（高清正版）DB13_T 5589-2022 钢渣+磷、钛、锰、铬、钾和钠含量的测定+++电感耦合等离子体原子发射光谱法.pdf

ICS 77.140.99 CCS H 34 13 河北省地方标准 DB 13/T 55892022 钢渣 磷、钛、锰、铬、钾和钠含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 2022-07-11 发布 2022-08-11 实施 河北省市场监督管理局 发 布 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由邯郸市市场监督管理局提出。本文件起草单位：邯郸钢铁集团有限责任公司、新兴铸管股份有限公司、唐山钢铁集团有限责任公司。本文件主要起草人：陈子刚、张改梅、张伟、鲍希波、王彬果、卢女平、商英、张占杰、马永昌、赵江林、郭海林、孔桂雷。钢渣 磷、钛、锰、铬、钾和钠含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 警示使用本文件的人员应有正规实验室工作实践经验。本文件并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 本文件描述了采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定磷、钛、锰、铬、钾和钠元素含量的方法。本文件适用于钢渣中磷、钛、锰、铬、钾和钠含量的测定，各元素测量范围见表1。表 1 元素及测量范围%分析元素 测量范围（质量分数）P 0.0051.00 Ti 0.0102.00 Mn 0.0101.00 Cr 0.0051.00 K 0.0101.00 Na 0.101.00 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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 2007.2 散装矿产品取样、制样通则 手工制样方法 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 12806 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶 GB/T 12807 实验室玻璃仪器 分度吸量管 GB/T 12808 实验室玻璃仪器 单标线吸量管 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。4 原理 借助微波消解炉，试料以盐酸、硝酸的混合酸在微波消解罐中分解，制备出分析用水溶液。用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）测量溶液中分析元素的发射光强度，或对钇的相对强度，在校准曲线上，计算出分析元素的质量分数。5 试剂与材料 分析中，除另有说明外，仅使用优级纯及以上纯度的试剂和符合GB/T 6682规定的二级或二级以上用水。高纯铁（99.99%或分析元素已知）。盐酸，=1.19 g/mL。硝酸，=1.42 g/mL。钛、锰、铬、钾和钠标准储备液，均为 1000 g/mL：经国家认证并授予标准物质证书的标准溶液或使用有效期内标准物质按照 GB/T 602 配制。磷标准储备液，1000 g/mL：经国家认证并授予标准物质证书的标准溶液。磷、钛、锰、锌、钾和钠标准溶液，100 g/mL 分别移取钛、锰、铬、钾和钠标准储备液（见5.4）各10 mL，磷标准储备液（见5.5）10 mL于100 mL容量瓶中，加入10 mL盐酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。磷、钛、锰、铬、钾和钠标准溶液，10 g/mL 移取磷、钛、锰、铬、钾和钠混合标准溶液（见5.6）10 mL于100 mL容量瓶中，加入10mL盐酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。钇内标液，200g/mL，经国家认证并授予标准物质证书的标准溶液。高纯氩气，纯度大于等于 99.999%。碳酸钙，基准试剂。二氧化硅，基准试剂。纯铝，大于等于 99.99%，或分析元素已知。6 仪器与设备 单标线容量瓶、分度吸量管和单标线吸量管 应符合GB/T 12806、GB/T 12807和GB/T 12808的规定。微波消解系统 微波消解系统应包括微波消解仪、高压消解罐及夹持装置，微波消解系统应有可编程温度/压力-时间控制功能，可在消解过程中监测压力或温度，微波仪应有合格的安全保护装置和卸压装置。电 感耦合等离子体发射光谱仪 电感耦合等离子体发射光谱仪应满足表2所规定的检测限（DL)、背景等效浓度（BEC）、短期精度（RSD)的性能要求。试样溶液中元素浓度高于5000DL时，只需要满足RSD这一性能参数要求。检测限（DL)、背景等效浓度（BEC）、短期精度（RSD)的试验，按照附录A的方法进行，其结果应低于表2中的数值。表3列出的推荐的分析谱线，这些谱线不受基体元素明显干扰。本文件不对分析谱线作出限制性的规定，也可采用其它分析谱线，在采用这些分析谱线（包括推荐分析谱线）之前，应仔细评价光谱干扰、背景和离子化，如果不能满足建议的性能参数，表明可能有干扰。表 2 背景等效浓度和检测限 元素 DL/(ug/mL)BEC/(ug/mL)RSD/%P 0.05 0.5 1.0 Ti 0.05 0.5 1.0 Mn 0.025 0.25 1.0 Cr 0.05 0.5 1.0 K 0.05 0.5 1.0 Na 0.05 0.5 1.0 表 3 推荐的分析谱线 元素 波长/nm 可能的干扰元素 P 177.14 Cu Ti 334.341 336.121 Mn 279.482 259.373 Mo Ti Cr 283.563 267.716 Mo K 766.490 Na 589.592 Y 224.306 324.228 371.030 7 试样 用于分析的实验室试样，应符合GB/T 2007.2规定并应通过0.125 mm的筛孔。8 分析步骤 测定次数 每个试样至少进行2次独立分析。试样量 称取试样0.2 g，（精确至0.1mg）。空白试验 随同试样平行做空白试验。测定 8.4.1 试样酸溶分解法 将试样置于200 mL聚四氟乙烯消解罐中，加入10 mL水，加入5 mL盐酸（见5.2），加入5 mL硝酸（见5.3），待试样无明显反应后，加盖，置于夹持装置中，放入消解仪中按照预设程序进行微波消解，消解结束后，冷却至室温后打开消解罐，将试液移入100 mL容量瓶中，用水洗涤消解罐3-4次，合并至容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。如用内标法测量，在稀释之前，加入5.00 mL钇标准溶液（见5.6）。8.4.2 校准溶液的制备 根据试样中钙、硅、铝含量加入相应的碳酸钙（见5.10）、二氧化硅（见5.11）、纯铝（见5.12）代替试样，按照8.4.1操作，在最终稀释到100 mL前，加入各分析元素标准溶液，按表4配制混合元素标准溶液系列，制备校准曲线。其浓度范围要覆盖所有分析元素的浓度范围，每一校准曲线需要5点（含5点）以上校准溶液组成，并成合适梯次。表 4 混合校准溶液的配制 标准溶液编号 加入混合标准溶液（见5.7）的体积/mL 加入混合标准溶液（见5.6）的体积/mL 加入储备溶液体积/mL 校准溶液中磷、钛、锰、铬、钾和钠浓度/g/mL 相应试样中磷、钛、锰、铬、钾和钠质量分数/%（见5.5）（见5.4）S0 0 0 0 0 0 0 S1 1.00 0 0 0 0.10 0.0050 S2 2.50 0 0 0 0.25 0.010 S3 6.00 0 0 0 0.60 0.030 S4 12.00 0 0 0 1.20 0.060 S5 0 2.50 0 0 2.50 0.13 S6 0 5.00 0 0 5.00 0.25 S7 0 10.00 0 0 10.00 0.50 S8 0 0 2.00 2.00 20.00 1.00 S9 0 0 4.00 4.00 40.00 2.00 8.4.3 光谱仪的调节 启动电感耦合等离子体发射光谱仪，按照仪器操作说明使仪器优化。选择合适的分析条件，准备用于校准曲线绘制、测量及统计计算等软件。开启点火键，点火后确认仪器运行参数在确定范围内，雾化系统及等离子火焰工作正常，稳定数分钟。8.4.4 测量 8.4.4.1 校准溶液 由低到高测定校准溶液，在每次吸入溶液之间吸入纯净水。至少重复测量2次，取两个读数的平均值。8.4.4.2 试样溶液 校准溶液测量后，立即测量试样溶液，每次测量之间吸入纯净水。试样溶液至少重复测量2次。9 结果计算及表示 从校准溶液测出的光谱强度值对其元素的相应浓度绘制校准曲线。根据试样溶液的光谱强度值从校准曲线中分别计算各自的质量浓度值，按式（1）计算分析元素的含量，以质量分数表示：wMe=10010)(601mVCC（1）式中：wMe 分析元素的质量分数，(%)；C1 试样溶液中分析元素的浓度，(g/mL)；C0 空白溶液中分析元素的浓度，(g/mL)；V 校正和试验的体积，(mL)；m 试样的质量，(g)。分析结果为2次独立分析结果的平均值，按GB/T 8170的规定修约。10 允许差 实验室内2次独立分析的结果应不大于表5所示允许差。表 5 允许差%元素 范围 允许差 P 0.0050.010 0.003 0.0100.050 0.004 0.0500.10 0.006 0.101.00 0.012 Ti 0.0100.050 0.006 0.0500.10 0.01 0.100.50 0.015 0.501.00 0.02 1.02.00 0.025 Mn 0.0100.050 0.005 0.0500.10 0.01 0.100.25 0.015 0.250.50 0.02 0.501.00 0.03 Cr 0.0050.010 0.005 0.0100.050 0.008 0.050.10 0.01 0.11.00 0.02 K 0.0100.05 0.010 0.050.10 0.020 0.101.00 0.030 Na 0.100.50 0.010 0.501.00 0.025 11 试验报告 试验报告应包括但不限于下列内容：a)实验室名称和地址；b)试验报告的签发日期；c)本文件的标准号；d)分析结果；e)结果的编号；f)在测定过程中注意到的任何特性和本文件中没有规定的可能对试样或认证标准物质的结果产生影响的任何操作。A A 附录A （规范性）电感耦合等离子体光谱仪性能试验 A.1 目的 本附录中给出的性能试验目的在于使用不同类型仪器对等离子体光谱仪的性能进行适当的测定，允许不同的仪器使用不同的操作条件，但等离子体光谱仪最终能产生一致的结果。整个性能试验步骤用三个基本参数考核：检出限（DL)、背景等效浓度（BEC）、短期精密度（RSD)注：试样溶液中元素浓度高于5000 DL时，只需要满足RSD这一性能参数要求。需要实验的元素列于表A.1 表 A.1 建议的性能参数 元素 DL/(g/mL)BEC/(g/mL)RSD/(g/mL)P 0.05 0.5 1.0 Ti 0.05 0.5 1.0 Cr 0.025 0.25 1.0 Mn 0.05 0.5 1.0 K 0.05 0.5 1.0 Na 0.05 0.5 1.0 A.2 参比溶液 应制备三个基体元素含量相当的基体溶液和所有需要试验的元素浓度等级为0 DL（空白），10 DL和1000 DL的参比溶液。制备参比溶液的DL值可以是实验室值或是表A.1中给出的估计值。A.3 程序 该程序用于每一试验元素的操作。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：M=C2/(I2-Ib)（A.1）式中：M分析曲线的斜率；C2第二个参比溶液的浓度，比检测限高一级；I2第二个参比溶液10次原始强度读数的平均值；Ib空白溶液10次强度读数的平均值；使用式（A.2）计算检测元素检测限（DL）：DL=3SbM（A.2）式中：DL检测限，单位为微克每毫升（g/mL）；Sb是10次空白强度读数的标准偏差；使用式（A.3）计算背景等效浓度 BEC：BEC=M Ib （A.3）式中：BEC背景等效浓度，单位为微克每毫升（g/mL）。A.4 相对标准偏差 原始平均强度（X-3）与空白平均强度X-b的差值按式（A.4）计算参比溶液3（DL的1000倍）的平均强度（X-N3）。IN3=I3-Ib（A.4）式中：IN3溶液3（1000 DL）的净平均强度。RSD元素浓度为1000 DL参比溶液3的估计值。使用式（A.5）计算参比溶液3(1000 DL)的净强度相对标准偏差。（A.5）式中：S3参比溶液3的10次强度读数的标准偏差。