2011年, 第31卷, 第10期　刊出日期：2011-10-28

  

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研究报告与工作简报
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  高碳钢连铸方坯中心偏析的原位统计分布分析研究

  夏念平，余卫华，张穗忠，陈士华，桂江兵

  冶金分析. 2011, 31(10): 1-6.

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  在钢铁轧制及后续工艺中，需要掌握连铸方坯的元素偏析情况。本文采用原位统计分布分析技术研究了高碳钢连铸方坯中C、Si、Mn、P、S、Cr 等元素的偏析状态，重点讨论了金属原位仪的扫描速度优化对分析结果的影响。将连铸方坯中心线部分原位分析的一维偏析分布图与ICP-AES 和红外吸收法多点取样分析的偏析分布图进行了对比，发现两种方法的偏析分布图具有良好的一致性，表明原位统计分布分析技术能较好的应用于连铸坯的元素偏析检验。
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  火花源光发射光谱法分析钢中夹杂物的研究进展

  Edmund Halász, Kaizhen Li, Jean-Luc Dorier, Jean-Marc B hlen

  冶金分析. 2011, 31(10): 7-13.

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  为更好了解与试样电火花烧蚀有关的实验现象，我们设计了一种新算法，并报道了其用于测定夹杂物尺寸的结果。在此算法中，用元素氧化物、硫化物和氮化物测量通道的单火花强度分析技术测定了某一特定类型夹杂物中各元素的浓度，包括铝、钙、镁、锰、钛以及硅等。对每个相关通道，计算了指定类型夹杂物有关的强度峰值对应的强度值之和与所有强度值和之间的比值。在光谱化学分析中，此比值与测试浓度相乘，所得结果为指定类型夹杂物中元素的平均浓度。结合单火花烧蚀质量与夹杂物成分的化学计量学分析，可以估算夹杂物的尺寸。通过进一步的分析可以实现夹杂物尺寸（小、中和大级别）的辨别。本方法的创新性在于，单火花源强度既不需要漂移修正也不需要校正。本算法可以直接用于计算钢中大部分常见夹杂物的平均浓度和尺寸的分析，例如氧化物、硫化物和尖晶石。测定结果显示夹杂物的平均直径在1~10 μm之间。
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  阳极溶出伏安法同时测定锌电解液中镉铜钴

  李源,任凤莲,周恩荣,沈芳,徐亮

  冶金分析. 2011, 31(10): 14-17.

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  采用阳极溶出伏安法，建立了在pH 5.0的HAc-NaAc缓冲溶液中，NH4Cl溶液为支持电解质和辅助络合剂，使离子溶出峰电位差增大、峰形尖锐并消除锌离子的影响，抗坏血酸为除氧剂消除氧波干扰的检测体系，可不经预分离直接测定锌电解液中镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ) 、钴(Ⅱ)三种金属离子。实验结果表明：在该体系中镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)的溶出峰电位分别在-0.82、-0.22、+0.02 V；校准曲线的线性范围分别在6×10^-7~2.5×10^-5, 3×10^-7~3×10^-5，1.5×10^-6~3.0×10^-4 mol/L；方法的检出限分别是3×10^-8，2×10^-7和1×10^-8 mol/L。电解液中可能存在的常见离子对测定无影响。方法用于实际样品的测定，其结果与ICP-AES方法的测定结果一致。
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  小波变换和神经网络的X射线衍射波谱滤噪技术比较

  应海松,李斐真,张建波,陈贺海

  冶金分析. 2011, 31(10): 18-20.

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  多晶X射线衍射扫描所形成的波谱会附带一些背景和噪声，而噪声是影响衍射谱峰分辨率的主要因素。本文通过多晶X射线衍射仪扫描某铁矿石矿物组成所形成的图谱，导入到MATLAB，分别采用神经网络、系统仿真和小波分析三种手段，对该图谱进行滤噪。最终对这三种滤噪方式的滤噪效果进行比较，得出小波分析的方法滤噪效果最佳。
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  激光诱导击穿光谱法连续测定高炉流道中的组分和温度

  Mathy, Monfort G, Vanderheyden B, Tusset V

  冶金分析. 2011, 31(10): 21-23.

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  介绍了用于炼铁和炼钢领域过程控制的传感器。用激光诱导击穿光谱法（LIBS）连续测定高炉（BF）流道中的组分和温度，此传感器主要用于高炉流道的在线测量，监测了两次浇铸过程中元素硅、锰和碳的浓度，结果满意。
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  火花源原子发射光谱法测定中低合金钢中酸溶铝

  韩丽华,龚宜勇,韩春梅,辛淑霞

  冶金分析. 2011, 31(10): 24-28.

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  用火花源原子发射光谱仪对中低合金钢中酸溶铝进行分析。讨论了不同制样方法（铣床、平磨机）及氩气状态对测定结果的影响，得出铣床制样为最佳选择，而平磨机制样时砂纸会带来同类元素的干扰，提出用铝质砂纸磨样后要用重叠点激发方式分析酸溶铝。修正了仪器自带分析程序中的响应曲线，采用经调整后的分析程序及其重叠点激发方式分析酸溶铝。方法用于低合金钢标准样品的分析，相对标准偏差为1.2%和2.9%；对于实际样品的分析，测定值与湿法结果一致。从分析的精度、本法与湿法分析对比后的结果看，完全能满足国标GB/T4336的要求(残余的氮化铝可忽略不计)。
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  硫酸高铁铵滴定法测定制备金属钛的电解质熔盐中Ti²⁺和Ti³⁺

  郑小敏,汪雪梅,杨平,苏洋

  冶金分析. 2011, 31(10): 29-33.

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  利用TaσakoBa（硫酸高铁铵滴定法）的基本原理，在CO₂保护气氛下，分两步测定出金属钛电解质中的Ti²⁺、Ti³⁺，以及低价钛的合量（Ti²⁺+ Ti³⁺）。文中采用HCl-HF溶解试样，用H⁺氧化Ti²⁺为Ti³⁺，用硫酸高铁铵氧化Ti²⁺和Ti³⁺为Ti⁴⁺，用三氯化钛标准滴定溶液滴定过量的Fe³⁺。文中对影响测定结果的关键因素，如硫酸高铁铵加入量、反应酸、标准滴定溶液、氧气干扰等进行了试验，确定最佳反应条件。在优化的条件下，测定了两个金属钛电解质中的低价钛，结果的相对标准偏差（RSD，n=8）均小于10%。纯物质Ti₂O₃和TiO的加标回收率在97%以上，满足分析要求。
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  钢铁工业冶金渣的X射线荧光分析

  Ravi Yellepeddi, Didier Bonvin, Xiaobo Li

  冶金分析. 2011, 31(10): 34-37.

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  本文将报道钢铁中矿渣的高性价比的X射线荧光分析（XRF）方法。与其他分析一样，矿渣分析对高炉或炼钢炉控制十分重要。由于X射线光学和仪器设计的重大进展，灵敏度和可靠性的提高满足了金属工业过程控制的需要。简单、结构紧凑并高性价比的波长色散X射线荧光光谱仪（WDXRF）目前很可能用于钢铁工业的常规分析。本文包括仪器的技术细节、与矿渣有关的应用数据以及简单的在线操作自动化方案等方面的内容。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钢铁中全硅

  李新丽,唐健,朱鸭梅

  冶金分析. 2011, 31(10): 38-40.

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  介绍了利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定钢铁合金中全硅的方法。样品用盐酸和硝酸溶解，不溶物经过滤、干燥、灰化和灼烧后，在950 ℃温度下用碳酸钠和硼酸混合熔剂熔融，熔块溶解于滤液中，在优化的工作条件下采用ICP-AES法测定溶液中全硅量。大量的铁、钠、硼产生基体干扰，但可以用标准加入法消除。本法已用于含硅量不同的标准样品的测定，得到的测定值与认定值相符，用于钢铁样品中全硅的测定，其结果与国家标准方法-还原型硅钼酸盐分光光度法的测定结果相符。
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  火试金富集-电感耦合等离子体质谱法测定铜精矿中金钯铂

  赵伟,尤雅婷,徐松,郑建明,李建军

  冶金分析. 2011, 31(10): 41-45.

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  采用铅火试金法富集铜精矿中的贵金属、微波消解溶解得到贵金属合粒，并利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对得到的溶液进行检测。在火试金条件的选择中，分别对熔融时间、灰吹温度和灰吹时间进行了讨论，确定了这三个参数的最佳值分别为15 min、960 ℃和1 h。在微波消解条件的选择中，对溶剂和用量进行了讨论，确定了10 mL王水溶解贵金属合粒效果最佳。此外，还分别就同量异位素、多原子离子、难熔氧化物与双电荷离子产生的干扰及消除进行了讨论。测定了三种铜精矿样品中金、钯、铂元素的含量，检出限分别为0.04、0.05、0.1 ng/g，相对标准偏差为1.2%~4.0%。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定炼锑泡渣中碲

  张忠亭,邓飞跃,蒋苏琼,刘逸群,李彪

  冶金分析. 2011, 31(10): 46-49.

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  建立了用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定炼锑泡渣中碲的方法。选择波长为214.281 nm的谱线作为碲的分析线，只有La 214.281 nm, V 214.274 nm, Pt 214.250 nm, Nb 214.291 nm和 Re 214.297 nm线有干扰，但炼锑泡渣中La、V、Pt、Nb、Re含量都很低，其影响可以忽略，因此不需要进行预分离，样品用王水溶解后可直接进行ICP-AES测定。考察了仪器工作参数对测定结果的影响，并确定了最佳工作条件：观测高度为15 mm，雾化气流速为0.8 L/min，射频功率为1 300 W。方法线性范围为0.01～100 mg/L，线性相关系数为1.000 0，检出限(3σ)为0.007 2 mg/L，样品测定结果的相对标准偏差（RSD）为0.16%，加标回收率为97%～102%。
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  金（Ⅲ）8-氨基喹啉-5-偶氮-对苯甲酸体系流动注射导数光度法测定阳极泥中金

  赵珍义,金旭东,徐锐,庞玉婷,徐晓明

  冶金分析. 2011, 31(10): 50-53.

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  在碱性介质中，8-氨基喹啉-5-偶氮-对苯甲酸（AQBA）与Au（Ⅲ）显色络合形成3∶1的蓝色螯合物，该螯合物最大吸收波长为610 nm，在十六烷基三甲基溴化胺（CTMAB）存在的条件下，导数吸光度值明显增加，一次进样产生一峰一谷响应曲线，依据（A₁、A₂）两个拐点均可用于定量分析。若采用ΔA=A₂-A₁进行分析，灵敏度得到大幅度提高，为普通法的1.8倍。试验表明，Au（Ⅲ）的含量在0.04~2.6 μg/mL范围内遵守比尔定律； Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Hg²⁺、Mn²⁺等离子形成水解产物对Au有吸附作用而产生干扰，可加入适量EDTA和NaF掩蔽剂加以消除。建立的分析技术应用于电解阳极泥中金的测定，结果同原子吸收光谱法的测定结果相一致。
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  X射线荧光光谱法测定镁合金中6种元素

  姚强,王燕,朱宇宏,杨东美,吴齐伟

  冶金分析. 2011, 31(10): 54-56.

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  使用镁合金标准样品建立校准曲线，采用经验系数法对基体效应进行校正，实现X射线荧光光谱法对镁合金中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量的测定。通过试验确定仪器最佳分析参数，根据仪器自带软件提供的数学模型对基体效应进行校正。精密度试验表明，待测元素的相对标准偏差均低于2.5%（n=10），能满足镁合金中各元素的检测要求。采用本方法分析镁合金标准样品，测量值与认定值吻合良好。
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  火焰原子吸收法测定红土镍矿中锌

  周恺,孙宝莲,李波,杨平平

  冶金分析. 2011, 31(10): 57-61.

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  以盐酸、硝酸、氢氟酸溶解红土镍矿，加高氯酸冒烟除去硅和氟，在稀盐酸介质中，于原子吸收光谱仪波长213.9 nm处，使用空气-乙炔火焰，测定了样品中锌的含量。通过正交实验确定了原子吸收光谱仪测定锌的最佳工作条件，并主要讨论了溶样方法、酸介质和共存元素的影响。在最佳实验条件下，锌在0～1.0 μg/mL范围内符合比尔定律，检出限为0.002 4 μg/mL。运用此方法测定合成红土镍矿样品中锌含量，相对标准偏差（n=11）均小于2.3%，结果与理论值一致。此方法适合于测定锌含量在0.01％～1.0％的红土镍矿。
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  甲基蓝褪色阻抑动力学光度法测定痕量汞（Ⅱ）

  王洪福,苏智先,张素兰,罗英,赵静

  冶金分析. 2011, 31(10): 62-65.

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  基于稀HCl介质中，在加热60 ℃条件下，Hg(Ⅱ)对溴酸钾氧化甲基蓝褪色反应具有显著阻抑作用，据此建立了阻抑褪色动力学光度法测定痕量Hg(Ⅱ)的光度分析方法。在选定实验条件下，非阻抑反应体系（吸光度为A₀）与阻抑反应体系(吸光度为A)在602 nm处的吸光度差值ΔA与Hg(Ⅱ)的质量浓度(ρ)在0.007 7～1.50 μg/25 mL范围内呈良好的线性关系，检出限为2.21×10^-10 g/mL。测定了动力学参数，该阻抑反应为准一级反应，表观速率常数K′=2.73×10^－4/s，表观活化能为41.32 kJ/mol。方法用于废水样品中痕量汞(Ⅱ)的测定，RSD为2.0%。
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  1-（4-安替比林）-3-（对苯磺酸）三氮烯光度法测定废水中镉(Ⅱ)

  陈文宾,殷磊,王琼,马卫兴,许兴友

  冶金分析. 2011, 31(10): 66-69.

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  探讨了1-（4-安替比林）-3-（对苯磺酸）三氮烯(ASTA)与镉的反应，建立了直接测定废水中镉的光度分析方法。试验表明，在硼砂－氢氧化钠介质中，镉与ASTA形成1∶2的红色络合物，该络合物的最大吸收峰位于505 nm，表观摩尔吸光系数为2.7×10⁵ L·mol^-1·cm^-1。10 mL溶液中，镉量在0.3～5.0 μg之间符合比尔定律，检出限为0.1 mg/L。方法已用于电镀废水样中镉的测定，结果与原子吸收光谱法相一致，方法的回收率在104%～105%之间，相对标准偏差(n=6)小于3.9%。
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  氟硅酸钾滴定法测定高碳铬铁中的硅

  张杰,田秀梅,戚淑芳,王莹

  冶金分析. 2011, 31(10): 70-73.

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  用KOH和KNO₃混合熔剂在镍坩埚中熔融高碳铬铁，选取熔融温度为600 ℃，熔融时间为10 min，减少了对镍坩埚的损害，易于浸取。采用自制的抽滤装置，将普通抽滤瓶进行改装，将玻璃砂芯漏斗部分用塑料代替，只需用四分之一张滤纸（滤纸直径约为40 mm），抽滤速度快，滤纸不会穿漏，吸附的残余酸量很少，易于洗涤和中和，大大缩短了检测时间。方法用于高碳铬铁标准样品的测定，结果与国家标准方法——高氯酸脱水重量法测定结果相符，相对标准偏差小于5%。
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  四极杆电感耦合等离子体质谱仪检出限的不确定度评定

  畅小军,周巍松,冯晓旭

  冶金分析. 2011, 31(10): 74-78.

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  依据JJF1159-2006《四极杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范》，使用标准溶液GBW(E)130242(Be, In, Bi混合溶液)校准了四极杆电感耦合等离子体质谱仪的检出限，并对其可能引入的不确定度分量（空白溶液测量列的标准偏差、测量重复性、标准溶液的定值以及仪器的分辨力等）进行了分析，建立了数学模型，最后以合成标准不确定度乘以95%置信概率下的扩展因子2获得检出限的扩展不确定度。