覃雙環(huán)，許家寶

（陽(yáng)春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽(yáng)江 529600）

0 引言

隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，與煉鐵行業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝水平逐漸提高。高爐生產(chǎn)過(guò)程中的鐵礦石品位跟焦比、鐵水產(chǎn)量的關(guān)系是一個(gè)重要的生產(chǎn)要素，通常采用焦比的變化公式來(lái)計(jì)算和分析鐵礦石品位變化對(duì)焦比的影響，從而間接反映出煤焦質(zhì)量變化對(duì)于高爐煉鐵的影響。

在配礦過(guò)程中，煤焦中氧化鉀、氧化鈉、磷、鐵、氧化錳、二氧化鈦的含量會(huì)直接影響到高爐配礦的理論測(cè)算，為指導(dǎo)高爐配礦，提高配礦理論預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率，需對(duì)煤焦中氧化鉀、氧化鈉、磷、鐵、氧化錳、二氧化鈦化學(xué)成分含量進(jìn)行檢測(cè)方法的測(cè)定研究[1]。本文以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法為研究背景，對(duì)檢測(cè)曲線標(biāo)液中的共存元素鉀、磷等的干擾進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，找出相應(yīng)的改進(jìn)措施，并通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證了采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定煤焦中鉀、鈉、磷、鐵、錳、鈦的含量的可行性[2]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)方案的確立

通過(guò)查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，制定出符合現(xiàn)狀的最佳檢測(cè)方法：根據(jù)物料的性質(zhì)，采用鹽酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸進(jìn)行樣品溶解；因在檢測(cè)過(guò)程中需去除掉碳，故基體確認(rèn)是酸性溶液；確定鉀、鈉、磷、鐵、錳、鈦元素的分析線波長(zhǎng)（nm）；在儀器最佳條件下測(cè)定標(biāo)液各元素強(qiáng)度并繪制曲線。

1.2 分析方法的建立

從元素周期表選出要分析的元素，選擇該元素分析譜線所有信息中元素附近干擾影響小的波長(zhǎng)，輸入根據(jù)實(shí)驗(yàn)所選擇的儀器分析譜線的最佳測(cè)定條件。

1.3 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

根據(jù)樣品的性質(zhì)，基體采用10 mL 鹽酸（優(yōu)級(jí)純）（1+1），移入100 mL 容量瓶中，在未稀釋到刻度前加入已經(jīng)計(jì)算好的待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，使標(biāo)準(zhǔn)溶液酸度與試液基本一致，用水稀釋到刻度，混勻。以不加標(biāo)準(zhǔn)溶液的試液作為空白溶液，待測(cè)元素含量應(yīng)在所作曲線范圍之內(nèi)，系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)量由精度要求來(lái)決定，設(shè)定為5 個(gè)。

1.4 工作曲線的繪制

在儀器的最佳條件下，各元素選定的波長(zhǎng)處，測(cè)定系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素的強(qiáng)度，當(dāng)工作曲線的線性相關(guān)系數(shù)≥0.995 時(shí)，即可進(jìn)行分析溶液的測(cè)定，根據(jù)光強(qiáng)度和濃度的關(guān)系，計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出各元素的質(zhì)量濃度。根據(jù)各分析元素測(cè)定需要，分別以電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測(cè)定各分析元素譜線強(qiáng)度，以分析元素濃度為橫坐標(biāo)，以譜線強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制工作檢測(cè)曲線。

1.5 樣品分解

稱取0.100 0 g 試樣，置于聚四氟乙烯燒杯中，加入10 mL 鹽酸（1+1）、3～5 mL 氫氟酸，低溫加熱至樣品不再繼續(xù)溶解后，加入5 mL 硝酸、2 mL 高氯酸，繼續(xù)加熱溶解至冒白煙近干時(shí)，將燒杯取下，冷卻后加入10 mL 鹽酸（1+1），以水沖洗燒杯內(nèi)壁，加熱至鹽類溶解[3]，冷卻，用中速定量濾紙過(guò)濾至100 mL 聚丙烯容量瓶中，確保溶液清亮和無(wú)可見(jiàn)顆粒物，定容搖勻。以同樣的方法制備空白溶液。

2 數(shù)據(jù)分析與討論

2.1 精密度

為驗(yàn)證方法的穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)對(duì)同一樣品中的K2O、Na2O、P、Fe、MnO、TiO2含量進(jìn)行了11 次測(cè)定，結(jié)果如表1 所示。

表1 方法的精密度（n=11）

由表1 可見(jiàn)，該方法測(cè)定樣品中K2O、Na2O、P、Fe、MnO、TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在2%以下，數(shù)據(jù)精密度較好，數(shù)據(jù)偏差程度低。

2.2 準(zhǔn)確度

2.2.1 檢測(cè)對(duì)比

為驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性及可操作性，確保該方法的準(zhǔn)確可靠性，分別采用不同廠家及型號(hào)檢測(cè)設(shè)備對(duì)5 個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2 所以示。

表2 方法的準(zhǔn)確度（實(shí)驗(yàn)對(duì)比）

由表2 可見(jiàn)，不同廠家及型號(hào)設(shè)備測(cè)定的樣品中K2O、Na2O、P、Fe、MnO、TiO2的含量結(jié)果相近，偏差較小，驗(yàn)證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2.2 加標(biāo)回收率

稱取0.1000g試樣，按照樣品分解步驟溶解樣品，測(cè)定其K2O、Na2O、P、Fe、MnO、TiO2的含量，為驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確度，對(duì)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，向各待測(cè)元素中分別加入一定量標(biāo)準(zhǔn)溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表3 方法的準(zhǔn)確度（加標(biāo)回收率）

由表3 可見(jiàn)，加標(biāo)回收率在96.15%～101.93%，準(zhǔn)確度較高。

3 改進(jìn)對(duì)策

1）若儀器最佳測(cè)試條件不佳，例如高頻功率、霧化氣壓力、等離子體流量、光譜室吹掃氣等選擇不佳，會(huì)直接影響檢測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)多次測(cè)試儀器最佳條件，由實(shí)驗(yàn)選擇得出儀器的最佳測(cè)試條件，確保儀器在檢測(cè)過(guò)程中處于最佳狀態(tài)。

2）若檢測(cè)元素最佳譜線的選擇不佳，會(huì)直接造成檢測(cè)樣品不穩(wěn)定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，根據(jù)試樣的干擾情況及待測(cè)元素的含量，選擇干擾少、靈敏度高、背景小、對(duì)稱性和峰形好的分析譜線。

3）在繪制曲線過(guò)程中，鉀的工作曲線無(wú)法達(dá)成線性關(guān)系，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)原因分析確認(rèn)，查出是磷標(biāo)液對(duì)鉀標(biāo)液有干擾，針對(duì)此干擾進(jìn)行逐一排除：通過(guò)檢測(cè)分析確定磷標(biāo)液每毫升所含鉀的百分含量，根據(jù)磷標(biāo)液每毫升所含鉀的百分含量計(jì)算到曲線配制濃度中，再根據(jù)計(jì)算后的濃度進(jìn)行曲線建立；通過(guò)采取應(yīng)對(duì)措施及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比確認(rèn)，驗(yàn)證了采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定煤焦中鉀、鈉、磷、鐵、錳、鈦的含量的可行性。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法的驗(yàn)證，確定了采用鹽酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸對(duì)樣品進(jìn)行溶解，在稀鹽酸介質(zhì)中用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定煤焦中K2O、Na2O、P、Fe、MnO、TiO2的含量，該方法簡(jiǎn)單、快速，穩(wěn)定性好、精密度高、準(zhǔn)確度高，能及時(shí)出具相應(yīng)的數(shù)據(jù)，提高了高爐配礦理論預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率，確保了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。