DB13∕T 2856-2018 铁矿石 钾、钠含量的测定 电感耦合 等离子体原子发射光谱法(河北省).pdf

ICS 77.100 H 11 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 28562018 铁矿石 钾、钠含量的测定 电感耦合 等离子体原子发射光谱法 2018 - 09 - 21 发布 2018 - 10 - 21 实施 河北省质量技术监督局 发 布 DB13/T 28562018 I 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由邯郸市质量技术监督局提出。 本标准起草单位： 邯郸钢铁集团有限责任公司。 本标准主要起草人：滕广清、鲍希波、王彬果、张改梅、赵靖、商英。DB13/T 28562018 1 铁矿石 钾、钠含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 警告使用本标准的人员应有正规实验室工作实践经验。本标准未指出所有可能的安全问题，使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 本标准规定了用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定钾和钠含量的方法。 本标准适用于天然铁矿石、铁精矿和烧结矿、球团矿等产品中钾和钠元素的测定，各元素测量范围见表1。 表 1 元素及测定范围 项目 测定范围（质量分数），% K 0.0100.50 Na 0.0100.50 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 602 化学试剂 杂质测定用标准溶液的制备 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 6730.1 铁矿石 分析用预干燥试样的制备 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 10322.1 铁矿石 取样和制样方法 GB/T 12806 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶 GB/T 23942 化学试剂 电感耦合等离子体原子发射光谱法通则 JJG 768 发射光谱仪检定规程 3 原理 试料用偏硼酸锂熔剂熔融，用稀硝酸低温加热使之溶解，稀释到规定体积，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定溶液中待测元素的强度，根据标准溶液制作的标准曲线计算出元素最终含量。 4 试剂与材料 除非另有说明，在分析中仅使用认可的分析纯及以上规格试剂，实验室用水为GB/T 6682规定的二级及二级以上纯度或与其相当的水。 4.1 碘化铵。 DB13/T 28562018 2 4.2 偏硼酸锂，应为无水干燥状态，否则应烘干后使用。 4.3 硝酸，(1+10)。 4.4 高纯铁，纯度大于 99.995%。 4.5 钾和钠元素标准储备溶液，按照 GB/T 602 方法配制，或购买有证标准溶液。 4.5.1 钾标准储备溶液，500g/mL。 4.5.2 钾标准储备溶液，50g/mL。 4.5.3 钠标准储备溶液，500g/mL。 4.5.4 钠标准储备溶液，50g/mL。 4.6 氩气，纯度大于 99.999%。 5 仪器与设备 5.1 电感耦合等离子体（ICP-AES）原子发射光谱仪 可以使用任何型号的电感耦合等离子体原子发射光谱仪，应符合JJG 768和GB/T 23942-2009的规定和要求。 5.1.1 分析谱线 本方法不指定分析谱线。表2为推荐的分析谱线，这些谱线不受基体元素的明显干扰，但在分析前要仔细评价光谱干扰、背景和离子化等条件。 表 2 推荐的分析谱线 分析元素 推荐波长/ nm K 769.8 Na 589.5 5.1.2 分辨率（见附录 A.1） 计算每条应当使用的波长的带宽，带宽必须小于0.03nm。 5.1.3 短期稳定性 测定十次每个元素浓度最高的校准溶液的绝对强度或强度比，计算其标准偏差，相对标准偏差应小于2.1%。 5.1.4 长期稳定性 测定三次每个元素浓度最高的校准溶液的绝对强度或强度比的平均值，计算七个平均值的标准偏差，绝对强度法相对偏差小于3.0%。 5.1.5 背景等效浓度和检测限（附录 A.2） DB13/T 28562018 3 电感耦合等离子体（ICP）光谱仪应满足表3所规定的检测限、背景等效浓度性能要求。对于溶液中仅含被测元素的分析线，计算背景等效浓度（BEC）和检出限（DL），其结果应低于表3中的数值。 表 3 背景等效浓度和检出限 元素 波长/nm BEC/(mg/L) DL/(mg/L) K 769.8 1.65 0.012 Na 589.5 1.35 0.020 5.1.6 校准曲线的线性通过计算相关系数检查，相关系数应大于 0.998。 5.2 高温炉 高温炉不低于1000的温度。 5.3 坩埚 铂-金合金（95%Pt-5%Au）坩埚，体积要足够容纳称取的熔剂和试料。 5.4 单刻度容量瓶 100mL，符合GB/T 12806的规定。 5.5 烧杯 100mL。 5.6 分析天平 感量 0.1mg。 6 取样和制样 按照国标GB/T 10322.1和GB/T 6730.1的规定进行，试样应全部通过0.125mm筛孔。 7 分析步骤 7.1 测定次数 对一个预干燥试样，至少独立分析二次。 7.2 试料量 称取0.50g试样，精准至0.1mg，按6制备的预干燥试样。 7.3 空白实验和验证实验 每次操作，都应在相同条件下与试样一起平行分析一个同类型铁矿石标准样品进行验证实验，同时进行一个空白试验。 空白试验，使用与试样相同量的纯铁（4.4）代替。 同时分析几个试料时，如果分析步骤相同，所用试剂来自同一试剂瓶，可做一个空白试验。 同时分析几个相同类型的铁矿石试样时，可使用一个认证标准样品。 DB13/T 28562018 4 7.4 测定 7.4.1 试料分解 预置1.5g偏硼酸锂（4.2）于铂-金坩埚（5.3）中，将试料（7.2）置于坩埚中，混匀。加入约0.2g碘化铵， 在1000的高温炉中加热15min后， 取出坩埚， 迅速将坩埚内的熔融物倒入盛有40mL硝酸 （4.3）的烧杯（5.5）中，将烧杯置于电热板上加热，直至熔融物完全溶解。冷却，转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 注 1：试样和熔剂在高温炉中熔化后，应旋转坩埚数次，使熔融物混合均匀。熔融完成后应该迅速转移，防止温度降低导致熔融物变黏而滞留在坩埚中。如倾倒完毕后，坩埚内仍有残留物，待坩埚冷却后，剥离残留物并转移至烧杯中。 注 2： 如果熔融物的流动性不佳，可以再加一些碘化铵来改善流动性。 7.4.2 校准溶液和标准曲线 校准溶液被定义为绘制分析元素标准曲线所要求的溶液，其浓度范围，以%（质量分数）表示，取决于仪器的性能参数和线性灵敏度， 并覆盖表1所示的浓度范围。 为了符合试样于校准溶液之间相类似的要求，校准溶液必须加相应量的铁、助熔剂和酸。对于每一个标准溶液，遵循7.4.1中推荐的步骤，用相当于试样中铁量的纯铁（4.4）代替试料。在最终稀释到100mL以前，加入校准溶液浓度所需的标准溶液和硝酸（4.3）以获得最终比较一致的酸浓度。另外，为了符合试验的一致性，制备校准溶液和试料时应使用同一瓶试剂，以使它们的试剂差别减小到最小。 注：对于铁含量在 50%70%的铁矿石的分析，可采用 0.21g 的纯铁代替试料（相当于试料中 60%的铁含量） 。 校准曲线的制作按照从低浓度到高浓度的顺序测定校准溶液，然后用仪器自带的软件回归计算出标准曲线。每次重复测量3次，取平均值，每两次测量间用水清洗。 系列校准溶液的配制可用铁矿石的有证标准样品或标准样品按7.4.1的方式制备， 也可用单元素标准溶液配制，见表4。 表 4 制作校准曲线的标准溶液配制方法 分析元素 标准溶液 加入标准溶液的体积/mL 相应试料中元素含量（质量分数）% 钾 4.5.1 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0.100.50 4.5.2 0 1.00 2.00 3.00 5.00 10.00 0.0100.10 钠 4.5.3 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0.100.50 4.5.4 0 1.00 2.00 3.00 5.00 10.00 0.0100.10 校准曲线的漂移校正见附录B。 7.4.3 样品的测定 标准溶液制作完成后，立即进行样品溶液的测定，每个样品溶液至少独立测定2次，取平均值。期间用标准物质溶液验证方法准确性。 8 结果计算及表示 8.1 待测元素含量计算 一般情况下，试样中待测元素含量根据标准曲线可直接得到。待测元素含量按式（1）计算： DB13/T 28562018 5 0iiwcc （1） 式中： iw待测元素的含量，质量分数； ic试样中待测元素的含量，质量分数； 0c空白溶液中待测元素的含量，质量分数。 8.2 分析结果的确定和表示 同一试样两次独立分析结果差值的绝对值不大于允许差 ， 则取算术平均值作为分析结果。 如果两次独立分析结果差值的绝对值大于允许差 ，则需重新进行分析。 分析结果按GB/T 8170规定进行数值修约。 8.3 结果的一般处理 8.3.1 分析值的验收 分析值的验收使用有证标准样品（CRM）或标准样品（RM）进行，实验室最终结果与CRM或RM的标准值Ac比较，将出现两种可能： a) ccA，在这种情况下，测量值与标准值之间无显著性差异； b) ccA，在这种情况下，测量值与标准值之间有显著性差异。 式中： cCRM或RM的测量值； cCRM或RM的标准值； 标准值的标准偏差。 8.3.2 最终结果的计算 铁矿石中钾和钠含量可以采用元素形式表示，也可以采用氧化物形式表示。一般情况下，铁矿石中钾和钠含量以氧化物形式表示时，按式（2）式（3）计算试样中氧化物含量，其数值以%表示。 21 . 3 4 8 0w N a Ow N a （2） 21.2046w K Ow K（3） 9 允许差 实验室内2次独立的分析结果应不大于表5所示允许差。 DB13/T 28562018 6 表 5 允许差 元素 范围 /% 允许差 /% K 0.0100.050 0.004 0.0500.100 0.007 0.1000.500 0.020 Na 0.0100.050 0.006 0.0500.100 0.010 0.1000.500 0.030 10 实验报告 试验报告应包括下列内容： a) 识别样品、实验室和试验日期所需的全部资料； b) 引用标准； c) 结果与其表示； d) 测定中发现的异常现象； e) 在测定过程中注意到的任何特性和本标准中没有规定的可能对试样和认证标准物质的结果产生影响的任何操作。 DB13/T 28562018 7 附 录 A （规范性附录） 测定仪器规范的操作 A.1 分辨率 分辨率有待理论阐明，但其实际价值通常包括波长扫描穿过谱线时的影响，用点描出其外形，测定峰高一半处得峰宽，并计算分辨率，用纳米表示。如图A.1所示。 图 A.1 计算实际分辨率的例子 A.2 等效背景浓度和检出限计算程序 应制备3份溶液，含待测物浓度分别为：0浓度水平，10倍检测限，1000倍检测限。这些溶液含有与待测样品相似浓度的酸、熔剂、基体元素。 A.2.1 确定检出限 应按制造商的建议和实验室的定量分析的实践经验对等离子体光谱仪进行最初的调节。吸入空白液并取10次强度读数。对另外两种参比溶液重复此操作。 使用式（A.1）计算分析曲线的斜率： 22/bMCII (A.1) 式中： M分析曲线的斜率； 2C第二个参比溶液的浓度，比检测限高一级； 2I第二个参比溶液10次原始强度读数的平均值； bI空白溶液10次强度读数的平均值。 使用下列公式（A.2）计算DL： DB13/T 28562018 8 3bDLS M(A.2) 式中： DL检测限，单位为微克每毫升（g /mL）； bS是10次空白强度读数的标准偏差。 A.2.2 背景等效浓度 按式（A.3）计算BEC： bBECMI (A.3) 式中： BEC背景等效浓度，单位为微克每毫升（g /mL）。 DB13/T 28562018 9 附 录 B （规范性附录） 校准曲线的漂移校正 校准曲线使用一段时间后，会产生漂移，要定期检查和校正，可用两点校正，按如下操作。 取标准曲线中浓度最高和最低的作为校正溶液，测定这两份校正溶液的浓度，并采用式（B.1）、式（B.2)）计算修正系数、： 00LL (B.1) 0LL (B.2) 式中： 0高含量校准溶液的初始测量强度； 0L低含量校准溶液的初始测量强度； 高含量校准溶液在一定间隔后的测量强度； L低含量校准溶液在一定间隔后的测量强度。 测定的试样溶液强度应使用校正系数和校正，公式按式（B.3）： C （B.3） 式中： C经校正后的强度值； 测定强度值。 注1：漂移校准的频率取决于仪器的特性，一般情况下30min或每隔1020个试样，进行一次漂移校准，通常情况下由计算机完成。 _