ICP-AES法测量硅铁中痕量金属杂质元素

1、PAGE 1PAGE 3 ICP-AES法测量硅铁中痕量金属杂质元素 宋卫良 张穗忠 刘成花 （武汉钢铁公司技术中心检测所，武汉，430080）硅铁是冶金行业中常用的原料，随着冶金技术的发展，需要使用较为纯净的硅铁作为原料，这样要测量的杂质元素较多且含量较低，采用化学法或原子吸收法测量手续繁琐。同时武钢正在研制此类硅铁标样，需测量的元素有20多种，其中Mn、Ti、Cr、Cu、Ni、Mo、Co、V、Ba、Zr、Mg等为痕量元素，国外仅有日本、美国等少数国家有同类标样，为保证硅铁标样定值的可靠性，除用化学法测量外，也采用ICP-AES、石墨炉原子吸收法。本文提出用多道ICP发射光谱仪测量硅铁中的微

2、量金属杂质元素，经回收试验和标样对照试验，测量结果令人满意，可满足硅铁快速分析的需要。实验部分1.1 仪器和试剂ICPV1015发射光谱仪（日本岛津）硝酸（优级纯）盐酸（优级纯）氢氟酸（优级纯）氩气（99.95%）高纯铁（99.98%，所需测量杂质元素含量已知或0.0001%）钇标液（600微克/毫升）各测量元素标准溶液采用基准试剂配制成浓度为1毫克/毫升的母液，使用时稀释；尽量使用硝酸，不能使用硫酸磷酸。1.2 试样分解及测量称取试样1.0000克于200毫升聚四氟乙烯烧杯中，少量水湿润后，加5毫升氢氟酸，滴加10毫升硝酸，加热溶解后，加5毫升高氯酸冒烟至近干，稍冷后，加入5毫升硝酸和少量水

3、加热溶解盐类，冷却后，移入100毫升容量瓶中，加入5.00毫升钇标液，稀释至刻度。随同试样做空白。在ICPV1015发射光谱仪上以钇为内标测量各元素的强度。（仪器工作条件见表1）1.3 工作曲线绘制 抽取一定量各测量元素标液于100毫升容量瓶中，加入5毫升硝酸，5.00毫升钇标液， ICPV1015发射光谱仪上以钇为内标测量其强度，以浓度为横坐标，强度为纵坐标作工作曲线。 表 1光源条件输出功率 1.2 kw 反射功率 0.0001%应将所含测量元素量计算在内），标液分为34组，每组34个点。每组标液间测量元素浓度不同，铁（铝）的浓度可相同也可不同，每组标液内测量元素浓度相同，铁（铝）的浓度不

4、同；测量各元素的强度，以铁（铝）浓度为横坐标，强度为纵坐标作工作曲线。然后在纯标液的工作曲线上分别计算出铁基浓度不同的测量元素浓度Ci，测量元素原浓度为Cj，Ci=Ci-Cj,以铁基浓度为横坐标，Ci为纵坐标进行一次回归，所得一次线系数即为校正系数a。Al对Mo干扰校正系数的计算方法和铁一样。对试样测量结果进行校正计算的公式为： C=Ci-aCFe (1)Ci为纯标液所作工作曲线上计算出的浓度，a 为铁对各元素干扰的校正系数CFe为铁工作曲线上查得的铁的浓度由于Al对Mo也有干扰，Mo测量结果校正计算的公式为： C=Ci-aCFe bCAl (2)b为铝对钼干扰的校正系数CAl为工作曲线上查得

5、的铝的浓度 铁对各测量元素的干扰系数为： Ba 0.0000834 Mn 0.0000239 Ni 0.000104 Cu 0.000069 Cr 0.0000652 Mo 0.0000976 Ti 0.000002 V 0.0000195 Zr 0.0000336 Ca 0.0000221 如果铁基变化范围在2.5%内，各测量元素含量因铁基干扰引起的百分含量变化为： Ba 0.0002 Mn0.00006 Ni 0.00026 Cu 0.00017 Cr 0.00016 Mo0.00025 Ti 0.000004 V 0.00005 Zr 0.00008 Ca 0.000055 铝对钼的干扰

6、系数为0.000578，如果铝变化范围在0.5%内，钼因铝干扰引起的百分含量变化为0.00029。由以上结果看，铁百分含量变化2%、铝百分含量0.005%可在绘制工作曲线时加入大致相同的铁基，不必进行校正计算，简化程序。2.3 回收实验称取0.2000g的试样后，加入铁标液至相当于1.0000 g称样量的铁基及一定量的标液，按1.2的方法操作，在工作曲线上查出浓度并进行校正计算，结果见表2。3 样品分析 按1.2的方法操作，在工作曲线上查出浓度并进行校正计算，对三个样品进行了测量，结果见表3。 表2 1# 2#元素 加入量 (g)回收量 (g)回收率 (%)加入量 (g)回收量 (g)回收率

7、(%)Zr 109.292 2023115Mn 1010100 2020100Ti 1011110 2021105Cu 1011110 2021105Ni 1010100 2020100C0 1010100 2021105Mo 1012120 201890V 1011110 2021.2106Mg 1010100 2022110Ba 1010100 2021105Cr 109.090 201785 表 3 武钢1#硅铁 NIST195 武钢2#硅铁元素 eq o(sup 5(),sdo 5()（n=5 %）推荐值（%）RSD(%） eq o(sup 5(),sdo 5()（n=5 %）标准值（

8、%）RSD(%） eq o(sup 5(),sdo 5()（n=5 %）推荐值（%）RSD(%）Zr0.00180.00221.30.01340.0110.97Mn0.05520.0560.80.1640.171.00.04770.0481.7Ti0.03070.0312.40.03530.0371.20.0380.0392.6Cu0.0470.0500.60.0470.0470.40.02840.0301.6Ni0.03680.0340.60.03280.0320.990.00310.00303.5Ca0.0680.0652.70.05180.0531.70C00.00300.00302.60.00170.00165.9Mo0.00100.001214.5V0.00270.00231.40.00180.00154.2Mg0.00490.00500.830.00760.00702.3Ba0.006260.00600.540.00540.00508.6Cr0.00500.00531.60.0