楊業(yè)伙，王 輝，張 弘，朱立彥，沈怡虹

（中國(guó)南車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司，江蘇常州 213011）

鉻鐵是鉻和鐵組成的鐵合金，鉻鐵含鉻量一般在50%～75%,主要用作煉鋼或鑄鐵中鉻的合金加入劑。目前鉻鐵中鉻的測(cè)定主要采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法—過(guò)硫酸銨氧化滴定法和電位滴定法（GB/T4699.2-2008），該法需要大量的試劑，操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)。ICP等離子發(fā)射測(cè)定法雖已有很多報(bào)道，但前處理方式主要采用硫磷混酸及碳酸鈉、過(guò)氧化鈉熔融。硫磷混酸溶樣由于密度、粘度較大，對(duì)表面張力的影響較大，進(jìn)而影響等離子霧化器的霧化效果。為了達(dá)到完全破壞試樣中的碳化鉻，使鉻全部溶解到溶液中，必須在冒硫磷酸煙的時(shí)候不斷滴加硝酸破壞其中碳化鉻。由于硫磷酸冒煙時(shí)溫度達(dá)300 ℃以上，而硝酸的沸點(diǎn)只有100 ℃多，所以滴加硝酸時(shí)存在爆沸的風(fēng)險(xiǎn)（如油中滴入水一樣），這樣不但會(huì)引起試樣損失，還存在一定安全隱患。此外，磷酸的加入將無(wú)法對(duì)P和Si進(jìn)行聯(lián)測(cè)。碳酸鈉、過(guò)氧化鈉熔融，需進(jìn)行熔解、加熱浸出、酸化、濃縮等處理，操作繁瑣、耗時(shí)，且加入大量的鈉鹽使ICP等離子體的火焰冒長(zhǎng)，會(huì)引起火焰“飄尾”，影響測(cè)量的精密度。本文使用微波消解進(jìn)行前處理，利用ICP進(jìn)行測(cè)定有效解決了上述問(wèn)題，對(duì)精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果均比較滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

（1）ICP 光譜儀

美國(guó)TJA公司IRIS Advantage ER/S全譜直讀等離子光譜分析儀包含四通道蠕動(dòng)泵，玻璃同心霧化器、旋流霧化室、棱鏡及中階梯光柵二維色散系統(tǒng)、電荷法射式固體檢測(cè)器（CID）、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

工作參數(shù)：RF頻率27.12 MHz，霧化氣壓27×6.894×10-3MPa，RF功率1 150 W，冷卻氣流量14 L/min，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速100 r/min，輔助氣流量0.5 L/min。積分時(shí)間：短波段（170～265 nm）10 s ；長(zhǎng)波段（265～1 000 nm）5 s。

（2）MARS微波消解儀（美國(guó)CEM公司）

工作條件：一般1～2個(gè)罐子功率選擇400 W；3～5個(gè)罐子功率選擇800 W；6個(gè)以上功率選擇1600 W。

1.2 主要試劑

氬氣：純度 99.99%、硝酸（GR）、鹽酸（GR）、硫酸（AR）、高氯酸（AR）、硼酸（AR）、氫氟酸（AR）、去離子水。

1.3 分析試樣的配制

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1 g試樣于微波消解罐中，通過(guò)大量試驗(yàn)，分析不同混酸、不同儀器參數(shù)對(duì)試樣的消解效果，最終確定使用鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸混酸9 ml，其配比為（3：2：2：2），再加 5 滴氫氟酸。消解儀參數(shù)：功率設(shè)置1 600 W，消解溫度220 ℃，達(dá)到該溫度后保持消解30 min。溶解后溶液清澈透明，冷卻后加入10 ml飽和硼酸絡(luò)合過(guò)量氫氟酸，用蒸餾水定容、搖勻，稀釋10倍作為待測(cè)溶液。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的配制

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)完全按試樣配制過(guò)程進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)元素含量

2 結(jié)果分析與討論

2.1 分析譜線的選擇

因采取基體匹配的方式，因此只考慮光譜干擾和背景干擾。在儀器的譜線庫(kù)中，每一種元素都有多條譜線，根據(jù)樣品的元素種類(lèi)和背景狀況等條件，首先進(jìn)行多條譜線的掃描，再根據(jù)譜線的強(qiáng)度大小、背景和干擾情況，結(jié)合峰形、標(biāo)準(zhǔn)化線及多次曝光變異情況，我們最終選擇無(wú)譜線干擾2 677.16 nm進(jìn)行分析。通過(guò)背景扣除消除背景干擾，積分位置及背景設(shè)置見(jiàn)圖1。

圖1 積分及背景位置

2.2 工作曲線和相關(guān)系數(shù)

以元素含量為橫坐標(biāo)，發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，工作曲線和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)圖2。

圖2 工作曲線和相關(guān)系數(shù)

2.3 精密度

對(duì)試樣進(jìn)行10次測(cè)量，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.257%，精密度試驗(yàn)見(jiàn)表2所示。

表2 精密度試驗(yàn)

2.4 準(zhǔn)確度

鉻鐵檢測(cè)的難點(diǎn)在于對(duì)試樣的前處理而不在于方法本身，前處理溶解試樣是否徹底，試樣組分是否完全溶出直接與檢測(cè)結(jié)果相關(guān)，所以采用加標(biāo)回收不能完全證明試驗(yàn)方法的可靠性。我們利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，分析結(jié)果均為比較滿意。

表3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析結(jié)果

3 結(jié)論

本方法適用于低碳、中碳、高碳鉻鐵中鉻的測(cè)定，同時(shí)能對(duì)鉻鐵中的硅、錳、磷含量進(jìn)行聯(lián)測(cè)，試劑用量少，分析速度快，線性范圍寬，分析結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。同時(shí)對(duì)高鉻鑄鐵、鉻鐵礦砂中的鉻含量也能得到滿意的測(cè)試結(jié)果。

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[2]張興梅,王宏,金哲.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定各類(lèi)鐵合金中主量元素[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè),2008,44：85-87.

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[4]朱向陽(yáng),張東,楊曉紅，等.離子發(fā)射光譜法在分析高鉻鑄鐵化學(xué)成分中的應(yīng)用[J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù),2013（5）：50-51.