2017年, 第37卷, 第8期　刊出日期：2017-08-20

  

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  扫描电镜和电解萃取法用于超洁净钢中夹杂物的表征

  马超, 罗海文

  冶金分析. 2017, 37(8): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010069

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  非金属夹杂物对轴承钢性能有较大危害,全面掌握钢中夹杂物的信息对提高轴承钢质量至关重要。实验采用ASPEX扫描电镜检测和水溶液电解萃取相结合的方法检测了超洁净轴承钢中夹杂物颗粒的尺寸、分布、类型、原始三维形貌等信息,并且对比了两种检测方法。结果表明,两种方法都检测出该超洁净钢中夹杂物类型包括硫化物、氧化物、硫化物和氧化物的复合型夹杂物以及钛的化合物,其中大部分夹杂物是硫化物,其次是氧化物和硫化物的复合类夹杂物,颗粒尺寸多小于5 μm。这两种方法在检测夹杂物类型和尺寸方面的结果是一致的,且均可靠。在大尺寸夹杂物检测方面,两种方法都检测到大尺寸的CaO夹杂物,而电解萃取的方法进一步检测到约18 μm的SiO₂·Al₂O₃复合氧化物夹杂,因此电解萃取法对于数量稀少的大尺寸夹杂物的检测更为有效和可靠。
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  高温轴承钢中析出相的表征

  李玲霞, 曾雨吟, 李南, 杨卯生

  冶金分析. 2017, 37(8): 9-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010048

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  高温轴承钢的性能,在很大程度上取决于钢中各种相的数量、组成和大小,轴承钢经过等温热处理,通常会形成碳化物相、金属间相等析出相。为了研究不同热处理条件下高温轴承钢中析出相的析出行为,实验选择了合适的电解条件,利用电解萃取方法将析出相从基体中分离。实验采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了提取后析出相的结构及形貌,用化学湿法和电感耦合等离子体光谱仪对析出相的分离与定量成分检测进行研究。研究结果表明:电解萃取温度对χ相萃取量影响明显,χ相在含氧化剂的弱酸中不溶,在50%(V/V)H₂SO₄中溶解。随着时效时间的增加,M₆C相明显增加,χ相减少。M₆C相呈颗粒状,粒径细小,χ相呈块状,颗粒粗大。
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  氧化石墨烯/壳聚糖复合微球的制备及其对铌的吸附性能

  龚育, 孔亚飞, 马真真, 王建芳, 汤志勇, 邱海鸥

  冶金分析. 2017, 37(8): 15-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010119

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  实验采用改进Hummers法合成了氧化石墨烯(GO),再用壳聚糖(CS)与GO制备了交联壳聚糖微球(GCCS)和GO质量分数分别为2%、5%、10%的氧化石墨烯/壳聚糖复合微球(GOCS),对其进行了表征,并研究了其对Nb的草酸配合物的吸附性能。结果表明,在1 mmol/L的H₂C₂O₄溶液介质中,优化的吸附条件为GOCS中GO的质量分数为5%、pH=3。该吸附反应符合Langmuir等温吸附模型,为单层吸附,理论最大吸附量为38.46 mg/g。动力学实验表明,该吸附反应符合准二级动力学模型。热力学实验表明,该吸附反应为自发反应、放热反应。采用5 mL 1 mol/L的HNO₃溶液进行洗脱实验,洗脱率为84.9%。3次吸附洗脱循环实验,吸附率和洗脱率并未出现明显下降,表明再生性能良好。
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  ABC管理在仪器分析质量控制中的应用

  闻向东, 郑凤, 夏念平, 周郑

  冶金分析. 2017, 37(8): 21-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010099

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  对现场在线仪器分析质量控制中的A、B、C管理进行了详细介绍,主要包括A、B、C管理的概念、目的以及执行过程。A管理的主要目的是对仪器分析的短期精密度(即短期漂移)进行管理,通过观察标准样品均值x以及平行测定标准样品分析值波动程度R的变动,来实现对分析仪器精密度的监控,也称仪器的漂移校正管理或标准化管理。控制同一分析室内同类分析仪器分析值间的偏差程度,防止在生产过程中因两台仪器切换分析时,出现系列生产样分析值不相衔接等情况的发生,使现场两台同类型仪器的分析值基本一致,将两台同类型的仪器进行对照分析并校正到相互基本一致的工作,称为B管理。将仪器分析值与化学分析值或更高一级别的分析方法测定值进行系统比较,并校正到与化学值基本一致的工作,称为C管理。ABC管理对现场仪器分析的质量控制具有良好的管理及指导作用。
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  熔融制样-X射线荧光光谱法测定Ti(C,N)基金属陶瓷中钛钨钴铌镍钼

  江嘉鹭

  冶金分析. 2017, 37(8): 27-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010000

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  目前针对Ti(C,N)基金属陶瓷进行X射线荧光光谱(XRF)测试的相关报道甚少。实验通过酸溶解前处理、低温烘干后熔融制样,人工配制氧化物标样建立X射线荧光光谱分析校准曲线,并尝试内标法,实现快速测定金属陶瓷中Ti、W、Co、Nb、Ni、Mo元素。比较了预氧化与酸溶解两种样品前处理方式,发现经酸溶、烘干再熔片即可避免高温熔融时W、Mo的损失。选择7.72 g混合熔剂[m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33],0.7 g 助氧化剂NH₄NO₃,8 滴150 g/L脱模剂LiBr溶液,熔融温度1 100 ℃,熔融时间190 s的熔样条件可制得均一熔片。采用两组称样量0.12～0.25 g、0.08～0.23 g,通过大幅变更样量来放大基体效应,观测参数变动的影响,以最少实验量确定最优组合。采用Ta内标法,无需对结果进行归一化处理,可显著提高方法的精密度;元素Co、Ni适用Ta-Lα线校正;W、Nb适用Ta-Lβ1线校正。分别用内标法与非内标法制备样品以进行精密度考察,结果表明,对于内标法,测定结果的相对标准偏差RSD<1.0%;对于非内标法,RSD<2.5%。用不同配方的Ti(C,N)基金属陶瓷试样进行正确度验证,测定值与参考值一致。
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  铜精矿及其冶炼过程中相关固体废物的综合表征

  严文勋, 封亚辉, 徐宏平, 张秀, 戴东情, 郑建明

  冶金分析. 2017, 37(8): 33-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010066

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  采用X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱(IR)以及偏光显微(PM)分析联用技术对进口铜精矿及其冶炼过程中产生的相关固体废物冰铜渣和阳极炉渣进行鉴别。XRF对元素组成及其大致含量进行表征,IR对其中的脉石矿物物相进行识别,PM对其中的非脉石矿物物相进行识别。3种表征手段的联用,可以对其中的物相进行全面的识别。结果表明,铜精矿、冰铜渣和阳极炉渣的的物相组成基本无交叉。通过物相分析可以准确判定其物相归属,从而实现对铜精矿及其冶炼过程中产生的相关固体废物进行有效鉴别。
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  红外吸收法测定碳酸镧和碳酸铈中不可吹扫有机碳

  包香春, 张慧珍, 张秀艳, 高立红

  冶金分析. 2017, 37(8): 38-42.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010093

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  采用5 mL盐酸将试样溶解完全,将氧气通入试液中进行吹扫,除去溶液中溶解的二氧化碳和易挥发性有机物后,将试液注入高温燃烧管中,在专用催化剂存在下进行热催化高温氧化反应,使有机碳转化成二氧化碳,用非色散红外检测器进行测定,建立了红外吸收法测定碳酸镧和碳酸铈中不可吹扫有机碳(NPOC)含量的方法。采用正交试验法选择了吹扫二氧化碳和易挥发有机物的最佳试液体积为25 mL、吹扫时间为300 s 、试液pH值为1.0。NPOC校准曲线相关系数为0.999 9,线性关系良好,方法检出限为0.000 6%,方法的测定下限为0.001 9 %。采用实验方法对碳酸镧和碳酸铈中NPOC进行测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于5.0%,加标回收率在95%~104%之间。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁-硅软磁合金中铝铬锰硅

  陆青, 周伟, 程大伟, 唐晓林, 刘银凯

  冶金分析. 2017, 37(8): 43-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010064

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  采用硝酸(1+1)和氢氟酸混合酸消解样品,基体匹配法绘制校准曲线,选择Al 396.152 nm、Cr 267.716 nm、Mn 257.610 nm、Si 251.611 nm为分析线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对Al、Cr、Mn、Si进行测定,从而建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定Fe-Si软磁合金中Al、Cr、Mn、Si 的分析方法。采用Y内标进行校正,可进一步提高测定结果的精密度。各元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999;方法中各元素检出限为0.4~7.9 μg/g。按照实验方法测定合金样品中Al、Cr、Mn、Si,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.86%~2.5%;回收率为95%~106%。按照实验方法测定Fe-Si软磁合金样品中Al、Cr、Mn、Si,并分别采用国标方法GB/T 223.81－2007、GB/T 223.11—2008、GB/T 223.63—1988和GB/T 223.60—1997的测定结果进行比对,结果基本一致。
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  EDTA络合滴定法测量高炉渣中铁(Ⅲ)和铁(Ⅱ)

  王勇, 张远琴, 但娟, 施宗友

  冶金分析. 2017, 37(8): 49-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010094

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  采用盐酸溶解样品,在保护气二氧化碳的保护下,控制溶液温度在(75±2) ℃、pH值在1.5～2.0范围内,以磺基水杨酸为指示剂,用EDTA标准溶液滴定Fe³⁺;然后加入过硫酸铵氧化Fe²⁺,继续用EDTA标准溶液滴定氧化生成的Fe³⁺,再减去金属铁(MFe)即得到Fe²⁺含量。试验讨论了溶液温度、酸度及环境保护措施的选择等条件对测定结果的影响。实验方法用于测定3个高炉渣样品中Fe³⁺和Fe²⁺,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)为0.76%～2.3%。按照实验方法测定3个高炉渣样品中Fe³⁺和Fe²⁺,结果与邻二氮菲分光光度法测定结果相吻合。
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  二乙基三胺五乙酸滴定法测定赤泥酸浸液中三氧化二钪

  李望, 朱晓波, 汤森

  冶金分析. 2017, 37(8): 54-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010015

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  吸取10 mL赤泥酸浸液于烧杯中,用氨水溶液调节溶液pH值为3.0~3.5并搅拌20 min,经固液分离去除沉淀物,将滤液倒入500 mL锥形瓶中,再用盐酸和氨水调节溶液pH值为1.6~6.0,加入5滴二甲酚橙指示剂,用二乙基三胺五乙酸(DTPA)标准溶液滴定至由酒红色变为亮黄色即为滴定终点。据此,建立了DTPA滴定法测定赤泥酸浸液中三氧化二钪的方法。考察了滴定pH值、三氧化二钪质量浓度、滴定温度、放置时间对测定结果的影响。结果表明:三氧化二钪质量浓度的检测范围为20~500 mg/L,合适的滴定pH值范围为1.6~6.0,滴定温度为20~60 ℃;滴定前将溶液放置20 min对测定无影响。共存元素干扰试验表明,将样品预先用氨水搅拌沉淀分离后再测定,可消除样品中铁和铝对测定的干扰;样品中其他共存元素不干扰测定。采用实验方法测定赤泥酸浸液中三氧化二钪的结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法测得结果基本一致,相对标准偏差RSD(n=5)小于0.2%。
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  电位滴定法测定含钙合金中氧化钙

  刘洁, 葛晶晶, 任玲玲, 禹青霄, 禹继志, 杨慧贤

  冶金分析. 2017, 37(8): 59-63.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010084

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  硅钙、硅钙钡、硅铝钙钡等含钙合金是炼钢过程中的脱氧剂,因为钙合金为有效脱氧的成分,而氧化钙不但是非有效脱氧成分,而且还会引入氧元素,严重影响产品质量。因此研究开发测定钙合金中氧化钙的方法意义重大。实验在加热的条件下,使含钙合金试样中的氧化钙与丙三醇和无水乙醇的混合溶液发生反应,生成相应的呈弱碱性的络合物,用苯甲酸标准溶液进行电位滴定,实现了电位滴定法测定氧化钙含量。丙三醇和无水乙醇只与含钙合金中的氧化钙定量反应,生成相应的化合物,不受其他形态的钙干扰。实验方法用于含钙合金样品中氧化钙的测定,测得结果的相对标准偏差小于2.5%,同时对含钙合金样品进行加标回收试验,测定回收率在99%～106%之间。
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  铜-溴酸钾-天然花青素体系催化动力学光度法测定污水处理厂污泥中铜

  严进

  冶金分析. 2017, 37(8): 64-68.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010055

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  从紫薯中提取天然花青素,作为测定铜(Ⅱ)的催化褪色反应指示剂。在盐酸介质中,铜(Ⅱ)对溴酸钾氧化天然花青素褪色反应有灵敏的催化作用,据此建立了测定铜(Ⅱ)的催化动力学光度法。研究了催化褪色反应测定条件和动力学参数。在最佳测定波长530 nm条件下,铜(Ⅱ)的质量浓度在0.01~0.30 μg/mL范围内与非催化反应溶液和催化反应溶液的吸光度差值符合比尔定律,检出限为3.09×10^-9 g/mL。催化褪色反应为准零级反应,表观活化能为41.99 kJ/mol,表观反应速率常数为5.42×10^-4 s^-1。实验考察了20多种共存离子的影响。按照实验方法测定污水处理厂污泥中铜(Ⅱ),结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为2.0%～2.5%,并且与原子吸收光谱法测得结果一致。
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  火焰原子吸收光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法测定仿真饰品中铅、镉的对比探讨

  任悦, 刘楠, 王笑娟, 宁娜静, 孙明亮

  冶金分析. 2017, 37(8): 69-72.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010115

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  采用火焰原子吸收光谱法(FAAS)与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)两种方法对仿真饰品中铅、镉进行了测定,系统地考察了两种分析方法的校准曲线、相关系数、检出限、准确度和精密度。实验结果显示两种方法均可以对仿真饰品中铅、镉进行准确的定量分析。FAAS光谱干扰小,能够有效地规避仿真饰品溶液中高浓度铁基体对铅、镉测定的干扰,对基体复杂的仿真饰品的测定不需要基体匹配就可实现准确的分析测定,其中铅的检出限为0.000 975%,加标回收率为93%~105%;镉的检出限为0.000 225%,加标回收率为95%~103%。ICP-AES对于高基体样品使用基体匹配法能够减少基体效应带来的误差,使分析结果准确,其中铅、镉的检出限分别为0.000 060 0%和0.000 023 5%,加标回收率分别为97%~102%和95%~104%。
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  硫酸铵存在下碘化钾-丙醇双水相体系萃取分离镉及其应用

  左国强, 周鸿燕, 李雅倩, 李全民

  冶金分析. 2017, 37(8): 73-77.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010104

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  试验研究了在硫酸铵存在下碘化物-丙醇双水相体系萃取分离镉的行为及最佳分相条件。考察了络合剂的选择、KI和(NH₄)₂SO₄用量、pH值等反应条件对萃取率的影响。结果表明,体系中加入0.5 mL 200 g/L KI溶液和1.5 g (NH₄)₂SO₄、在pH 值为1~5的介质中,无需使用三苯甲烷类阳离子染料,Cd²⁺与KI络合生成的CdI^2-₄络离子可与丙醇阳离子生成离子缔合物,进而被萃取到丙醇上层。实验方法通过火焰原子吸收光谱法(FAAS)检测萃取后丙醇相中Cd的含量得到证实。Cd²⁺质量浓度在0.20～2.50 μg/mL范围内呈线性关系,相关系数r=0.996 51。干扰试验表明,在±5%的误差范围内,铅烟灰样品中最大质量分数范围内的共存元素(8%Zn、2.5%Fe、2%Cu、0.7%In)不干扰Cd的测定。实验方法应用于铅烟灰中Cd的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)在1.8%～2.3%之间,加标回收率在90%～92%之间。
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  硫氰酸盐分光光度法测定镍基合金中钨

  周礼仙

  冶金分析. 2017, 37(8): 78-82.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010089

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  应用硫氰酸盐分光光度法测定镍基合金试样中钨时,存在镍基合金较难溶解的问题,同时样品中较高含量的镍会干扰钨的测定。实验采用硝酸-氢氟酸混合酸溶解试样,通过加入氢氧化钠使其与基体镍反应生成氢氧化镍沉淀的方法实现了镍与钨的分离,然后用氯化亚锡作还原剂,在盐酸介质中,将钨被还原为钨与硫氰酸盐形成黄色配合物,建立了硫氰酸盐分光光度法测定镍基合金中钨的方法。实验表明,显色液中钨的质量浓度在0.096~19.24 μg/mL范围内符合比尔定律,相关系数R²=0.999 6。方法的检出限为 0.025%,测定下限为 0.084%。将实验方法用于测定两个镍基合金样品中钨,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)小于0.50%。按照实验方法测定6个镍基合金样品中钨,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定结果相一致。