2025年, 第45卷, 第12期　刊出日期：2025-12-28

  

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  酸溶氧化去有机物-电感耦合等离子体质谱法测定煤和矸石中12种元素

  李美丽, 朱志刚, 阿拉木斯, 井永军, 李超, 张现珍

  冶金分析. 2025, 45(12): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012835

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  常规方法分析煤和矸石中伴生元素,样品需灰化,但灰化过程繁琐、部分元素易挥发损失;传统酸溶法无法有效去除有机物,会造成测定结果偏低且元素Li尚未建立标准方法。本文参考GB/T 16659—2024和DZ/T 0279.3—2016中分解样品用酸思路,利用HNO₃、H₂SO₄、H₂O₂的强氧化性,将样品中有机物氧化成二氧化碳去除,消除了含碳物质对样品的吸附和包裹,避免了高温灼烧除碳流程,添加HF显著增强了含硅矿物分解效果,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对煤和矸石中Li、Be、V、Co、Ni、Cu、Ga、Pb、Mo、Sb、Th、U元素含量的测定。校准曲线线性相关系数(r)为0.999 1～1.000;方法检出限为0.012～0.58 μg/g,定量限为0.08～2.32 μg/g。按照实验方法测定3个煤中有害微量元素成分分析标准物质,Be、Co、Ni、Cu、Pb、Mo、Sb、Th、U测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为1.9%～8.7%;相对误差绝对值(RE,n=7)为0.28%～7.31%。对于未提供认定值的Li、V、Ga元素,测定结果的RSD(n=7)为1.8%~4.5%,其加标回收试验结果显示回收率为98%～103%。本实验进一步与密封消解-ICP-MS进行比对,结果显示Li、V、Ga测定值相吻合;经t检验统计分析,证实两种前处理方法所得结果无显著性差异。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定烧结焊剂中镧和铈

  向滢, 王智伟, 王吉, 李月, 袁源

  冶金分析. 2025, 45(12): 9-16.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012848

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  在烧结焊剂中引入稀土元素,可显著增强焊缝金属的冲击韧性,准确测定烧结焊剂中镧和铈的含量具有至关重要的意义。当前烧结焊剂分析方法的标准体系尚不完善,缺乏针对镧和铈测定的标准方法,亦鲜见相关研究报道,因此开发一种适用于烧结焊剂中镧和铈测定的方法显得尤为必要。本文首先通过扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)分析出烧结焊剂中镧和铈以氧化物或硅钙铁多元合金形式存在,然后对比了封闭酸溶、高温碱熔、微波消解和敞开酸溶4种消解技术的消解效果,同时探讨了使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定时的介质酸度和基体效应对测定结果的影响,最终确定采用盐酸-硝酸-氢氟酸-硫酸混合酸敞开酸溶的方法,溶液介质为10.0%王水,选择La 398.852 nm、Ce 446.021 nm作为镧和铈分析谱线,使用ICP-AES测定烧结焊剂中镧和铈。试验表明:采用盐酸-硝酸-氢氟酸-硫酸混合酸敞开酸溶的方法消解样品,称样量不大于0.300 0 g时,基体效应对镧和铈的影响可以忽略。镧和铈的校准曲线线性相关系数均达到0.999 9。方法中镧和铈检出限分别为0.000 2%和0.000 3%(质量分数,下同),定量限分别为0.000 5%和0.001 1%。按照实验方法测定烧结焊剂中镧和铈,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.19%~1.1%,回收率为98.7%~101.8%;与X射线荧光光谱法(XRF)测定结果对比,镧和铈的测定结果均相吻合。
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  碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锰球团中氧化锰、氧化钙和磷

  孙肖媛, 陆迁树, 段文, 何璐, 吕振龙, 王银剑

  冶金分析. 2025, 45(12): 17-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012871

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  锰球团是钢铁冶炼过程中为提高钢质量而使用的重要原辅料。使用国家标准方法测定其中氧化锰、氧化钙及磷含量存在操作繁琐、耗时耗材的不足。本文建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定锰球团中氧化锰、氧化钙及磷的分析方法。实验采用2.5 g无水碳酸钠和硼酸混合熔剂,在900 ℃下高温碱熔样品20 min,再用盐酸浸出。为消除基体效应影响,采用基体匹配法绘制校准曲线。选择Mn 260.569 nm、Ca 317.933 nm、P 177.495 nm作为锰、钙、磷的分析谱线。各组分的校准曲线线性关系良好,线性相关系数r均大于0.999;各组分检出限为0.008%～0.028%(质量分数)。按照实验方法对两个锰球团样品中氧化锰、氧化钙及磷进行测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于3%。分别采用本方法与国家标准方法(硫酸亚铁铵滴定法(GB/T 1506—2016)测锰、EDTA滴定法(GB/T 1511—2016)测钙、磷钼蓝分光光度法(GB/T 1515—2002)测磷)测定两个锰球团样品中氧化锰、氧化钙和磷,结果相吻合。该方法有效解决了锰球团中氧化锰、氧化钙及磷难以准确快速测定的难题,可应用于其含量的常规检测。
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  电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铼酸铵中微量铊

  刘芳美, 黄雅娟, 黄路路, 钟坚海, 冯均利

  冶金分析. 2025, 45(12): 24-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012926

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  在铜冶炼烟气废酸系统回收铼酸铵工艺中,铊随铼共结晶进入晶体,其剧毒特性影响产品质量并污染环境;现行行业标准YS/T 902—2013无法满足微量铊检测需求(铊测定范围为0.000 1%～0.005 0%(质量分数,下同)),亟需建立新方法。本文采用硝酸直接溶解法(无需分离基体铼)溶解样品,选择Tl 351.924 nm为铊的分析谱线,建立酸溶-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铼酸铵中微量铊的方法。校准曲线线性相关系数r为0.999 3;方法检出限(LOD)为0.000 03%,定量限(LOQ)为0.000 1%。按照实验方法测定6个铼酸铵样品中铊,结果的相对标准偏差(RSD, n=7)为1.0%～3.6%,加标回收率为95%～107%,均符合GB/T 32465—2015要求;测定结果与微波消解-ICP-AES、火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定值及参考值相吻合;t检验证实本方法与两种对比方法(微波消解-ICP-AES、FAAS)无显著性差异。
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  锌冶炼用氧化锌富集物标准样品的研制

  吴倩桦, 唐梦奇, 王爽, 黎俏, 蓝艳蓓, 廖庆明, 冯均利

  冶金分析. 2025, 45(12): 31-42.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012886

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  锌冶炼用氧化锌富集物是利用含锌物料经火法挥发富集加工生产而成,其作为锌精矿的替代品用于锌冶炼,可显著缓解我国锌资源短缺问题。符合YS/T 1343—2019《锌冶炼用氧化锌富集物》标准要求,并经验证的进口氧化锌富集物,可豁免按固体废物管理。本研究以进口氧化锌富集物为原料,通过化学成分设计、样品制备、均匀性/稳定性保证措施、物相分析、化学成分含量分析及不确定度评估等流程,成功研制出 3个水平(ZnO50、ZnO60、ZnO70)的锌冶炼用氧化锌富集物标准样品(含氧化锌、铁、氟、氯、镉、汞、砷及锌8种组分)。该系列样品具有合理的化学成分设计、准确的定值结果(包含标准值和不确定度),且在常温避光环境下有效期可达10年,为现场快速筛查、实验室精准检测、检测方法确认、能力验证活动以及有效的质量管理控制提供支撑。
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  高碳高铬轴承钢中析出相综合表征方法探究

  李玲霞, 许洁, 霍静, 李南, 王辉

  冶金分析. 2025, 45(12): 43-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012836

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  高碳高铬轴承钢在热处理过程中,形成了大量的碳化物,既有微米级的一次碳化物,也有纳米级的二次碳化物,碳化物的种类、含量、形貌、尺寸决定了高碳高铬轴承钢的性能。为了对不同热处理条件下高碳高铬轴承钢中析出相进行综合表征,选择合适的电解制度后,利用电解分离方法将基体溶解,保留析出相粉末,通过X射线衍射(XRD)确定析出相类型和结构特性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察析出相形貌,并进行能谱(EDS)分析,通过实验确定析出相的化学溶样方法,并用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定电解萃取析出相中各元素含量和析出相总量,采用激光粒度分析仪测定析出相的粒度分布。研究结果表明:高碳高铬轴承钢中析出相颗粒比较大,稳定型高,需采用硫酸+硝酸溶样方法才能将其完全溶解,退火态样品中大部分析出相为M₂₃C₆,并含有少量M₆C相,回火处理后析出相为M₂₃C₆。退火态样品中析出相颗粒比较大,回火处理后,析出相颗粒较小。
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  电感耦合等离子体质谱法研究现状与发展趋势可视化分析

  毛月英

  冶金分析. 2025, 45(12): 49-55.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012998

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  本研究基于文献计量学方法,系统采集电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)领域文献数据,结合可视化技术解析其技术发展脉络。结果表明:技术演进呈现3阶段特征,当前产业化阶段存在论文产出回落与专利增长的分化现象;研究热点分析显示,检测对象虽向食品、生物医药领域延伸,但环境重金属检测及地质定年仍占据主导地位,技术发展呈现方法深化与应用拓展的双轨并行;高被引文献与期刊分布共同印证其对地质年代学、岩石成因及矿床研究的核心支撑作用。研究表明,多学科协同是技术持续创新的关键动力,未来需通过技术融合与应用边界拓展共同驱动创新。本成果可为分析化学领域的技术布局与跨学科研究提供决策参考。
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  熔融制样-X射线荧光光谱法测定铌铁中11种主次元素

  邓军华, 徐强, 田慧杰, 亢德华, 杨洁

  冶金分析. 2025, 45(12): 56-62.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012875

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  为解决铌铁合金在熔融制样过程中对铂-金坩埚的腐蚀问题,系统考察了试样粒度、氧化剂组成与用量以及阶梯预氧化流程的影响。结果表明,将试样粒度控制在 0.074 mm 比 0.096 mm 可缩短熔融时间 10 min;采用新型 Li₂CO₃-LiOH-KNO₃ 复合氧化体系(质量比12∶20∶5),在发挥 LiOH 碱性熔融与 Li₂CO₃ 分解释放 CO₂ 辅助熔融作用的同时,利用 KNO₃ 的温和氧化特性替代传统 Na₂O₂/BaO₂,显著提高了反应的可控性。在熔融温度 1 100 ℃、LiBr 溶液加入量 1.0 mL、熔融时间 20 min 的条件下,可完全消除 Br 对0.20% Al测定的干扰。基于上述研究,开发了适用于程序控温全自动电熔融炉的3阶段预氧化方法。该方法采用市售 Li₂B₄O₇ 坩埚,通过控制试样(0.25 g)与 Li₂B₄O₇、复合氧化剂的质量比,在 500~750 ℃ 进行梯度预氧化后,于 1 100 ℃ 完成熔融,不仅彻底避免了铂-金坩埚的腐蚀风险,还实现了玻璃熔片的均匀成型。采用铌铁标准物质/样品、基准物质与标准溶液构建校准曲线,建立了 X 射线荧光光谱法(XRF)同时测定铌铁中 Nb、Ta、Si、Al、P、Mn、Co、Cr、Ti、Fe、Sn 等 11 种主次元素的分析方法。方法校准曲线的线性相关系数均不小于0.999 5。按照实验方法对一个合成铌铁样品进行测定,Nb、Ta、Si、Al、P、Mn、Co、Cr、Ti、Fe、Sn 等元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为 0.14%～2.9%。选取一个铌铁实际生产样品,进行本方法与其他方法的比对试验以及加标回收试验。结果显示,Nb、Ta、Si、Al、P、Mn、Ti、Sn 两种方法的测定结果相吻合;Fe、Cr、Co 的加标回收率为 101%～110%。
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  标准加入校正-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定卤水中钾镁硼锂铷铯

  蓝丽, 陈祝海, 张园, 谢燕红

  冶金分析. 2025, 45(12): 63-69.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012849

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  卤水高矿化度及复杂基体成分导致多元素定量分析面临显著基体干扰。本法采用标准加入校正-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES),通过向样品中梯度添加标准溶液消除基体效应;在仪器推荐工作条件下,选择K 769.897 nm、Mg 279.078 nm、B 249.678 nm、Li 670.790 nm、Rb 780.027 nm、Cs 894.347 nm为钾、镁、硼、锂、铷、铯的分析谱线,实现同基体卤水中钾、镁、硼、锂、铷、铯的批量同步测定。各元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999 5;方法中各元素的定量限为0.036～1.20 mg/L;按照实验方法测定不同地域卤水样品中钾、镁、硼、锂、铷、铯,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)均不大于2.0%;加标回收率为97.4%~104.5%。
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  重量法结合经验校正法测定Fe-6%Si高硅钢薄带中硅

  孙小帅, 赵希文, 董礼男, 张继明

  冶金分析. 2025, 45(12): 70-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012832

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  硅含量是影响Fe-6%Si高硅钢薄带性能的关键指标,准确测定其含量对产品质量控制具有重要意义。针对常规重量法在测定该材料时存在的样品溶解困难、对坩埚腐蚀严重以及滤液中硅检测步骤繁琐等问题,本研究提出了一种改进的重量法结合经验校正值的分析方法。该方法以20 mL盐酸-20 mL硝酸混合酸体系消解1.0 g样品,采用硼酸-碳酸钠混合熔剂于1 050 ℃熔融残渣30 min,合并滤液后以25 mL高氯酸脱水20 min,经去除二氧化硅等步骤,通过挥发前后质量差计算硅含量,并引入0.095%的经验校正值以补偿滤液中硅的损失,最终获得样品中的总硅含量。应用本方法对两个Fe-6%Si高硅钢薄带样品进行测定,硅测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)分别为0.65%和2.7%,加标回收率为98.0%～102%。使用硅钢标准样品YSBC15335-94验证方法正确度,测定误差小于GB/T 5687.2—2007规定的允许差。本方法有效解决了样品难溶和坩埚腐蚀问题,并通过经验校正值简化了滤液检测流程,显著提高了分析效率。
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  0.3 mm薄规格无取向硅钢再结晶过程微观结构演变

  郭飞虎, 谢凯, 李泽超, 牛宇豪, 乔家龙, 仇圣桃

  冶金分析. 2025, 45(12): 76-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012948

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  通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)等研究了87%冷轧压下率的薄规格无取向硅钢在不同退火温度(640~1 000 ℃)下的显微组织、织构和磁性能。结果表明,冷轧板以沿轧向延伸的变形带为主,剪切带几乎消失,其织构为强α和弱γ纤维织构。640~760 ℃再结晶退火过程α纤维织构强度不断弱化,γ和α^*纤维织构强度增加;{111}<112>晶粒优先在γ纤维织构的变形晶粒中形核长大,并占数量优势;{114}<481>晶粒在α纤维织构变形组织的晶界处形核。随着退火温度的升高(820~1 000 ℃),退火板晶粒尺寸由20.5 μm增加到162.0 μm。相比于{111}<112>,{114}<418>晶粒相邻晶界大角度晶界频率高7.22%,小大角度晶界频率低9.22%,具有较高的晶界迁移率优势,α^*纤维织构增强并成为主织构而γ纤维织构降低。在970 ℃×3 min的退火条件下退火板达到临界晶粒尺寸135.3 μm,铁损P1.5/50最低为2.26 W/kg。
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  离心分离-平衡滴定法测定沸石阳离子交换容量

  张爽, 李娜, 李维志, 廖柏军

  冶金分析. 2025, 45(12): 85-91.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012899

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  阳离子交换容量(CEC)是评价沸石性能的重要技术指标。本文采用离心分离-滴定法替代慢速滤纸过滤-滴定法,建立了一种沸石CEC测定方法。试验探讨了交换溶液浓度、交换温度、交换时间及洗脱次数对测定结果的影响,最终确定使用1 mol/L氯化铵溶液作为交换溶液,在 100 ℃下反应 30 min,洗涤时洗脱次数为3次。按照实验方法对低、中、高3种不同CEC含量水平的沸石标准样品CEC进行测定,测定结果均涵盖在标准样品标准值允许范围内,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.2%～1.5%。分别使用离心分离法和慢速滤纸过滤法处理10个沸石样品后再使用滴定法测定CEC,结果表明本方法处理单份样品耗时稳定在3 h;而慢速滤纸过滤耗时最长可达18 h,对于低含量样品(28.72～60.99 cmol/kg,以离心法结果为基准),两种方法的结果比值为-2.68%~3.90%,对于中高含量样品(72.58～122.37 cmol/kg),两种方法的结果比值为17.02%~33.06%,且慢速滤纸过滤-滴定法结果均偏高,离心法测定结果可信度更高。本方法显著提升了检测效率和准确度。