一种硅锆合金中锆含量的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学分析试验技术领域，设及一种娃错合金中错含量的测定方法，特 别是快速测定冶金原料娃错合金中错含量为0?30%的方法。
【背景技术】
[0002] 娃错合金在冶金、铸造等行业中应用广泛。首先它是炼钢的优质复合脱氧剂，具有 细化晶粒、脱氧、脱硫、脱磯等作用，此外错具有减少夹杂物偏析的倾向，可提高钢材的强度 和初性，特别对深冲钢板可提高其延伸率；在铸铁生产中加入少量的错合金可促进石墨化， 缩短初性铸铁的退火时间，同时可W改善铸件机械性能，提高铸件质量。鉴于错的含量决定 娃错合金原料的质量和用途，因而在生产使用过程中检测错的含量具有重要的意义。
[0003] 娃错合金现无国家标准检测方法。错的测定方法有重量法、滴定法、光度法和极谱 法。重量法需要时间太长；滴定法通常采用邸TA络合滴定的方法，常温下反应速率慢，需要 加热，滴定干扰严重，终点会反复出现，不易观察；光度法和极谱法只能测定微量或痕量错， 需要加入大量的掩蔽剂，操作繁琐，消耗试剂多，污染环境。电感禪合等离子体原子发射光 谱仪（ICP-OE巧法W其分析速度快、操作简单、灵敏度高、检出限低、分析精确度好等特点 已成为现代化学分析的重要检测手段之一，但其一般测试元素含量在10%W下。因娃错合 金中高娃、高错具有很强的难溶性，其消解也成为准确检测的关键问题。提供了娃错合金的 多种消解方法，然后用ICP-OES测定娃错合金中含量在0?30%的错，从而建立了具有较宽 检测范围的方法，且准确度和灵敏高，分析成本低。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是提供一种娃错合金中错含量的测定方法，分析速度快，准确度高，溶 样简单，耗时短，试剂用量少，对环境污染小，解决背景效应问题。
[0005] 所述目的是通过如下方案实现的：
[0006] (1)用纯铁或娃铁溶解后做基体，用错的标准溶液配制与分析试样溶液基体相接 近的系列校准溶液，用电感禪合等离子体原子发射光谱仪（ICP-OE巧测定校准溶液，绘制 娃错合金中错含量的校准曲线；
[0007] (2)准确称取0.0500?0.2500g娃错合金试样置于聚四氣己締烧杯中，加入10? 20血硝酸或盐酸、1?10血氨氣酸溶解，力日5?10血高氯酸发烟后，加入10?20血硝酸 或盐酸，加热使盐类溶解后冷却，再用水稀释至100?500mL塑料容量瓶中定容；
[000引 （3)取定容后的试液在电感禪合等离子体原子发射光谱仪（ICP-OE巧上测试，在 校准曲线上求出待测元素错的含量。
[0009] 所述的用纯铁做基体的方法是；称取0. 2500g高纯铁置于250mL聚四氣己締烧杯 中，加入1+1硝酸40mL，滴加约10血氨氣酸，微热至全部溶解，冷却后转移至250血塑料容 量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液为1. OOOmg/mL ;使用时移取25. OOmL置于250mL塑 料容量瓶中打底，使用时分别加入不同体积的错的标准溶液。
[0010] 所述的用娃铁做基体方法是；选择一种与娃错合金中铁含量相近的娃铁标准物 质，分别称取6份，每份0. lOOOg置于250mL聚四氣己締烧杯中，加入1+1硝酸20mU滴加 约lOmL氨氣酸，加热至全部溶解，或者继续加lOmL高氯酸发烟后，加入20mL的盐酸，加热 使盐类溶解，冷却后转移至250mL塑料容量瓶中打底，使用时分别加入不同体积的错的标 准溶液。
[001U 所述的错的标准溶液的制备方法是：称取高纯错0. 2535g置于250mL聚四氣己締 烧杯中，加入1+1硝酸20mL，滴加约5血氨氣酸，微热至全部溶解，冷却后转移至250血塑料 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液为1. 014mg/mL ;使用时可逐级稀释。
[0012] 所述的用纯铁或娃铁打底，用错的标准溶液配制校准溶液，选择相同的分析条件， 克服了物理干扰和基体效应的影响；在电感禪合等离子体原子发射光谱仪（ICP-0E巧最佳 条件下进行测试，得到校准曲线的线性相关性系数〉〇. 9998。
[0013] 所述的加入的硝酸或盐酸的浓度为1+1?1+3。
[0014] 所述的可在微波消解仪中溶解娃错合金试样。
[0015] 所述的电感禪合等离子体原子发射光谱仪（ICP-0E巧分析谱线的选择是：选择 S条次灵敏线；256. 8皿，257. 1皿，267. 8皿；通过观察谱图选择其中灵敏度高，物理干扰较 小，背景强度较低的257. Inm作为分析线。
[0016] 所述的娃错合金样品溶解采用盐酸、硝酸、氨氣酸、高氯酸中的一种或几种酸进行 溶解，在保证试样能充分溶解的前提下，降低引入酸的种类和酸度，最大限度地克服雾化去 溶干扰。
[0017] 本发明有效解决化学分析操作繁琐，分析速度慢的问题，同时减少了试剂用量，降 低了对环境的污染程度；由于使用了高精度的分析仪器，提高了分析的准确度。使用与分析 样品基体溶液相接近的校准溶液制作工作曲线，有效消除了基体效应带来的影响。误差和 精密度符合国家标准分析方法的技术要求。使用本发明分析样品，其测定值与重量法测定 结果一致，可用于娃错合金中错含量范围为0?30%的测定。
【具体实施方式】
[0018] 下面详细阐述本发明的优选实施方式。
[0019] 实施本发明较佳的工艺条件：
[0020] 美国热电全谱直读等离子体发射光谱仪（ICAP6300-ICP-AES)，仪器的最佳工作 条件。RF功率1150W;观测高度；高；观测方向；径向；辅助气流量0. SL.mirTi;冷却气流 量 15L.min-i;载气流量 0. 75L.min-i;累速 50r.min-i;积分时间 25s ;分析线；256. 8nm， 257. Inm，267. 8nm ;扫描模式；全谱扫描进样系统；聚四氣己締。
[0021] 主要试剂采用盐酸（1. 18g/mL)，硝酸（1. 42g/mL)，氨氣酸（1. 15g/mL)，高氯酸 (1. 67g/mL)，水为二次去离子水，试剂均为优级纯。
[0022] 错的标准溶液的制备方法是：称取高纯错0. 2535g置于250mL聚四氣己締烧杯中， 加入20血硝酸（1+1)，滴加约5mLHF，微热至全部溶解，冷却后转移至250血塑料容量瓶中， 用水稀释至刻度，混匀，此溶液为1. 〇14mg/mL ;使用时可逐级稀释。
[0023] 具体实例1 ;
[0024] W纯铁打底的校准曲线的绘制：
[0025] 称取0.2500g高纯铁置于250血聚四氣己締烧杯中，加入40血硝酸（1+1)，滴加 约10血氨氣酸，微热至全部溶解，冷却后转移至250血塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混 匀，此溶液为1. OOOmg/mL ;使用时移取25. OOmL置于6个250mL塑料容量瓶中打底，分别加 入不同体积的错的标准溶液，见表1。
[0026] W娃铁打底的校准曲线的绘制：
[0027] 选择一种与娃错合金中铁含量相近的娃铁标准物质，分别称取6份0. lOOOg置于 250血聚四氣己締烧杯中，加入20血硝酸（1+1)，滴加约5血氨氣酸，加5血高氯酸发烟后， 加入适量的盐酸，加热使盐类溶解，冷却后转移至250mL塑料容量瓶中，使用时分别加入不 同体积的错的标准溶液，见表1。
[002引根据ICP-0ES的要求绘制娃错合金中错含量的校准曲线。
[0029] 表1配制校准溶液
[0030]
【主权项】
1. 一种硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，由以下步骤组成： (1) 用纯铁或硅铁溶解后做基体，用锆的标准溶液配制与分析试样溶液基体相接近的 系列校准溶液，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定校准溶液绘制硅锆合金中锆含量 的校准曲线； (2) 准确称取0. 0500?0. 2500g硅锆合金试样置于聚四氟乙烯烧杯中，加入10?20mL 硝酸或盐酸、1?10mL氢氟酸溶解，加5?10mL高氯酸发烟后，加入10?20mL硝酸或盐 酸，加热使盐类溶解后冷却，再用水稀释至100?500mL塑料容量瓶中定容，混匀； (3) 取混匀后的试液在电感耦合等离子体原子发射光谱仪上测试，在校准曲线上求出 待测元素错的含量。
2. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，用纯铁做基体 的方法是：称取0. 2500g高纯铁置于250mL聚四氟乙烯烧杯中，加入1+1硝酸40mL，滴加约 5mL氢氟酸，微热至全部溶解，冷却后转移至250mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀， 此溶液为1. 〇〇〇mg/mL ;使用时移取25. OOmL置于250mL塑料容量瓶中打底，使用时分别加 入不同体积的锆的标准溶液。
3. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，用硅铁做基体 方法是：选择一种与硅锆合金中铁含量相近的硅铁标准物质，分别称取6份，每份0. 1000g 置于250mL聚四氟乙烯烧杯中，加入1+1硝酸20mL，滴加约10mL氢氟酸，加热至全部溶解； 或者继续加10mL高氯酸发烟后，加入20mL的盐酸，加热使盐类溶解；冷却后转移至250mL 塑料容量瓶中打底，使用时分别加入不同体积的锆的标准溶液。
4. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，锆的标准溶液 的制备方法是：称取高纯锆〇. 2535g置于250mL聚四氟乙烯烧杯中，加入1+1硝酸20mL，滴 加约5mL氢氟酸，微热至全部溶解，冷却后转移至250mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混 勾，此溶液为1. 〇14mg/mL ;使用时可逐级稀释。
5. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，用纯铁或硅铁 打底，用锆的标准溶液配制系列校准溶液，选择相同的分析条件，在电感耦合等离子体原子 发射光谱仪最佳条件下进行测试。
6. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，加入的硝酸或 盐酸的浓度为1+1?1+3。
7. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，可在微波消解 仪中溶解硅锆合金试样。
8. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，电感耦合等离 子体原子发射光谱仪分析谱线的选择是：选择三条次灵敏线：256. 8nm，257. lnm，267. 8nm ; 通过观察谱图选择其中灵敏度高，物理干扰较小，背景强度较低的257. lnm作为分析线。
9. 根据权利要求1所述的硅锆合金中锆含量的测定方法，其特征在于，硅锆合金样品 溶解采用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸中的一种或几种酸进行溶解，在保证试样能充分溶解 的前提下，降低引入酸的种类和酸度，最大限度地克服雾化去溶干扰。
【专利摘要】本发明涉及一种硅锆合金中锆含量的快速测定方法，属于化学分析试验技术领域。用纯铁或硅铁溶解后做基体，加入不同量的锆的标准溶液配制校准溶液，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)测定校准溶液制作校准曲线；试样用硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸中一种或几种溶解，再用水稀释至一定体积，将溶液引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)测定待测谱线强度，在校准曲线上求出待测元素的浓度。本发明可测定硅锆合金中锆含量范围在0～30％。本发明配制的校准溶液与试样溶液基体相近，消除了基体效应；使用高精度的分析仪器，解决了化学分析操作繁琐、分析速度慢的问题，具有简单快速、准确度和精密度高等优点。
【IPC分类】G01N21-71
【公开号】CN104597037
【申请号】CN201510012003
【发明人】年季强, 朱春要, 顾峰, 张良芬
【申请人】江苏省沙钢钢铁研究院有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月9日