法应用于地球化学样品(土壤基质)中Au、Pt和Pd的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)介于6.2%~9.6%之间。将实验方法应用于土壤和岩石(橄榄岩、辉石)等标准物质中Au、Pt和Pd的分析,测定值与标准值吻合良好。
2021 Vol. 41 (7): 10-16 [摘要] ( 浏览数: 62 ) [HTML 1KB] [PDF 1470KB] ( 下载数: 135 )
17 离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定玩具材料中痕量可迁移六价铬
胡锐, 屈华阳, 王小龙, 文桦, 李曼, 沈学静
准确测定玩具材料中的可迁移Cr(Ⅵ)对保证玩具材料安全十分重要。以0.07 mol/L盐酸提取样品,使用IonPac AG7阴离子色谱柱,以浓度为75 mmol/L、pH值为7.0的硝酸铵溶液为流动相,控制流动相流速为1.0 mL/min,进样量为200 μL,建立了离子色谱-电感耦合等离子体质谱(IC-ICP-MS)联用测定玩具材料中痕量可迁移Cr(Ⅵ)的方法。在优化的实验条件下,Cr(Ⅵ)质量浓度在0.005~1.000 μg/L范围内与其对应的峰高线性关系良好,相关系数为0.999,方法检出限和定量限分别为0.006 μg/L和0.02 μg/L。以0.1 μg/L标准溶液进样进行测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=7)小于3%。对未检出Cr(Ⅵ)的空白玩具黏土样品进行加标回收试验,结果显示两个浓度的加标回收率为96%和104%。采用实验方法对3种颜色玩具黏土(I类)、泡泡水(II类)和积木涂层(III类)等玩具样品按照规定中的分类进行分析,结果表明,3种颜色玩具黏土和泡泡水均未检出可迁移Cr(Ⅵ),儿童积木涂层检测出可迁移Cr(Ⅵ)的量为0.023 8 mg/kg,相对标准偏差(RSD, n=7)为6.4%,加标回收率为91%~110%。
2021 Vol. 41 (7): 17-22 [摘要] ( 浏览数: 53 ) [HTML 1KB] [PDF 1517KB] ( 下载数: 219 )
23 X射线衍射标准曲线法测定氧化锌富集物中游离态氧化锌
唐梦奇, 吕春秋, 陈璐, 冯均利, 萧达辉
氧化锌富集物的进口能弥补我国锌矿资源的不足,但要求其游离态ZnO不小于50%。目前常采用YS/T 1171.10—2017(Na2EDTA滴定法)测定氧化锌富集物中ZnO含量,该方法测定过程冗长繁琐,测定1个样品需要2 d时间,已不能满足大批量氧化锌富集物进口快速通关的需要。故实验建立了采用X射线衍射(XRD)标准曲线法测定氧化锌富集物中游离态ZnO的方法。采用YS/T 1171.10—2017对进口氧化锌富集物样品进行定值,然后选取15个ZnO含量具有梯度的样品作为校准样品,选用ZnO最强衍射线(101)作为测量谱线,建立起积分强度对ZnO含量的标准曲线,曲线呈现较好的线性。采用标准曲线法、全谱图拟合法、化学方法分别测定了3个进口氧化锌富集物中ZnO含量,标准曲线法测定值与化学方法测定值一致,全谱图拟合法测定值与化学方法测定值偏差较大。实验方法测定1个样品仅需26 min,能够满足大批量氧化锌富集物进口快速通关的检测需求。
2021 Vol. 41 (7): 23-27 [摘要] ( 浏览数: 50 ) [HTML 1KB] [PDF 1083KB] ( 下载数: 146 )
28 冷焰模式-电感耦合等离子体质谱法测定高纯石英中痕量铁
张宏丽, 倪文山, 刘磊, 肖芳
铁元素作为石英砂产品等级划分的重要指标元素,对其快速、准确测定非常重要。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铁时,会受到ArO+多原子分子离子的干扰。实验采用氢氟酸和硝酸溶解高纯石英样品,用硝酸提取测定元素,以冷焰模式进行测定消除了多原子分子离子ArO+的干扰,以100 ng/mL 钴为内标元素,56Fe为测定同位素,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定高纯石英样品中痕量铁的方法。对射频功率和采样深度、基体质量浓度进行了优化,确定射频功率为850 W,采样深度为5.3 mm。对基体质量浓度进行了考察,结果表明,通过控制称样量和稀释样品溶液的方式,控制测定溶液的基体质量浓度不大于10 mg/mL可有效克服基体效应。在优化的实验条件下,铁质量浓度在0.100~100 ng/mL范围内与其质谱强度呈线性相关,相关系数为0.999 6。以1.000 0 g称样量计,方法检出限为0.039 μg/g,定量限为0.13 μg/g。采用实验方法分别对5个铁含量水平的高纯石英样品中铁进行测定(n=9),并进行加标回收试验和方法比对试验,测定值和动能歧视碰撞池模式-电感耦合等离子体质谱测定结果基本一致,相对标准偏差(RSD)在3.2%~5.1%之间,加标回收率在96%~102%之间。
2021 Vol. 41 (7): 28-34 [摘要] ( 浏览数: 69 ) [HTML 1KB] [PDF 1143KB] ( 下载数: 146 )
35 测量不确定度对En值法评价气体检测能力验证结果的影响探究
左泽浩, 刘涛, 孙自杰, 邢小茹
在环境空气检测能力验证工作中,由于气体容器、充装方法等影响,气体样品的制备通常会采用逐瓶制备的方式,每瓶气体样品的指定值会存在一定的差异,因此气体检测能力验证结果往往采用En值法进行评价。采用En值法时,实验室测量不确定度直接影响能力验证评价结果,实验室正确评定其测量不确定度是En值法得以正确合理使用的必要条件。以空气中二氧化硫检测能力验证计划为例,通过分析En值与不确定度的关系,确定实验室测量不确定度的有效范围,并据此给出两组实验室的能力评定标准差分别为0.64 μmol/mol和1.23 μmol/mol;有效的不确定度范围分别为0.34~1.92 μmol/mol和0.66~3.69 μmol/mol,为有效采用En值法评价实验室结果和指导实验室正确评定测量不确定度提供参考。
2021 Vol. 41 (7): 35-39 [摘要] ( 浏览数: 34 ) [HTML 1KB] [PDF 1181KB] ( 下载数: 118 )
40 熔融制样-X射线荧光光谱法测定铝合金中8种组分
张祥, 陆晓明, 张毅, 何伟
采用X射线荧光光谱法(XRF)分析铝合金样品时,某些合金元素因含量变化、热处理工艺不同,形成不同的金相组织,在微观上分布不均,基体效应难以有效校正,导致校准曲线难以建立。实验采用熔融法把屑样铝合金制备成玻璃片,消除了基体干扰;选用高铝耐材标准样品,并配以高纯氧化物、标准溶液制备了系列校准样品,建立了XRF分析铝合金中铝、硅、镁、铁、钛、锰、铜、锌8种组分的方法。试验确定了最佳制样条件:以8.000 0 g四硼酸锂熔融挂壁作为坩埚保护层,称取0.200 0 g铝合金、2.000 0 g碳酸锂,混匀。将坩埚移入电炉中,预氧化初始温度为600 ℃,升温至700 ℃,保持120 min,缓慢升温至800 ℃;取出冷却,加入约0.045 g溴化氨,移入熔融炉内,1 100 ℃下摇摆熔融30 min,制得均一的玻璃片。考察了方法的检出限,镁为0.066%,硅为0.007 1%,其余元素低于硅的检出限;实验方法用于测定铝合金屑样,结果的相对标准偏差(RSD,n = 9)为0.31%~11%;实验方法测定6个标准样品,测定值与标准值相一致。
2021 Vol. 41 (7): 40-46 [摘要] ( 浏览数: 66 ) [HTML 1KB] [PDF 1202KB] ( 下载数: 146 )
47 微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定甲基磺酸盐(MSA)电镀锡泥中铜镍铅锑铋
董礼男, 周莉莉, 赵希文, 朱春要
甲基磺酸盐(MSA)体系电镀锡板在生产过程中,电镀液中的锡发生氧化会在阳极形成锡泥,这种固废产物中的重金属元素如果处理不当,将危害环境,因此准确测定电镀锡泥中金属元素的含量有利于指导其后续处理。实验采用硝酸-盐酸-氢氟酸并采用微波消解法对样品进行消解,可有效除去锡泥中有机物且不会造成待测元素的损失;采用基体匹配法消除基体效应的影响,选择Cu 324.754 nm、Ni 231.604 nm、Pb 220.353 nm、Sb 206.833 nm、Bi 190.241 nm为分析谱线,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定MSA电镀锡泥中铜、镍、铅、锑、铋的方法。结果表明:在仪器最佳工作条件下,各元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999 5,各元素检出限为0.000 2%~0.000 6%。按照实验方法测定MSA电镀锡泥中铜、镍、铅、锑、铋,结果的相对标准偏差(RSD,n=8)均小于3%,加标回收率为97%~104%。按照实验方法测定MSA电镀锡泥样品中铜、镍、铅、锑、铋,结果与火焰原子吸收光谱法测定铜、镍、铅,硫酸铈滴定法测定锑,EDTA滴定法测定铋的对比结果一致性较好。
2021 Vol. 41 (7): 47-53 [摘要] ( 浏览数: 63 ) [HTML 1KB] [PDF 819KB] ( 下载数: 74 )
54 火花放电原子发射光谱法分析镍基合金标准的对比和解析
刘满雨, 冯伟, 王纯, 吴超, 侯永涛, 孙墅畦
近年来,美国材料与测试协会(ASTM)和日本工业标准(JIS)紧跟火花放电原子发射光谱分析镍基合金技术的发展,制定了该方法的分析标准。为适应发展需要,我国国家标准GB/T 38939—2020《镍基合金 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱分析法(常规法)》于2020年12月1日正式实施。通过对比上述3个标准的异同点,对新发布国家标准的内容进行解析,有助于标准使用者加深对标准的理解和认识。结果表明,与ASTM和JIS相应的标准相比,国家标准在仪器类型标准化和测量结果准确度方面规范更加详尽和全面;国家标准和JIS标准在仪器和分析条件的控制方面更加严谨;在样品制备和激发方面,建议国家标准尽快制定镍基合金的取样、制样标准方法;在各元素适用范围和使用波长以及对应干扰元素方面,国家标准和ASTM标准的规定各有千秋。
2021 Vol. 41 (7): 54-60 [摘要] ( 浏览数: 46 ) [HTML 1KB] [PDF 883KB] ( 下载数: 147 )
61 王水溶样-电感耦合等离子体质谱法测定化探样品中痕量银
刘彤彤, 黄登丽
银含量的测定在地球化学找矿标志和矿产资源预测等方面有着重要意义。采用王水水浴溶样,磷酸沉淀法分离锆、铌,以107Ag作为测定同位素,103Rh为内标,干扰系数校正法进行校正,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定化探样品中痕量银的分析方法。0.05 mol/L磷酸加入量的优化试验表明,加入5 mL 0.05 mol/L磷酸,可使溶出的锆、铌转化为难溶的磷酸盐化合物,从而实现锆、铌与待测元素银的分离。用与90Zr16O+等质量数的106Pd间接校正91Zr16O+90Zr16O1H+107Ag的干扰,与锆的氧化物干扰系数直接校正相比,改善了仪器运行过程中氧化物比值参数变化引起的测定误差。在优化的实验条件下,校准曲线线性相关系数大于0.999,方法检出限为0.006 6 μg/g,定量限为0.022 μg/g。按照实验方法分析了6个水系沉积物,3个岩石及4个土壤等13个标准物质,并根据地质矿产实验室测试质量管理规范DZ/T 0130.4—2006计算测定值与标准值的对数差(ΔlgC),结果表明,实验结果满足地质矿产实验室测试质量管理规范DZ/T 0130.4—2006的要求。选取6个化探样品,分别用实验方法进行测定,并与交流电弧发射光谱法(ES)测定结果做对比,结果表明,实验方法与电弧发射光谱法没有显著性差异,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为2.6%~12.4%,满足地质矿产实验室测试质量管理规范DZ/T 0130.4—2006对精密度的要求。实验方法可用于二氧化硅质量分数不大于77%的化探样品中痕量银的分析。
2021 Vol. 41 (7): 61-66 [摘要] ( 浏览数: 53 ) [HTML 1KB] [PDF 983KB] ( 下载数: 67 )
67 火花放电原子发射光谱仪自动校正校准曲线的可行性探讨
王曼娟, 李荣荣, 沈广强, 石建鹏, 崔晨
碳素钢和中低合金钢日常生产中需要检测多达10余种元素,往往不同牌号钢种中各元素含量范围相差较大,目前各大钢铁公司在线检测主要采用火花放电原子发射光谱法,利用人工对检测设备进行校正,一方面受生产计划及人员技能水平制约,另一方面校正耗时较长,不能满足高效、准确的现代化冶炼技术要求。实验通过优化标准化样品,采用原始校准曲线法替代类型标准化,利用自动校正程序校正火花放电原子发射光谱仪标准曲线。经过生产检验验证,校准曲线按照预先设定周期自动校正后判定结果,不受检验人员技能影响,且各钢种均采用持久曲线法,不需要对不同钢种进行区分,不受生产计划制约。6台火花放电原子发射光谱仪校正时间由原来的6 h减少到1.5 h。经过生产检验验证方法满足GB/T 4336—2016精密度及正确度验证要求,能够应用在钢铁行业在线自动检测过程中。
2021 Vol. 41 (7): 67-74 [摘要] ( 浏览数: 56 ) [HTML 1KB] [PDF 805KB] ( 下载数: 127 )
75 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定熔盐废渣中钪和钛
成勇, 刘力维, 袁金红, 何其平, 魏芳
钒钛磁铁矿中因含量较低而不能被有效利用的Sc,在采用熔盐氯化法提取Ti时被富集于熔盐废渣中,为配合回收熔盐废渣中宝贵的Sc、Ti资源,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定熔盐废渣中0.001%~0.5% Sc和0.25%~5.0%Ti的方法。采用HF、H2SO4溶解熔盐废渣,实验优化了其配比、用量和反应条件,确保样品被快速溶解完全,并且通过SiF4挥发逸出、CaSO4沉淀分离等方式尽量除去SiO2、CaO等高含量基体组分,以及采用形成TiOSO4络合物离子的方式解决高浓度Ti4+在低酸度介质下易水解的问题,从而减少样品测试溶液的酸度及其共存组分构成,有效降低基体效应等影响;重点试验了试液中共存组分的光谱干扰、连续背景叠加、基体效应等干扰因素的影响,通过优选待测元素的分析谱线及其检测积分和背景校正区域以及光谱仪工作参数等,并且采用同步背景校正法消除共存基体组分的影响。校准曲线中Sc线性范围为0.001%~0.5%,线性相关系数为0.999 6;Ti的线性范围为0.25%~5.0%,线性相关系数为0.999 2;方法检出限为0.000 01%Sc和0.000 38%Ti;元素的含量水平为0.01%~0.1%(质量分数)时结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于3%,含量水平为1.0%~5.0%(质量分数)时结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于1%;加标回收率为92%~109%。按照实验方法测定4个氯化提钛熔盐废渣样品,分别与ICP-AES测定稀土矿石中Sc(GB/T 17417.2—2010)和硫酸铁铵滴定法测定铁矿石中Ti(GB/T 6730.23—2006)进行比对,结果相一致。
2021 Vol. 41 (7): 75-81 [摘要] ( 浏览数: 59 ) [HTML 1KB] [PDF 1777KB] ( 下载数: 136 )
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