2019年, 第39卷, 第8期　刊出日期：2019-08-28

  

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  激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法测定高纯草酸中锌镍钡铅

  贺静, 苏爽, 张培, 卢梦娜, 韩华云

  冶金分析. 2019, 39(8): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010793

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  高纯草酸是电子工业中重要的试剂,其纯度和洁净度对于产品的成品率、电性能和可靠性有很重要的影响。若用化学湿法对其中杂质进行测定,则前处理过程较为繁琐。由于缺少相应的标准物质,使得元素分馏效应和基质效应得不到很好的校正,故而激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)在定量分析中受到限制。在系统研究激光剥蚀条件对LA-ICP-MS测定结果影响的基础上,通过在高纯草酸中添加不同量的待测元素标准溶液,烘干研磨后压片,自制了一系列高纯草酸校准样品片以绘制校准曲线,同时将实际样品也压制成片,实现了采用LA-ICP-MS对高纯草酸中Zn、Ni、Ba、Pb这4种杂质元素的测定。在优化的实验条件下,各元素的线性范围为50.0~600.0ng/g,相关系数均大于0.98,方法检出限为3.2~21.1ng/g。按照实验测定6个不同批次的高纯草酸样品中Zn、Ni、Ba、Pb,每个样品平行测定5次,同时采用微波消解-ICP-MS进行方法比对试验。结果表明,两种方法测定值基本一致,相对标准偏差(RSD)为3.0%~15%;连续3天重复测定同一样品,每天重复测定5次,测定结果的相对标准偏差为5.7%~16%。
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  316L不锈钢金属间相固溶过程中的微结构表征

  张珂, 金传伟, 吴园园

  冶金分析. 2019, 39(8): 8-13.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010758

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  利用扫描电镜、X射线衍射仪和电子背散射衍射仪等设备研究了热轧态316L不锈钢金属间相(σ相和χ相)在固溶过程中的微结构演变规律,同时,利用高温激光共聚焦显微镜对金属间相回溶的全过程进行了原位在线观察,确定了最佳固溶温度。结果表明,固溶过程中发生了γ+σ+χ→γ+σ+χ+α/FeCr→γ+α/FeCr的相变过程。金属间相的回溶从1033.1℃开始到1149.5℃结束,回溶时间为21s,消除金属间相的最佳固溶温度约为1150℃。固溶处理前,基体中分布的带状组织形态不规则,χ相和σ相的面积比分别为0.46%和0.94%;固溶处理后,带状组织形态一致,主要分布铁素体和FeCr相,而χ相和σ相不可见。
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  动能歧视碰撞池-电感耦合等离子体质谱法测定光卤石中溴

  张宏丽, 高小飞, 姚明星, 倪文山, 孙启亮

  冶金分析. 2019, 39(8): 14-18.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010727

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  采用热水浸取的方法溶解光卤石样品中溴元素,以动能歧视碰撞池(KED)为测量模式消除了多原子分子离子的干扰,以50.0ng/mL ¹⁸⁷Re为内标进行校正,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定光卤石中溴含量的方法。对热水浸取的时间和氦气流量进行了优化,确定浸取时间为10min,氦气流量为4.7mL/min。对基体效应进行了考察,结果表明,通过控制测定溶液的基体质量浓度不大于0.50mg/mL,可有效克服基体效应。在优化的实验条件下测定溴标准溶液系列,结果表明,溴质量浓度在0.100~400ng/mL范围内与其质谱强度呈线性关系,相关系数为0.9996。方法检出限为0.424μg/g,方法测定下限为1.41μg/g。采用实验方法分别对5个不同溴含量水平的光卤石样品中溴进行测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=9)在1.7%~4.7%之间;并进行加标回收试验和方法对比试验,加标回收率在98%~108%之间,测定值和品红分光光度法基本一致。
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  最优化算法与纯元素谱剥离相结合的能量色散X射线荧光谱解谱方法

  刘明博, 廖学亮, 胡学强, 韩冰, 沈学静, 王海舟

  冶金分析. 2019, 39(8): 19-22.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010706

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  在进行能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)解谱时,如果给定样品的元素构成,采用纯元素谱图剥离的方式会更加合理,但由于每个元素的谱线都不止一条,如果仅仅针对主线对齐做剥离,会导致结果的严重失真,同时剥离次序对解谱结果有较大影响。介绍了一种最优化算法与纯元素谱剥离相结合的EDXRF解谱方法,该方法以多个纯元素谱的强度大小和峰位漂移道数作为变量构建残差方程,并用最优化计算的方法去调整,直至残差达到极小。实验采用强度顺序剥离、能量顺序剥离和最优化算法拟合3种方法分别对谱线重叠较为严重的La-Ce-Pr-Nd混合液样品的L系谱线进行了解析,结果表明最优化计算方法拟合的谱图与原始谱的残差 (1415.0)比另两种方法(166094.0和3192.7)大幅度缩小,拟合谱与原始谱更为吻合,并且方法在实现时对初值不敏感,解谱精度也不依赖于剥离次序。
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  不同制样方法对直流辉光放电质谱法测定氮化硼中27种杂质元素的影响

  谭秀珍, 李瑶, 朱刘, 邓育宁

  冶金分析. 2019, 39(8): 23-29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010685

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  讨论了3种制样方法对直流辉光放电质谱法(dc-GDMS)检测氮化硼中的Na、Mg、Al、Si等27种杂质元素的影响。3种制样方法分别如下所示:方法1,直接把氮化硼压在铟薄片上;方法2,把氮化硼压在铟薄片上后,再盖上一层铟罩;方法3,把压碎后的氮化硼放在针状钽勺上。在优化的辉光放电参数下对比了3种不同制样方法对基体信号强度的影响。试验表明:在方法1中,当氮化硼尺寸约为3mm×3mm,厚度小于1mm时,基体¹¹B的信号可达1.8×10⁷ cps;在方法2中,选择铟孔大小合适的铟罩,基体¹¹B的信号可达1.0×10⁷ cps;方法3获得基体信号强度比方法1、方法2高一个数量级。大部分元素在中分辨率下可获得较好的结果,而对于在高分辨率下也较难分离的元素,可选择丰度较低的同位素在中分辨率下进行测定,如Ge选择⁷⁰Ge⁺,Se选择⁸²Se⁺,Cd选择¹¹¹Cd⁺,Sn选择¹¹⁹Sn⁺,Ag选择¹⁰⁹Ag⁺,Pt选择¹⁹⁴Pt⁺。氮化硼中的杂质元素含量可通过样品片中待测元素含量减去来自于铟薄片或钽勺中该元素贡献的含量来计算获得。将样品平行测定5次,相对标准偏差均在20%以内。对于Al、Si、Ti等元素的测定,3种制样方法的测定结果基本一致;方法1、方法2中检测到的In含量较大,使得铟中的Ni、Cu对氮化硼的测定值影响较大;方法3由于钽中Fe、Cu的贡献导致氮化硼中Fe、Cu的检测值较大,但方法3获得的基体信号强度大,可降低部分元素的检出限,如Cr、Mn、Ga、Ge等。综上所述,方法3为优选方法。
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  X射线荧光光谱法在线检测铅锌矿浆品位的试验探讨

  冀飞, 魏振园, 王卫东

  冶金分析. 2019, 39(8): 30-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010723

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  铅锌矿浮选工艺中铅锌的品位关系到选矿厂的整个生产效益,而铅锌矿品位测定一般采用化学滴定法,但此操作过程复杂且耗时。实验利用X射线荧光光谱(XRF)技术在实验室中对原矿、锌精矿和铅精矿的矿浆品位进行测量,考察各矿浆浓度对品位检测结果的影响规律。结果说明,3种铅锌矿矿浆的质量分数是X射线荧光光谱分析中的主要影响因素。在此基础上,以X光管靶Mo元素的散射线强度作为校正因子,建立了铅锌矿浆中铅、锌品位的校正比例模型。利用校正模型对另一组铅锌矿浆进行验证,从试验研究和校正的结果得出,X射线荧光光谱检测系统能快速测量铅锌矿矿浆品位,且矿浆品位测量结果的平均相对误差小于3%。
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  火花放电原子发射光谱法分析钢铁屑状样品的探讨

  黄太忠, 周西林, 王娇娜, 王亚森, 叶反修

  冶金分析. 2019, 39(8): 38-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010659

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  屑状样品其外观呈无规则状态,并具有一定的流动性。在一般情况下,它不能完全覆盖仪器的激发孔,无法形成一个密闭的氩气气氛,因此不能采用火花放电原子发射光谱法直接检测。为了能采用该法测定屑状样品,试验将钢铁屑状样品进行分类,根据各类金属屑状样品的强度和硬度选择合适的制样方法,将样品制备成规则的块状样品。其中塑性和韧性较好的样品采用冷压法制样,而超高强度、脆性大以及不适合冷压法制样的样品采用熔融法制样。制备好的样品选择合适的校准曲线,采用控样法,对样品进行定量分析。对样品10个不同部位测定的数据进行统计,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)均小于2%,符合标准JJG 768—2005中的A级要求。用一级或二级标准物质/样品进行验证,测定值与认定值的差值都在标准物质规定的不确定度范围内。
  
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定云南昆阳磷矿黑色页岩中7种组分

  冯晓军, 薛菁, 张江坤, 张慧, 梅连平, 刘丽芬

  冶金分析. 2019, 39(8): 45-51.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010753

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  黑色页岩中硅和有机质含量较高,实验采用在750℃马弗炉中灼烧除碳后,经盐酸-氢氟酸-硝酸在200℃消解处理样品,使四氟化硅逸出。选择P 213.618nm、Mg 285.213nm、Fe 259.940nm、Al 396.152nm、Ca 317.933nm、Mn 257.610nm、Ti 334.941nm为分析谱线,选取耐氢氟酸进样系统,直接用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定五氧化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化锰、二氧化钛,从而建立了云南昆阳磷矿黑色页岩中五氧化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化锰、二氧化钛的分析方法。在仪器最佳工作条件下,各组分校准曲线的线性相关系数均不小于0.9996;方法检出限为0.0012~0.028μg/g。方法应用于云南昆阳磷矿黑色页岩样品中五氧化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化锰、二氧化钛的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.29%~1.5%;加标回收率为97%~105%。按照实验方法测定西藏地区沉积物国家标准物质(GBW 07320、GBW 07328、GBW 07331)中五氧化二磷、氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化锰、二氧化钛,测定值与认定值基本一致。
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  氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的性能探讨

  常会, 范文娟, 曾成华, 邹旺材

  冶金分析. 2019, 39(8): 52-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010677

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  以改进的hummers法制备的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性氧化石墨烯,再以乙二胺修饰,制备出氨基功能化磁性氧化石墨烯(EDA-MGO)。通过傅里叶红外变换光谱(FI-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的官能团、表面形貌和结构组成进行表征,分析EDA-MGO的磁分离和回收性能,并探讨EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,立方相纳米级磁性Fe₃O₄均匀负载于氧化石墨烯表面,氨基功能化成功,且EDA-MGO具有很好的磁分离和回收性能。室温下,当亚甲基蓝初始质量浓度为100mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.07g、pH值为7、吸附时间为150min时,EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附率和吸附量分别为97.56%和139.37mg/g,其吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附剂循环使用6次后,吸附量为108.33mg/g,表明EDA-MGO具有很好的再生循环使用能力。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法在钒钛磁铁矿中钒化学物相分析中的应用

  马海萍, 马玲, 刘瑱, 陈波, 孙莉

  冶金分析. 2019, 39(8): 61-66.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010724

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  钒钛磁铁矿中钒的化学物相分析一般测定硫化物中钒、钛磁铁矿中钒、硅酸盐中钒和钛铁矿中钒共4项。其中硫化物中钒利用强氧化剂分离,钛磁铁矿中钒利用其强磁性磁选分离,硅酸盐中钒利用氟化铵-硝酸分离,最后从残渣中得到钛铁矿中钒,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒。试验对钒钛磁铁矿中钒的相态划分进行了统一,对各相态浸取溶剂进行选择及优化,确定分析谱线并计算检出限。按照实验方法测定3个矿区钒钛磁铁矿中总量钒和各相态钒,总量钒和钛磁铁矿中钒的测定结果与分光光度法测定值相一致;各相态钒测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)大部分在5%以内。各相态钒加和与总量钒进行比较,相对偏差在5%以内,满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》要求。
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  X射线荧光光谱技术在铬铁矿石分析中的应用文献评介

  李松, 邓赛文, 王毅民, 王祎亚, 刘阳, 陶迪

  冶金分析. 2019, 39(8): 67-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010698

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  当今X射线荧光光谱(XRF)已成为铬铁矿石分析最重要的方法之一。作者收集了1998—2018年间我国X射线荧光技术分析铬铁矿石的期刊文献共计18篇,其中13篇采用熔融制样方法,5篇采用粉末压片制样方法。文章介绍了我国铬铁矿分析概况,用列表方式对18篇期刊文献简介了方法要点,对其中较典型、有代表性的文献按制样方法进行了重点评介,最后讨论了XRF分析地质材料时的制样方法选取、样品粒度和矿物效应的影响、铬铁矿X射线荧光光谱分析方法的未来发展趋势等问题。全篇共引文60篇。
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  强碱性阴离子交换纤维萃取分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定再生锌中铅和镉

  郑向明, 叶玲玲, 魏雅娟, 江荆, 吴雪英, 吴魏成

  冶金分析. 2019, 39(8): 76-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.010655

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  使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)直接测定再生锌中铅和镉时,锌和铁等共存元素会对测定产生干扰。当待测液中锌含量分别大于铅和镉含量的20倍时, 直接测定铅和镉结果的相对误差均大于5%,而再生锌中锌相对铅和镉的含量远高于此倍数。研究表明,在I^-存在下, 再生锌样品中的Pb²⁺和Cd²⁺分别形成具有8-羟基喹啉螯合物结构的PbI^2-₄和CdI^2-₄络阴离子,此时Zn²⁺、Fe²⁺和Ca²⁺等阳离子不形成碘络阴离子。以强碱性阴离子交换纤维(SBAEF)萃取溶液中的PbI^2-₄和CdI^2-₄,SBAEF能特异性吸附8-羟基喹啉螯合物PbI^2-₄和CdI^2-₄,使铅、镉与锌、铁、钙等干扰元素分离, 再用一定浓度的EDTA溶液将PbI^2-₄和CdI^2-₄同时洗脱,然后使用ICP-AES测定,从而建立了再生锌中铅和镉的测定方法。方法有效地消除了锌、铁等共存元素对测定的干扰,测定范围为:0.10%≤w_Pb≤10.00%;0.050%≤w_Cd≤5.00%。方法应用于实际再生锌样品中铅和镉的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)为0.89%~1.7%,回收率为99%~101%。采用实验方法测定与再生锌成分相似的锌精矿标准样品中铅和镉,测定结果与认定值相吻合;采用实验方法测定再生锌模拟液,铅和镉的回收率为97%~104%。