2012年, 第32卷, 第9期　刊出日期：2012-09-19

  

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研究报告与工作简报
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  钢中夹杂物形貌特征的定量描述方法及其与上浮速度的关系

  郭洛方，李 宏^*，王 耀
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 1-6.

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  本文依据分形理论分析，举例探讨了不规则形貌夹杂物分形维数及动力直径的计算方法，且通过水模拟实验验证了采用分形维数和动力直径来定量描述不规则形貌凝聚体上浮速度的可靠性及准确度。结果表明：通过对钢中不规则形貌非金属夹杂物的扫描电子显微镜图像和金相图像进行计算机图像处理后，采用单一像素点覆盖和盒维数求斜率法均可精确地求出其分形维数及其相应的动力直径；采用分形维数和动力直径计算的凝聚体上浮速度与实验值基本一致；利用分形维数和动力直径来定量描述不规则形貌夹杂物是准确可行的。
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  铸铁中碳测定方法的改进

  VAN DRIEL Roland, JOOSTEN Heinz-Gerd,
  VAN STUIJVENBERG Bruno
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 7-12.

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  碳是铸铁中最重要的元素。因此，在铸造过程中需要经常对碳进行监控。取样过程非常关键，冷凝速度过慢就会产生石墨夹杂。然而，火花直读光谱仪进行测定时需要完全不含石墨的样品才能得到精确的测量结果。本文对这种要求的原因进行了研究和讨论，并对一种测定碳新方法的原理和可行性进行了阐述。该方法改进了测定未达到最佳标准要求的铸铁样品中碳含量的准确性，并能提示取样过程是否恰当。
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  电感耦合等离子体质谱法测定铁精矿中铬砷镉锡锑铅铋

  包香春，崔爱端
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 13-17.

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  建立了电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定铁精矿中铬、砷、锡、镉、锑、铅和铋等元素含量的方法。确定使用无水碳酸钠和硼酸的混合熔剂于950 ℃熔融样品，用盐酸浸取熔融物以测定锡、锑、铋，用硝酸溶液浸取熔融物以测定铬、砷、镉、铅。优化了仪器的工作参数；通过选择合适的测定同位素消除了可能存在的质谱干扰；测定铬、砷、镉、锡、锑时选用铑内标，测定铅、铋时选用铊内标校正基体效应和仪器信号漂移。采用本方法对铁精矿样品进行分析，测得结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）基本一致，相对标准偏差为4.3%～8.6%。
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  钢板表面薄涂层表征方法在工业应用的探索和验证

  李 蕾，张社英，沈 杰，王君祥
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 18-21.

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  在钢板生产的后处理工艺过程中，通常会在钢板表面涂覆不同类型的薄涂层（一般1～5 μm）以满足不同用户的需求。薄涂层的主要化学组成和厚薄将直接影响产品的使用性能。因此如何准确可靠较快地表征薄涂层是工厂质量检验的重要环节。目前使用在钢板表面的涂层主要以无机、有机及复合涂层为主，表征涂层化学组成和厚度的方法也会因涂料配方而易。本文介绍了表征涂层化学组成和厚度的方法，着重地分析了X射线荧光光谱法和扫描电镜直接法的特点。选取了几种钢板表面薄涂层的代表性试样，用X射线荧光光谱法测定其涂层厚度，利用扫描电镜借助能谱法对厚度及组成进行验证。
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  硼酸盐熔珠-X射线荧光光谱法分析高合金钢

  ROLLET Simona, FRANCISCONO Andrea
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 22-25.

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  采用直读光谱法（OES-Spark）、X射线荧光光谱法（ XRF）以及电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定高合金钢中高含量的元素时，吸收增强效应、晶粒尺寸效应、冶金相组成的不同点、元素间干扰（OES-Spark、XRF）以及较低精密度（ICP-OES）等相关因素都会影响结果的准确性。将样品制备成硼酸盐熔珠后进行检测可以带来很多优势，例如消除相组成和冶金晶粒尺寸效应的影响、对夹杂物（氧化物，氮化物，碳化物）以及任何形状和任何数量的样品进行处理时的高均匀性。本研究开发了一种样品制备的新方法，并将该方法应用于高合金钢标准样品（CRM）的XRF测定中。
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  氢化物发生-四通道无色散原子荧光光谱法同时测定纯铜中的痕量砷锑硒碲

  倪迎瑞^,，李中玺^,，李海涛^,，秦 靖^,，张圣杰^,，薛振宇^,，张 燕
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 26-29.

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  采用硝酸溶样，在氨性介质中用氢氧化镧共沉淀As、Sb、Se和Te后与铜基体分离，用氢化物发生-四通道无色散原子荧光光谱法同时测定了纯铜中As、Sb、Se和Te。优化了四元素氢化物发生条件和四元素同时测定的最佳工作参数。结果表明，在最佳条件下，方法对As、Sb、Se和Te的检出限分别为0.04、0.05、0.04和0.03 ng/mL；测定精密度（RSD）分别为0.97%、0.77%、0.57%和1.0% (对20 ng/mL As、Sb和10 ng/mL Se、Te混合标准溶液, n=7)。用所建立的方法对纯铜实际样品中的As、Sb、Se和Te进行了同时测定，测定结果与用国家标准方法测定所得结果之间无明显差异，相对标准偏差为7.0%，各元素的加标回收率为94%~105%。
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  火焰原子吸收光谱法测定铅锌矿尾矿矿渣中镉和铬

  刘 新，陈卫中，贾 皓，娄 彬，冷言冰^*
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 30-35.

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  采用响应面法考察了火焰原子吸收光谱仪的几个工作参数间的相互作用和相互影响，对测定铅锌矿尾矿矿渣中Cd和Cr的工作条件进行了优化。采用Box-Behnken Design试验设计研究了灯电流、光谱通带、乙炔流量和燃烧器高度四个因素对铅锌矿尾矿矿渣中Cd和Cr吸光度的影响程度。用响应面法得出四个考察因素的最优工作参数如下：Cd，灯电流为1.02 mA，光谱通带为0.26 nm，乙炔流量为1 323.56 mL/min，燃烧器高度为8.13 mm；Cr，灯电流为1.65 mA，光谱通带为0.36 nm，乙炔流量为2 853.42 mL/min，燃烧器高度为6.62 mm。在火焰原子吸收光谱仪最优检测工作参数下，对铅锌矿尾矿矿渣样品中的Cd和Cr进行测定，Cd和Cr平均含量分别为6.9 μg/g和42.5 μg/g，加标回收率在96%～105%之间，RSD在0.39%～1.2%范围；对铅锌矿和铬铁矿标准物质进行测定，测定值与认定值一致，符合检测方法要求。
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  离子液体双水相体系分离-火焰原子吸收光谱法测定铁尾矿中铁

  马毅红，蒙兰粉，尹艺青
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 36-39.

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  利用［Bmim］BF₄离子液体-NaH₂PO₄双水相萃取分离体系对铁尾矿中铁进行萃取，采用火焰原子吸收光谱法测定了样品中铁的含量。考察了盐用量、温度、pH值等因素对萃取率的影响。结果表明，该离子液体双水相体系萃取铁离子的最佳条件如下：［Bmim］BF₄离子液体为1.5 mL，NaH₂PO₄·2H₂O为3.5 g，邻二氮菲溶液为2.0 mL，控制反应温度为70 ℃，pH值为6.0。方法的线性范围为0.002～60 μg/mL，校准曲线方程为A=0.104 5ρ+0.0165 2，相关系数为0.999 8，检出限为0.008 9 μg/mL，加标回收率在95%～98%之间。方法用于实际样品分析，测得结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法一致，相对标准偏差（RSD，n=6）为4.2%~4.5%。使用后的离子液体经NaOH处理回收，其红外谱图与使用前基本一致，表明回收的离子液体可重复使用。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝铁合金中硅磷锰钛

  侯社林，李存根，陈延昌，李建国，苏 彬
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 40-42.

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  考察了用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝铁合金中硅、磷、锰和钛的分析条件并建立了测定方法。铝铁合金试样经盐酸、硝酸和氢氟酸分解，在射频功率为1 150 W、雾化压力为0.22 MPa、辅助气流量为0.5 L/min、蠕动泵泵速为50 r/min、长波曝光时间为5 s、短波曝光时间为15 s的条件下，使用耐氢氟酸的雾化器和矩管，以ICP-AES测定了试液中硅磷锰钛。通过选择灵敏度适宜和没有干扰的谱线作为被测元素的分析线消除了谱线的重叠干扰，铁铝产生的背景干扰采用背景校正方法扣除。本法已用于铝铁合金样品中硅、磷、锰和钛的测定，其测定值与湿法的测定值相符，测定结果的相对标准偏差≤3.0%。
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  甲基异丁基甲酮萃取—氢化物发生原子荧光光谱法测定锑锭和氧化锑中汞

  陆建平，谭芳维，石建荣
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 43-46.

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  采用王水/HBr溶解样品，酒石酸掩蔽锑，用甲基异丁基甲酮（MIBK）将汞萃取到有机相中，建立了有机相进样—断续流动注射原子荧光光谱法测定锑锭和氧化锑中汞含量的方法。研究了溶样方法和共存离子可能引起的干扰，优化了仪器工作条件、萃取条件、酸度及其他影响因素。结果表明，在最佳条件下，汞含量在0.02～50 μg/L范围内线性关系良好，方法检出限为0.013 μg/L。将方法应用于锑锭和氧化锑实际样品分析，测得结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法一致，相对标准偏差（RSD，n=6）在0.65%～2.4%之间，加标回收率为94%～99%。
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  析相微萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中痕量铅

  张长花，刘国霞，王 芳
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 47-50.

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  铅离子与1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)反应生成疏水性的络合物，在助溶剂丙酮的作用下被萃取到四氯化碳相中，用火焰原子吸收光谱法测定四氯化碳相中的铅，建立了析相微萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中痕量铅的分析方法。对影响络合反应和相分离的各种条件进行了优化。在最佳实验条件下，铅的质量浓度在1.07～96 μg/L范围内与吸光度呈线性关系，相关系数为0.998 3，方法的检出限为0.63 μg/L。对铅浓度为20.0 μg/L的样品溶液进行7次平行测定，相对标准偏差为3.7%。该方法用于水样中铅的测定，测得结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相吻合，相对标准偏差（RSD,n=7）为4.1%～5.8%，回收率在95%与98%之间。
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  微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定车用催化器中贵金属

  黎 林，雷双双，陈云霞
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 51-54.

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  采用微波消解技术消解难处理的车用催化器样品，正交试验方法系统研究了消解条件，并在优化的测量条件下，用共沉淀富集分离方法排除了干扰元素的影响，从而建立了用电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定贵金属Pt、Pd和Rh的分析方法，实现了车用催化器中贵金属含量的快速测定。用本法测定了实际样品中的Pt、Pd和Rh，测定结果的相对标准偏差≤2.0%，加标回收率分别在91%～106%（Pt），90%～104%( Pd)，94%～114% (Rh)之间。
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  EDTA间接滴定法测定铁水脱硫剂中氧化钙和氟化钙

  曾 波，张 强，涂 昀，吴迎红， 付志军
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 55-59.

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  建立了KR铁水脱硫剂中氧化钙和氟化钙含量的测定方法。利用KR铁水脱硫剂中活性氧化钙的碱性特征，用过量的盐酸溶解试样，以酚酞作指示剂，用氢氧化钠标准溶液返滴定过量的盐酸，减去氧化镁消耗的盐酸量，从而计算出氧化钙的含量。同时考虑KR铁水脱硫剂中氧化钙和氟化钙的酸溶特征，用盐酸溶解试样，以六次甲基四胺沉淀分离铁和铝，在酸性溶液中用三乙醇胺溶液进一步掩蔽以消除其干扰，将溶液酸度pH值用氢氧化钾溶液调至12左右，以钙黄绿素作指示剂，用EDTA络合法测定总钙含量（国标）；用氨性缓冲溶液调至pH 8～9左右，以酸性铬兰K-萘酚B绿作指示剂，用EDTA络合法测定钙镁总含量，差减后得出镁量。通过KR铁水脱硫剂中总钙的含量减去活性氧化钙的含量，并通过公式进行计算，间接测定出氟化钙的含量。使用本法对KR铁水脱硫剂合成样品进行多次平行测定，测定结果与参考值一致，相对标准偏差(RSD，n=6)小于1%，加入氟化钙及氧化钙标准物质进行加标回收试验，回收率在97%～102%之间。
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  4-（2-吡啶偶氮）间苯二酚分光光度法测定酸泥中铌

  张光华
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 60-63.

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  研究了4-（2-吡啶偶氮）间苯二酚(PAR)与铌的显色条件，建立了测定酸泥中铌（以五氧化二铌来表示）含量的分光光度法。结果表明，在pH 5.6～6.0的溶液中，在铍盐和酒石酸存在下，PAR与酒石酸铌的络阴离子形成红色三元络合物。该络合物最大吸收波长为550 nm，表观摩尔吸光系数ε=2.6×10⁴ L·mol^-1·cm^-1，在最佳实验条件下，五氧化二铌的浓度与其对应的吸光度在0.02～0.8 μg/mL范围内呈良好的线性关系，相关系数r=0.998 8，检出限为0.004 8 μg/mL。方法用于酸泥中铌的测定，结果与氯代磺酚S光度法一致，相对标准偏差为2.1%～2.5%。
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  水蒸气蒸馏-离子色谱法测定锰矿石中氟和氯

  胡德新，侯书建，孟 凯，刘 敏，石 岩，王 虹，李权斌，谷松海，魏红兵
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 64-67.

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  采用水蒸气蒸馏法对样品进行前处理，建立了离子色谱法测定锰矿石中氟和氯的方法。实验表明，采用高沸点的硫酸作为蒸馏剂，将样品在160～180℃温度下蒸馏20～25 min对氟和氯进行分离富集后，可消除矿产品中大量共存离子的干扰及避免对色谱柱的污染。吸收液经0.22 μm微孔膜过滤，以30.00 mmol/L NaOH溶液作淋洗液，采用AS-19型阴离子分离柱和连续自动再生化学抑制器对氟和氯阴离子进行分离。方法的线性相关性好（r>0.999），氟和氯的检出限（S/N=3）分别为2 mg/kg和3 mg/kg。方法用于锰矿石标准样品和实际样品中氟和氯的测定，结果与认定值相吻合，相对标准偏差（RSD）为2.9%和3.8%（n=12）。方法对照试验表明本方法测定值分别与国标法GB/T 6730.28-2006测得的氟含量、GB/T 3050-2000测得的氯含量一致。
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  过氧化钠熔融-硫氰酸铵差示光度法测定钼精矿和钼焙砂中钼

  周 煜，谭艳山，朱利亚^*,，牛春林，罗春华，
  李玉仙，万仲建，王前会
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 68-72.

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  研究了用过氧化钠在高铝坩埚中700 ℃熔融样品5～10 min，用硫氰酸铵差示光度法测定了钼精矿和钼焙砂中钼含量的方法。对样品的熔融条件、样品溶液的制备条件和测定条件进行了优化。通过加入无水乙醇消除了MnO^2-₄的干扰，采用三氯化铁溶液沉淀吸附和酒石酸钠掩蔽的方式消除了钨(Ⅵ)、铬(Ⅵ)和钒(Ⅴ)等其它共存离子的影响。结果表明，于吸收波长λ=480 nm处，钼质量浓度在14.0～26.0 μg/mL范围内符合比尔定律，检出限为4.2×10^-2 μg/mL。将本法用于钼精矿管理样品GLY-01、钼精矿和钼焙砂生产样品中钼的测定，测定值与参考值或重量法测得结果一致，相对标准偏差(RSD，n=11)为0.10%～0.14%。
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  EDTA滴定法与原子吸收光谱法相结合测定多金属矿中锌

  张明祖，覃路燕，郭炳北
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 73-77.

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  样品以硫酸铵-氢氧化铵一次沉淀分离后，用EDTA络合滴定法测定溶液中的锌含量，并将沉淀以盐酸溶解后用原子吸收光谱法测定其中吸附的锌含量，二者之和为样品中锌的总含量，提出了一种EDTA滴定法和原子吸收光谱法相结合测定多金属矿中锌含量的新方法，从根本上克服了絮状胶体沉淀等对锌的吸附。实验表明，在氨性介质中，铁锰等元素的沉淀会对溶液中的锌产生吸附，使锌的测定结果偏低，铅、镉也会对锌的测定造成影响。而采用本方法测定铅锌矿标准物质和锌精矿标准物质中锌的含量，测定值与认定值一致，相对标准偏差（RSD）小于0.4%。
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  偶氮氯膦Ⅲ光度法测定锶硅铁合金中锶

  钟国秀，黄清华，高 琳
  

  冶金分析. 2012, 32(9): 78-78.

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  研究了显色剂偶氮氯膦Ⅲ与锶的显色反应。实验表明，在pH 2.9的H₃PO₄溶液中，锶与偶氮氯膦Ⅲ反应形成蓝色络合物，最大吸收波长为660 nm，表观摩尔吸光系数为2.67×10⁴ L· mol^-1·cm^-1。在选定的最佳实验条件下，锶量在0.04～1.6 mg/L范围内符合比尔定律，方法检出限为0.04 μg/mL。方法以EDTA-Mn溶液掩蔽铁后，用于锶硅铁合金中锶的测定，测得结果与原子吸收光谱法一致，相对标准偏差（n=5）为1.5%～2.2%，加标回收率为98%～102%。