賈德華,楊競,劉軍,吳雙九,徐曉云
(中冶建筑研究總院有限公司,北京 100088)
ICP-OES法測定鋼渣中的全鐵
賈德華,楊競,劉軍,吳雙九,徐曉云
(中冶建筑研究總院有限公司,北京 100088)
建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)測定鋼渣中全鐵的方法。試樣用硝酸-氫氟酸消化后,經碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔解,采用ICP-OES法測定其中的全鐵含量。以鋼渣標準樣品繪制標準曲線,Fe2O3的質量分數在0~34.33%范圍內與發(fā)射強度呈良好的線性,線性相關系數r=0.999 8。標準樣品測定結果的相對標準偏差為0.004 4%~0.036%(n=5),相對誤差為0.80%~2.5%。用ICP-OES法與EDTA滴定法對鋼渣樣品進行測定,兩種方法測定結果相一致。該方法簡便、快速,可用于鋼渣中全鐵的定量分析。
ICP-OES法;鋼渣;全鐵
鋼渣是煉鋼過程中產生的廢渣[1],其主要成分是鈣、鐵、硅、鎂的氧化物及少量鋁、錳、磷氧化物。鋼渣成分復雜,大量的鋼渣會對環(huán)境造成嚴重影響,因此鋼渣的回收利用是目前研究的熱點[2]。鋼渣具有廣泛的用途,可在鋼廠內部回收利用;鋼渣中的鈣、硅、錳及微量元素均有肥效[3],可作為渣肥施于酸性土壤中;鋼渣也可以作為水泥原材料生產鋼渣水泥;各類鋼渣還可以作為道路的填充料。為了更好地回收利用鋼渣中的有用成分,準確測定鋼渣中的有用元素至關重要[4]??焖贉y量鋼渣中的全鐵,能為回收鋼渣中的鐵提供依據,依此選擇合適的回收工藝。
目前測定鋼渣中全鐵的方法主要有EDTA容量法,但該法存在分析步驟繁瑣,耗時時間長,滴定終點不易判定等缺點。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)[5]具有分析速度快、檢出限低,測定范圍廣等特點[6],主要用于微量元素的分析,廣泛應用于稀土、冶金、化工、地質等行業(yè)。筆者采用ICP-OES 法測定鋼渣中的全鐵,并與EDTA滴定法測定結果進行了比較。所建方法簡便快速,測定結果準確。
1.1 主要儀器與試劑
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀:Optima 7300v型,美國Perkin-Elmer公司;
鄂式破碎機:100*60型,功率1.5 kW,出料小于6~10 mm,浙江上虞市東關建工儀器廠;
震動磨:MXZ-206-1型,出料為75~122 μm,長春邁維儀器設備公司;
箱式電阻爐:SX2-5-12型,測量范圍為0~1 200℃,北京電爐廠;
混合熔劑:按質量比將2份無水碳酸鈉(分析純)與1份硼酸(分析純)研細,混勻;
硝酸:ρ=1.39 g/mL,分析純;
鹽酸溶液:ρ=1.19 g/mL分析純;
鹽酸溶液(1+1):量取一定體積的蒸餾水于燒杯中,再量取相同體積的濃鹽酸(分析純)與蒸餾水混合,攪拌均勻;
氫氟酸:ρ=1.13 g/mL,分析純;
過氧化氫:ρ=1.11 g/mL,分析純;
過氧化氫溶液(1+1):量取一定體積的蒸餾水于燒杯中,再量取相同體積的過氧化氫(分析純)與蒸餾水混合,攪拌均勻;
磺基水楊酸鈉溶液:20 g/L;
鋅標準溶液:0.01 mol/L,稱取0.653 9 g鋅(純度大于99.99%),精確至0.000 1 g。加熱溶解于20 mL鹽酸溶液(1+1)中,準確移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至標線,混勻;
EDTA標準溶液:0.010 00 mol/L,稱取3.72 g EDTA溶于水中,用氨水(1+1)調節(jié)pH值為7~8,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至標線,混勻;
實驗用水為超純水。
1.2 樣品制備
試樣經顎式破碎機破碎至粒徑為6.7 mm以下,按四分法縮分至約100 g,然后利用振動磨將100 g試樣全部粉碎至粒徑為0.5 mm以下,繼續(xù)縮分,加工至全部通過85μm (180目)篩,試樣分析前在烘箱中于105℃烘2 h,取出并置于干燥器中冷卻至室溫。
準確稱取0.200 0 g上述樣品(精確至0.000 2 g),于25 mL鉑金坩堝中。加入5 mL硝酸,5 mL HF,低溫蒸干揮散除硅,再以硝酸趕氟。加入混合熔劑3 g,混勻試樣和熔劑,在試樣表面加蓋1 g 熔劑。將坩堝置于已升溫至400℃的高溫爐內,繼續(xù)加熱至1 000~1 100℃,熔融15 min。取下坩堝不停振搖,使試樣均勻覆蓋坩堝內壁,稍冷卻后用稀鹽酸浸取于250 mL燒杯中,冷卻后定容于250 mL 容量瓶中作為母液。
1.3 儀器工作條件
霧化器氣體流量:0.8 L/min;輔助氣流量:0.5 L/min;發(fā)射功率:1.3 kW;觀測高度:10 mm。
2.1 樣品處理
鋼渣中大量的二氧化硅使樣品難以熔解,實驗先采用HF揮散法除掉二氧化硅,硝酸趕氟后再加入適量混合溶劑高溫熔解,碳酸鈉-硼酸混合熔劑能使樣品熔解完全[7]。
2.2 譜線選擇
儀器廠家推薦的首選靈敏線為238.204 nm,因此實驗采用波長為238.204 nm的譜線,該譜線波形較好,靈敏度高,干擾譜線少。
2.3 干擾消除
為了消除高鹽溶液引起的物理效應,減少進樣誤差,實驗選擇以稀有元素釔Y(371.029)[8]作為內標。
2.4 儀器最佳條件確定
采用238.204 nm譜線進行試驗,對鋼渣標樣(BH 0125-6)進行測定,對影響測定結果的主要因素如輔助氣流量、發(fā)射功率、觀測高度進行了正交試驗,結果見表1。
表1 輔助氣流量、發(fā)射功率、觀測高度試驗結果
由表1可知,Fe元素的最佳分析條件為輔助氣流量0.5 L/min,發(fā)射功率為1.3 kW,觀測高度為10 mm。
2.5 標準工作曲線
以釔(371.029) 10 μg/mL溶液作為內標,對試劑空白和4種標樣進行測定,結果見表2。以Fe2O3的質量分數(X )為橫坐標,以發(fā)射強度(Y )為縱坐標進行線性回歸,回歸方程為Y=7 571.1X-1 024.5,相關系數r=0.999 8。
表2 試劑空白及標樣測定結果
2.6 方法精密度與準確度
用所建方法對標準樣品BH 0126-1電爐渣、W-7173平爐渣、BH 0125-6平爐渣分別進行5次平行測定,測定結果及相對標準偏差見表3。
由表3可知測試結果的相對標準偏差為0.004 4%~0.036%,相對誤差為0.80%~2.5%,可見方法的精密度和準確度較高,滿足國家標準化學分析允許誤差的要求。
表3 精密度與準確度試驗結果 %
2.7 方法比對
分別采用ICP-OES和EDTA法對3種不同鋼渣樣品A(Fe2O3含量為1%~5%),B (Fe2O3含量為5%~10%),C(Fe2O3含量為10%~20%)進行測定,測定結果見表4。由表4可知,兩種方法的測試結果相一致,說明ICP-OES法的測定結果準確可靠。
表4 鋼渣樣品分析結果(n=6) %
用硝酸、氫氟酸消解樣品,用碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔融后,以ICP-OES法測定鋼渣中的全鐵,通過基體匹配與內標校正最大限度地降低基體干擾與儀器誤差。該方法簡便、快捷,精密度、準確度較高,可用于鋼渣中全鐵的定值分析。
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鈣制劑中鋁含量分析方法
申請公布號:CN104359881A 申請公布日:2015.02.18
申請人:沈陽化工大學
摘要 鈣制劑中鋁含量分析方法,涉及一種化學分析方法,該方法為熒光分光光度法測定鈣制劑中鋁的含量,包括以下熒光分析條件和樣品處理兩個步驟:(1)熒光分析條件為:激發(fā)波長,發(fā)射波長,狹縫寬度,靈敏度;(2)樣品處理:絡合提取,萃?。粚⑩}制劑移至分液漏斗中,加入8-羥基喹啉、三氯甲烷溶液萃取3次;合并萃取液,置于容量瓶中,加入三氯甲烷定容至標線,搖勻,記錄熒光強度;其激發(fā)波長Ex=392nm,狹縫寬10 nm,發(fā)射波長Em=518 nm,狹縫寬20 nm,靈敏度為2。本發(fā)明為測量鈣制劑中鋁含量提供了一種有效可靠的分析方法。
一種6016鋁合金光譜標準樣品和6016鋁合金成分檢測方法
申請公布號:CN104359740A 申請公布日:2015.02.18
申請人:西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司
摘要 本申請屬于合金領域,尤其涉及一種6016鋁合金光譜標準樣品和6016鋁合金成分檢測方法。本申請?zhí)峁┑?016鋁合金光譜標準樣品,包括1.1%~1.5%(質量分數,下同)的Si;0.1%~0.5%的Fe;0.095%~0.2%的Cu;0.07%~0.1%的Mn;0.5%~0.6%的Mg;0.01%~0.1%的Cr;0.02%~0.05%的Ni;0.025%~0.2%的Zn;0.02%~0.15%的Ti和余量的Al。采用由本申請?zhí)峁┑?016鋁合金標準樣品校正的原子發(fā)射光譜譜線強度標準曲線對6016鋁合金待測樣品進行成分分析,其結果與采用化學分析法進行成分分析的結果相符。
電熱消解儀
申請公布號:CN104359752A 申請公布日:2015.02.18
申請人:北京東航科儀儀器有限公司
摘要 本發(fā)明涉及分析儀器領域,特別是一種電熱消解儀,包括加熱體,加熱體通過加熱主電路與交流電源連接形成加熱回路,加熱主電路包括依次串接的空氣斷路器、單相全橋整流濾波單元和Buck主電路;還包括設置在加熱體上的溫度傳感器,溫度傳感器通過濾波放大單元分別與單片機和PWM控制驅動單元,單片機與PWM控制驅動單元相連接,PWM控制驅動單元通過隔離驅動單元與Buck主電路相連接;PWM控制驅動單元通過采樣電阻對加熱回路中電流采樣;單片機的輸出端連接有顯示溫度的輸出設備,輸入端連接有參數設定的輸入設備。采用上述結構后,本發(fā)明的電熱消解儀采用功率開關管,實現輸出功率的精確調節(jié),繼而可以實現加熱過程的精確控制。
Determination of Total Iron in Steel Slag by ICP-OES
Jia Dehua, Yang Jing, Liu Jun, Wu Shuangjiu, Xu Xiaoyun
(Metallurgical Construction Research Institute Co., Ltd., Beijing 100088, China)
Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES) method for the determination of total iron in steel slag was established. Samples were digested with nitric acid-hydrofluoric acid, dissolved by sodium carbonate-boric acid flux, then total iron content was determined by ICP-OES. Standard curve was drawn by using slag standard sample, the mass fraction of Fe2O3was linear with emission intensity in the range of 0-34.33%, the linear correlation coefficient was 0.999 8. The relative standard deviation of standard samples detection results was 0.004 4%-0.036%(n=5), and relative error was 0.80%-2.5%. Steel slag samples were detected by ICP-OES and EDTA titration method,results of two methods were consistent. The method is simple,fast,and it can be used for quantification of total iron slag analysis.
ICP-OES method; steel slag; total iron
O657.3
A
1008-6145(2015)02-0066-03
10.3969/j.issn.1008-6145.2015.02.019
聯系人:賈德華;E-mail: ishuyu@126.com
2014-12-24