铝锌硅镀液锅垢稀土分析液制备及稀土总量的测定方法与流程

本发明涉及化学检验，尤其涉及铝锌硅镀液锅垢稀土分析液制备及稀土总量的测定方法。

背景技术：

1、锌铝合金具有许多优越的性能，因而近些年来受到材料工作者的极大关注，为了进一步改善锌铝合金的耐磨性加入了硅元素，硅对锌铝合金的主要作用是改善其铸造性及提高合金的耐应力和腐蚀能力，稀土元素一直以来应用于合金的细化和强化，近年来研究者发现在镀铝锌合金中添加少量稀土元素可以有效提高镀层的耐蚀性和耐高温性能，稀土元素不但可以降低合金溶液的粘度，还可以净化铝锌池中的杂质，提高镀层的表面质量，此外在合金溶液中加入少量稀土，主要为镧或铈，可以有效降低合金液的表面张力，提高钢板在熔池中的浸润性，细化镀层组织；研究表明当稀土含量为0.1％时，对镀层的细化效果最佳；当稀土含量过高时，对镀层的细化效果反而降低，富集在合金液表面的稀土可以形成均匀、致密的氧化膜，在一定程度上可以阻碍外界的杂质原子向合金内部的扩散，对镀液有一定的保护作用；此外，有研究者进一步发现，适量稀土的加入还可以抑制铁铝化合物层的生长，降低中间化合物层厚度。

2、铝锌硅稀土合金对于改进镀层质量有很大进步，该材料镀层合金密度较低，相同镀层质量下厚度是纯锌镀层的两倍，相同厚度下的耐腐蚀性是纯锌镀层的6倍，由于其良好的性能越来越被广泛采用和推广到一些用途特殊的材料生产上，稀土总量成分是铝锌硅涂镀液评价的重要技术指标，铝锌硅涂镀液连续使用的锅垢中存在大量的垢体，这些垢体对后续的生产工艺会造成影响，需要及时掌握其稀土成分的分布情况，稀土总量的监控对产品质量等级有着直接的关系，对镀层生产有着重要且深远的意义，因此开发一种新的铝锌硅涂镀液锅垢中稀土总量分析液的制备及其测定方法非常有必要。

技术实现思路

1、本发明提供了铝锌硅镀液锅垢稀土分析液制备及稀土总量的测定方法，对铝锌硅涂镀液锅垢体中的稀土总量直接进行测定，测量速度快，准确度重复性高，通过制作的铝锌硅柱形、屑状标准样品和本发明提出的分析液制备方法和稀土总量测定方法填补了本领域的技术空白，具有分析速度快，分析准确度高、检测下限低、定量性好的特点，适用于铝锌硅中稀土总量的测定，同样适用于锌铝合金或铝锌合金，能达到快速准确分析铝锌硅产品的定量检测要求，采用x射线光谱仪对试样中la、ce质量分数比例进行定性，进行完全匹配的校准曲线，最大限度的消除测定带来的误差。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种铝锌硅镀液锅垢中稀土分析液的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)在锅垢中剥离体积大于100cm3的铝锌硅垢体3～5块，垢体的2/3体积的长、宽均不低于10cm，锅垢试样中铝质量含量40～60％，锌质量含量40～60％，硅质量含量0.5～5％,稀土质量含量0.0020～0.15％，每块加工成直径29.5～31mm、厚5～10mm的圆柱无空隙试样和质量40～80g的屑状试样，屑状试样混合加工，选取10g以上长度小于5mm屑状样品作为分析待测样品；

5、(2)称取最大长度不大于3mm的屑状试样0.1000～1.0000g，其中最大的屑块样品质量不得超过总称重质量的1/3，置于250～300mm的聚四氟乙烯烧杯中；

6、(3)加入100～200g/l的氢氧化钠溶液10～80ml，并控制氢氧化钠质量2～8g，或加入150～250g/l的氢氧化钾溶液15～45ml，控制氢氧化钾4～10g，试样加热温度150～180℃；

7、(4)按间隔时间3～5min分别滴加体积为1～5ml、1～5ml、0.5～3ml质量浓度分数为30％的过氧化氢溶液，每次加入时晃动烧杯，加热过程中控制试液体积在20～40ml；

8、(5)试液加热煮沸1～2mim，取下烧杯自然冷却2～3mim，当试样量为0.1000～1.000g，滴加3.0～6.0mol/l的盐酸溶液10～40ml，控制总酸量大于总碱量0.02～0.040mol，于200～230℃加热试液至溶解，控制体积试液体积20～50ml，冷却后定容到容量瓶刻度得到分析用制备液.

9、一种基于铝锌硅镀液锅垢稀土总量分析液的稀土总量测定方法，包括如下步骤：

10、(1)分取5～25ml得到的制备液到50ml容量瓶,依次加入5～10ml的100～200g/l草酸溶液、2.0～4.0ml的0.50～0.60g/l偶氮氯膦-ma，每加入一种试剂均摇匀，用水稀释混匀至容量瓶刻度，放置3～10min后，在波长660～680nm测定吸光度；

11、(2)圆柱体的铝锌硅垢体块经x射线荧光光谱仪进行半定量扫描，根据其测定扫描得到的平均ce/la质量分数比在1.5～2.0之间，采用la和ce标准溶液配成相同质量比例la和ce混合标准溶液，在50ml容量瓶中加入la和ce混合标准溶液配置成0～20ug的梯度点，加入试剂空白溶液按试样进行同步显色操作；

12、(3)在3cm比色皿厚度下分别测定制备液和校准曲线的吸光度，以la、ce总量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线，并在绘制的曲线上计算铝锌硅涂镀液锅垢的稀土总量。

13、进一步的，所述步骤(2)中，锅垢中当稀土总量占锅垢质量总量0.0020～0.0050％时，称取试样量为0.5000～1.000g，稀土总量占锅垢质量总量0.0050～0.020％时，称取试样量为0.4000～0.5000g，稀土总量占锅垢质量总量0.020～0.075％时，称取试样量为0.2500～0.3000g，稀土总量占锅垢质量总量0.075～0.15％时，称取试样量为0.1000～0.2000g。

14、进一步的，所述步骤(3)中，称取试样量为0.5000～1.000g时，加入体积30～80ml为100～200g/l的氢氧化钠溶液，控制加入的氢氧化钠质量6～8g，或加入体积30～45ml的150～250g/l氢氧化钾溶液，控制加入的氢氧化钾质量8～10g，称取试样量为0.4000～0.5000g时，加入体积20～60ml为100～200g/l的氢氧化钠溶液，控制加入的氢氧化钠质量4～6g，或加入体积25～40ml的150～250g/l氢氧化钾溶液，控制加入的氢氧化钾质量6～8g，称取试样量为0.2500～0.3000g时，加入体积15～50ml为100～200g/l的氢氧化钠溶液，控制加入的氢氧化钠质量3～5g，或加入体积20～35ml的150～250g/l氢氧化钾溶液，控制加入的氢氧化钾质量5～7g，称取试样量为0.1000～0.2000g时，加入体积10～30ml为100～200g/l的氢氧化钠溶液，控制加入的氢氧化钠质量2～4g，或加入体积15～30ml的150～250g/l氢氧化钾溶液，控制加入的氢氧化钾质量4～6g。

15、进一步的，所述步骤(4)中，称取试样量为0.5000～1.0000g时，按间隔时间3～5min分别滴加体积为3～5ml、3～5ml、1～3ml质量浓度分数为30％的过氧化氢溶液，称取试样量为0.4000～0.5000g时，按间隔时间3～5min分别滴加体积为2～4ml、2～4ml、1ml～2ml质量浓度分数为30％的过氧化氢溶液，称取试样量为0.2500～0.3000g时，按间隔时间3～5min分别滴加体积为1～3ml、1～3ml、1ml～2ml质量浓度分数为30％的过氧化氢溶液，称取试样量为0.1000～0.2000g时，按间隔时间3～5min分别滴加体积为1～2ml、1～2ml、0.5ml～1ml质量浓度分数为30％的过氧化氢溶液。

16、进一步的，所述la和ce混合标准溶液包括如下内容：

17、(1)la、ce混合标准溶液b1：分别移取1.0～1.50ml的ce标准溶液，0.5～1.00ml la标准溶液于50ml容量瓶中，用水稀释至容量瓶刻度，混匀，此溶液1ml含1.50～2.5ugla、ce合量；

18、(2)la、ce混合标准溶液b2：分别移取1.50～1.75ml的ce标准溶液，0.5～1.00mlla标准溶液于50ml容量瓶中，用水稀释至容量瓶刻度，混匀，此溶液1ml含2.50～2.75ugla、ce合量；

19、(3)la、ce混合标准溶液b3：分别移取1.75～2.00ml的ce标准溶液，0.5～1.00mlla标准溶液于50ml容量瓶中，用水稀释至容量瓶刻度，混匀，此溶液1ml含2.75～3.00ugla、ce合量。

20、进一步的，分别在5～7个50ml容量瓶中加入试样等体积试剂空白溶液，再根据x射线荧光光谱仪进行半定量扫描得到la、ce质量分数比选择最接近该比例的la、ce混合标准溶液b1～b3选择任意一种，依次按照0.0ml、1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml、5.5ml、6.0ml、6.5ml、7.0ml、7.5ml、8.0ml，控制50ml容量瓶中la、ce合量最高不超过20ug且高于试液显色液中的质量，最低点低于试液显色液中的质量的1/4。

21、进一步的，所述铝锌硅涂镀液锅垢的稀土总量计算公式如下：

22、

23、其中，wre为稀土总量的质量分数；

24、v为储备液体积，单位为ml；

25、v1为分取的分析用制备液的体积，单位ml；

26、m1为从校准曲线上查得的稀土总量，单位μg；

27、m为试料质量，单位g。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1)对铝锌硅涂镀液锅垢体中的稀土总量直接进行测定，测量速度快，准确度重复性高；

30、2)通过制作的铝锌硅柱形、屑状标准样品和本发明提出的分析液制备方法和稀土总量测定方法填补了本领域的技术空白，具有分析速度快，分析准确度高、检测下限低、定量性好的特点；

31、3)适用于铝锌硅中稀土总量的测定，同样适用于锌铝合金或铝锌合金，能达到快速准确分析铝锌硅产品的定量检测要求；

32、4)采用x射线光谱仪对试样中la、ce质量分数比例进行定性，进行完全匹配的校准曲线，最大限度的消除测定带来的误差。