2015年, 第35卷, 第10期　刊出日期：2015-10-28

  

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  不锈钢连铸板坯横截面偏析的原位统计分布分析

  罗倩华,李冬玲,范英泽,王海舟

  冶金分析. 2015, 35(10): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.140299

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  采用原位统计分布分析技术对不锈钢连铸板坯横截面成分偏析进行研究,结合金相低倍组织形貌,定量表征了铸坯横截面上各元素含量的统计分布规律。在铸坯横截面上有一环状偏析带,此偏析带碳、硅、钛等元素为负偏析,钙、铝富集呈严重正偏析,且与低倍组织形貌中白亮带精确对应,由电磁搅拌所致。白亮带内侧上、下各有一条偏析带,其成分分布与白亮带相反,碳、硅、钛等元素富集呈正偏析,钙、铝为负偏析,其位置对应于中心等轴晶和柱状晶的交界处。碳、硫、钛的最大偏析点集中于铸坯横截面中部,硅、锰、磷、钙分布于白亮带附近,而铝呈弥散分布。钙、铝、钛为铸坯中主要偏析元素,其最大偏析度和统计偏析度均较高,均匀性较差。
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  离子交换纤维柱分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定金属镍及其化合物中铬

  李敏,龚琦,卢科,王坤奇,李艳琳

  冶金分析. 2015, 35(10): 8-13.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009676

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  当镍的共存质量浓度大于铬5 800倍时,对电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)直接测定铬有明显的负干扰,而且干扰程度随着镍共存质量浓度的增大而增大。试验结果表明:将25.00 mL 5.00×10² μg/mL Ni、1.50 mol/L NH₄SCN的试液(pH 1.0),以0.5 mL/min的流速通过3.00 g强碱性阴离子交换纤维柱(=10 mm),Ni能被纤维柱吸附,因铬在此条件下不被吸附而收集在待测流出液中,从而消除了镍基体对测定铬的干扰。方法中铬的测定下限为2.00×10^-3 μg/mL。按照实验方法对实际样品以及合成样中铬进行测定,合成样测定结果的相对误差绝对值不大于3.2%,实际样品回收率在93%～99% 之间,测定总值的相对标准偏差 (RSD,n=6)不大于2.9%。
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  钢铁材料复合夹杂物的聚焦离子束定位加工及结构表征

  吴园园,金传伟,张珂

  冶金分析. 2015, 35(10): 14-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009573

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  钢铁材料复合夹杂物的检测与表征,需要解决样品制备和微区相鉴定的难题。实验主要利用聚焦离子束精确定位功能,定位制备出复合夹杂物的透射电镜剖面样品,最大限度的呈现整个夹杂物的多种物相形态,再结合能谱仪的面分析功能和透射电镜的晶体结构分析技术对复合夹杂物进行全面的表征。通过对夹杂物的成分分析和物相衍射花样的标定,最终得到复合夹杂物的物相组成。结果表明,所分析复合夹杂物的形态和组成非常复杂,包括晶态的Mn₂TiO₄相、MgAl₂O₄相、Mn_0.33Zr_0.33Ti_0.33O_1.67相和非晶态的Ca-Al硅酸盐相。
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  微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定氟化铈中13种稀土杂质

  墨淑敏,张志刚,李继东,潘元海,王长华

  冶金分析. 2015, 35(10): 19-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.140213

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  准确称取0.10 g(精确至0.000 1 g)待分析样品于微波消解罐中,加入3 mL盐酸,将微波消解仪由室温升温到120 ℃并保持5 min,再继续升温到180 ℃并保持15 min进行微波消解,以10 ng/mL Cs溶液为内标,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定氟化铈中13种稀土杂质(La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)含量的方法。实验表明,13种稀土杂质的线性范围为1.0~100 ng/mL,线性相关系数均不小于0.999 5,方法的检出限为0.002～0.050 μg/g。用所建立方法测定氟化铈粉末样品中La、Pr、Nd、Sm、Gd的结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)基本一致。将方法应用于氟化铈粉末样品中13种稀土杂质的分析,相对标准偏差(RSD, n=7)均小于5.0%,加标回收率为95%~105%。
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  X射线荧光光谱法测定地质样品中铌和钽的探讨

  陈静

  冶金分析. 2015, 35(10): 24-29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009411

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  采用粉末压片制样,利用X射线荧光光谱仪(XRF)对地质样品中铌、钽的X射线荧光强度与含量关系进行了讨论。对低含量铌、钽的测量条件进行了优化,铌的检出限为1.0 μg/g,钽的检出限为3.1 μg/g;对水系沉积物标准样品GBW07311进行精密度考察, 铌、钽测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)小于2.0%;对地质样品进行分析,测定值与电感耦合等离子体质谱法的结果相一致。当地质样品中铌含量高时,铌的谱线强度在峰值处下降,呈凹状,这是因为铌的含量过高使光管计数率达到上限溢出,从而引起元素本身出现自吸现象。实验通过选择低管电压和管电流(40 kV-40 mA)解决了自吸现象,此条件适用于大批样品的测试;而使用常规管电压和管电流(50 kV-60 mA),以Nb-Kβ作为分析线,则适用于少量样品的多种元素同时测定;对高含量铌、钽样品进行分析,测定值与重量法测定值一致。实验方法满足了地质样品中不同含量铌、钽的测试要求。
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  二安替比林甲烷光度法测定含钛冶金物料中二氧化钛

  邓军华,王一凌,亢德华,王莹,戚淑芳

  冶金分析. 2015, 35(10): 30-35.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009527

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  应经济、环保要求,结合含钛冶金物料酸溶解困难的特点,实验采用硼酸-无水碳酸钠熔剂代替传统氧化剂焦硫酸钾和过氧化钠进行试样前处理。因硫酸高铁铵滴定法不适用于批量试样的检测,传统分光光度计因吸光度最佳范围0.2～0.8,高含量二氧化钛含量的测定需多次分取或分取小体积显色,这样将引入较大分取体积分量的不确定度,导致结果再现性差。实验充分利用现代紫外分光光度计高量程、线性宽的特点,通过依次优化称样量、定容体积、分取体积、显色体积、波长、比色皿厚度等参数,控制分析误差在合理的范围内,从而实现一次性大体积分取显色,利用二安替比林甲烷分光光度法测定含钛冶金物料中5.0%～70.0%的二氧化钛含量。每100 mL显色液中二氧化钛在100～1 500 μg,其吸光度在0.1～2.5范围内符合比尔定律。波长420 nm,表观摩尔吸光系数为1.24×10⁴ L·mol^-1·cm^-1,回归曲线方程为A=1.568 4 m+0.014 1,线性相关系数为0.999 95。样品测定结果与认定值、硫酸高铁铵滴定法的测定值相吻合,相对标准偏差(RSD,n=8)为0.14%～0.44％,方法的精密度不逊色于现有行业标准,具有推广价值。
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  纯镍中非金属夹杂物的电解萃取

  柴廷玺,王希靖,王江,王平义,曹爱崇

  冶金分析. 2015, 35(10): 36-41.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009530

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  试验以纯镍N6为对象,采用电解萃取试验将N6中的非金属夹杂物分离并提取。通过试验,确定合理的电解液配比为0.1% Cr₂(SO₄)₃、0.2%～0.4% 柠檬酸钠、0.1%～1% FeSO₄、0.1%～1% NiSO₄、1% NaCl。最佳电解工艺为:电流密度60～80 mA/cm²,电解时间24 h,实验温度为(20±5) ℃,电解液pH值为5～6。在此最佳电解工艺参数下可完成对纯镍N6中非金属夹杂物的电解萃取。借助扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射仪等设备分析非金属夹杂物,结果表明,不同纯镍N6试样中均存在非金属夹杂物,但不同试样中的夹杂物数量与尺寸有所不同;非金属夹杂物主要由硅、铝、钙、镁、铁、氧等元素构成,主要夹杂物包括氧化铝类、硅酸盐、铝酸盐、复相夹杂物以及氮化物类。本研究对金属冶炼和浇注工艺有一定指导意义。
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  背景扣除光谱干扰-单道扫描电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高合金钢中磷

  朱莉,纪红玲,赵君威

  冶金分析. 2015, 35(10): 42-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.140091

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  利用单道扫描型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)的高分辨率及步进扫描功能,精确定位选择背景扣除点,有效消除了Cu 213.597 nm、Fe 213.592 nm谱线对P 213.618 nm分析谱线的严重尾翼干扰和铬、镍、钼等元素的背景增强影响。对比了P 213.618 nm作为分析谱线和充高纯氮气、P 178.229 nm作为分析谱线的测定结果,发现采用 P 213.618 nm作为分析谱线测定结果的精密度更好。按照实验方法测定高合金中磷,无须对铬、镍、钼、铜等元素进行基体匹配,也不必使用干扰因子校正法消除铜的影响,并且使用同条铁基校准曲线,能同时进行低合金钢和高合金钢中微量磷的测定。磷校准曲线的线性相关系数r=0.999 1,方法可以测定高合金钢中质量分数低至0.002%的磷。按照实验方法测定高合金钢标准样品中磷,测定值与认定值一致。测定高合金钢中质量分数为0.006 8%的磷,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)小于4%。
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  冶炼钢铁过程中多种固体废物的鉴别

  赵伟,封亚辉,戴东情

  冶金分析. 2015, 35(10): 49-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009586

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  在钢铁的冶炼过程中,主要产生炉渣、除尘灰和氧化皮等固体废物,其中氧化皮是国家规定可以进口的固体废物,炉渣和除尘灰属于不能进口的固体废物。实验针对冶炼钢铁过程中产生的固体粉末进行鉴别,首先利用肉眼和扫描电镜(SEM)对样品进行初步判断,例如炉渣的外观不是正常天然矿物的块状或粉状,而除尘灰颗粒较细、较轻,氧化皮呈鳞片状、有金属光泽。再利用X射线荧光光谱(XRF)对制得粉末中的元素进行分析,炉渣的主要元素为钙、硅、镁和铝,铁的含量极低;而除尘灰中铁的含量很高,同时含有锌和钙;氧化皮的主要元素也是铁。最后利用X射线衍射(XRD)技术对粉末中存在的物相进行分析,从而推断出固体粉末的属性,炉渣中的主要物质是CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂形式存在的配合物;除尘灰中的主要物质是铁的氧化物以及一些氧化锌;氧化皮的主要物质也是铁的氧化物,其中氧化亚铁的含量高。通过实验建立了这3种固体废物的鉴别方法,对进口固体废物的监管提供指导。
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  熔融制样-X射线荧光光谱法测定石灰石和白云石中8种组分

  张敏,陈赟,龚沂

  冶金分析. 2015, 35(10): 54-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009574

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  采用四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂[m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33],稀释比为8∶1,脱模剂为10滴300 g/L碘化铵溶液,预氧化温度和时间分别是600 ℃和200 s,熔融温度和时间分别为1 050 ℃和7.5 min的熔样条件,实现了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)对石灰石和白云石中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MnO、K₂O、P₂O₅等组分的准确测定。选择石灰石、白云石标准样品及由标准样品人工合成的校准样品进行校准曲线的绘制,各组分的相关系数均可达到0.99以上。采用OXSAS软件提供的AC+MC综合模式进行谱线重叠干扰校正和基体校正,效果良好。选择标准样品进行精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)均小于3%。石灰石、白云石标准样品和实际样品的测定结果与认定值或其他方法测定值进行比较,结果基本相符。
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  偶氮胂Ⅲ光度法测定铝合金中微量钪

  田伦富,邹德霜,代以春

  冶金分析. 2015, 35(10): 60-63.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009566

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  在pH 1.8的HCl-KCl缓冲溶液中,钪与偶氮胂Ⅲ形成稳定的紫红色络合物,其最大吸收峰在680 nm处。研究了酸度、偶氮胂Ⅲ用量、反应时间、共存元素等因素对显色反应的影响。结果表明:酸度和偶氮胂Ⅲ用量对体系吸光度影响较大,最佳pH值和偶氮胂Ⅲ体积范围分别为1.5~2.0和1.5~2.5 mL;温度对显色反应影响不大,室温下显色5 min即可测定,且吸光度在120 min内基本保持不变;铁、钛、锆严重干扰钪的测定,采用铜铁试剂沉淀分离的方法可消除其影响。在最佳条件下,钪在0~1.0 μg/mL范围内符合比尔定律,表观摩尔吸光系数为1.8×10⁴ L·mol^-1·cm^-1。方法用于铝合金中微量钪的测定,相对标准偏差(RSD)不超过2%,测定结果与标样认定值或对比方法(电感耦合等离子体原子发射光谱法)测定结果基本一致。
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  硫酸钡重量法测定硫磺包芯线中硫

  朱春要,董礼男,陆娜萍,年季强

  冶金分析. 2015, 35(10): 64-68.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009600

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  试样以过氧化钠-无水碳酸钠熔融,以蒸馏水浸取,将氢氧化物及磷酸盐等沉淀过滤除去,滤液以盐酸中和变为微酸性,加入氯化钡溶液使硫酸根定量生成硫酸钡沉淀,将沉淀过滤、灰化、灼烧、称量,计算硫的质量分数,从而实现了硫酸钡重量法对硫磺包芯线中硫含量的测定。研究表明:稀释比为40∶1,700 ℃熔融15 min,硫转化完全。沉淀条件表明:在0.5%～1%盐酸(体积分数)及微沸搅拌状态下缓缓加入氯化钡溶液,75～85 ℃温度下陈化1 h即可得到稳定准确的结果。方法用于实际样品分析,结果同GB/T 2449—2006(工业硫磺 差减法)测定值一致,相对标准偏差(RSD,n=6)小于0.20%。实验方法具有相对节约时间、实验室配置条件要求较低及成本较低的特点,更适用于硫磺包芯线中硫含量的常规检测。
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  碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜渣精矿中铝

  何梅

  冶金分析. 2015, 35(10): 69-72.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009584

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  样品采用氢氧化钠-过氧化钠高温熔融,试液经盐酸-硝酸酸化,溶解完全后,选取Al 396.156 nm作为分析谱线,以电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铜渣精矿中铝。为消除钠离子对测定的干扰,对溶液进行稀释并用基体匹配法配制标准系列溶液曲线,校准曲线线性相关系数为0.999 99;其他共存元素不干扰测定。方法中铝的检出限为0.007 8 μg/mL,测定下限为0.039 μg/mL。按照实验方法测定铜渣精矿实际样品,结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为1.4%～2.0%,测定值与滴定法的测定结果基本吻合。
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  无水硫酸钠校准-高频燃烧红外吸收法测定铜精矿中高含量硫

  郭飞飞,万双,魏中凯,侯红霞,周宇红,沈学静

  冶金分析. 2015, 35(10): 73-76.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.140169

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  称取0.045 0 g铜精矿样品,加入坩埚中,再依次加入0.1 g锡、0.3 g铁和1.2 g钨,以无水硫酸钠标准物质建立校准曲线,建立了高频燃烧红外吸收法测定铜精矿中高含量硫的方法。实验表明:按称样量为0.045 0 g计算,方法空白值为0.005%,与铜精矿样品中硫的质量分数(均在5%以上)相比可忽略;以积分面积为横坐标,硫绝对含量为纵坐标绘制校准曲线,硫酸钠校准曲线的线性方程为y=37.37x-1.64,线性相关系数为0.999 96,线性适用范围为6.30%～36.50%。按照实验方法对铜精矿中高硫含量进行测定,结果与国家标准方法GB/T 3884.3-2012中的燃烧滴定法一致,相对标准偏差(RSD, n=5)不大于0.70%。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛合金中钼锆铌

  杜米芳

  冶金分析. 2015, 35(10): 77-81.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.009446

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  对于0.100 g钛合金试样,加入10 mL 硫酸(1+1)和2～3 滴硝酸可将钛合金溶解成清亮的、能够长期稳定存在的溶液。通过研究钛合金中钼、锆、铌的谱线干扰情况,选择钼 202.031 nm、锆339.197 nm和铌 269.706 nm为分析线,实现了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对钛合金中钼、锆、铌的测定。通过采用钛合金国家标准物质按照试样处理方法和采用钛打底加入钼、锆、铌标准溶液制备而成的系列钼、锆、铌标准溶液分别绘制校准曲线,所得校准曲线相关系数(r)均大于0.999。但因市场上同时含有钼、锆、铌的钛合金标准物质不多,建议采用钛打底加入钼、锆、铌标准溶液的方式进行标准系列溶液的配制。各元素的检出限均不大于0.005%。采用两种标准溶液配制方式绘制校准曲线,对同一个钛合金样品进行精密度考察,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于1.0%。采用实验方法分析国家标准物质,测定值与认定值一致,误差在国标允许误差范围内,能够满足生产和科研的需要。方法适用于含铌不超过5%的钛合金的测定。