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电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定高碳铬铁中的硅、磷、锰

2013-01-11李志华刘舟詹松黄涛宏端裕树

中国无机分析化学 2013年1期
关键词:岛津高碳高氯酸

李志华 刘舟 詹松 黄涛宏 端裕树

(1岛津企业管理(中国)有限公司广州 510010;2岛津全球应用技术支持中心上海 200052)

电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定高碳铬铁中的硅、磷、锰

李志华1刘舟1詹松1黄涛宏2端裕树2

(1岛津企业管理(中国)有限公司广州 510010;2岛津全球应用技术支持中心上海 200052)

采用氢氟酸和高氯酸的混合酸为溶剂,微波消解法处理高碳铬铁样品,电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定溶液中的硅、磷和锰,利用仪器扣背景的功能消除高浓度基体的干扰。结果表明,样品不经基体匹配可以直接测定。方法的线性相关系数大于0.999 94,能够同时测定三种金属元素,具有快速、高效、清洁、污染少等优点,完全能满足分析的要求。

ICP-AES;高碳铬铁;硅;磷;锰

0 引言

高碳铬铁主要用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂,提高钢的淬透性,增加钢的耐磨性和硬度;用作铸铁的添加剂,改善铸铁的耐磨性和提高硬度,同时使铸铁具有良好的耐热性;用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料;用作电解法生产金属铬的含铬原料;用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。因其性能要求高,对其它低含量合金的多少也有很高的要求。目前,对以上三种元素的测量多以分光光度法测定,操作费时,结果易受其它因素干扰;另外因高碳铬铁含碳量在6%~10%,不易被硝酸、硫酸等酸溶解,碱熔法则会因大量引入钠离子而影响目标元素的测量[1-4]。

利用微波消解技术溶解样品,以ICP-AES法检测高碳铬铁样品中硅、磷、锰元素含量,方法的精密度和准确度均能满足要求。

1 实验部分

1.1 仪器

ICPS-7510等离子体发射光谱仪(日本岛津公司),配氢氟酸进样系统。

仪器稳定后,按表1仪器工作条件测定。

表1 仪器工作条件

1.2 实验器皿及试剂

实验所用玻璃器皿均用硝酸溶液(1+1)浸泡24h后,用去离子水冲洗,干燥备用;实验所用高氯酸、氢氟酸均为优级纯,实验用水为超纯去离子水。

1.3 样品的前处理

称取0.2g(精确至0.000 1g)国家标准样品高碳铬铁(标准编号:GBW(E)09113-2010)置于消解罐中,加入6mL高氯酸,1mL氢氟酸,放置2h后,盖上消解罐盖,放入微波消解仪中按照设定程序消解。消解结束后冷却,取出。置于电热板上赶酸完全后,用去离子水定容至50mL,摇匀备用;并按上述手续操作,制备试剂空白溶液,样品稀释10倍测硅。由于氢氟酸进样系统的配备,样品不需要去除氢氟酸,可以直接进样。

1.4 仪器参数和分析线的选择

利用软件的定性分析功能,可以挑选出光谱干扰少的、灵敏度高的合适波长;然后根据给出的半定量结果制定合适的标准曲线浓度点。

根据表2制备硅,磷,锰三元素的混合标准溶液,含硝酸(2%)。

表2 不同元素标准曲线浓度

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

各元素的标准曲线如图1,2,3。

2.2 方法的检出限

对空白标准溶液的分析元素进行10次测定,取3倍的空白标准偏差所对应的浓度即为各元素的检出限,其结果见表3。

2.3 标准品测定结果的精密度及准确度

按实验方法对GBW(E)09113-2010标准物质进行分析,分析结果见表4。从表4可以看出,方法的相对标准偏差RSD都小于2%,测定结果与标准值基本吻合。方法准确、可靠。

图3 锰的标准曲线

表3 各元素的检出限

表4 质控GBW(E)09113-2010的测定结果及标准值 /%

3 结论

重点研究了前处理过程,采用氢氟酸和高氯酸的混合酸为溶剂,微波消解法处理高碳铬铁样品,样品消解完全,去除了高碳的影响;ICPS-7510测定溶液中的硅、磷和锰,利用仪器高分辨率和扣背景的功能消除高浓度基体的干扰,样品可以不经基体匹配直接测定,完全能满足高碳铬铁样品中杂质元素的测试要求。

[1]孙哲平.ICP-AES法测定高碳铬铁中的硅[J].冶金分析,1994,14(6):32-34.

[2]王振坤,李异,姚传刚,等.微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高碳铬铁中硅磷[J].冶金分析,2010,30(2):62-65.

[3]王彬果,徐静,赵靖,等.X射线荧光光谱法测定电解锰中锰、硅、磷和铁含量[J].中国无机分析化学,2011,1(3):43-45.

[4]戚淑芳,王莹,邓军华,等 .高碳铬铁中磷和锰的联合测定[J].冶金分析,2007,27(12):63-65.

O657.31;TH744.11

A

2095-1035(2013)S0-0048-02

10.3969/j.issn.2095-1035.2013.z1.017

2013-08-22

2013-09-01

李志华,男,工程师,主要从事原子光谱的应用方法技术开发和技术支持。Email:sshsyb@shimadzu.com.cn

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