第２４卷增刊２００４年１０月文幸编号：１０００一７５７１（２００４）增一０１３８一０３冶金 分析Ｖｏｌ． ２４， Ｓｕｐｐｌ．Ｏｃｔｏｂｅｒ， ２００４Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ１ＣＰ一ＡＥＳ法测定钢中稀土夹杂物Ｌａ， Ｃｅ， Ｐｒ， Ｎｄ， Ｓｍ含量丁美英，魏春艳（内蒙古包钢集团公司技术中心，内蒙古包头０１４０１０）摘要：采用ＩＣＰ－ＡＥＳ测定钢中稀土夹杂物Ｌａ， Ｃｅ， Ｐｒ， Ｎｄ， Ｓｍ含量。确定了电解制度、优化了仪器工作条件、选择了元素最佳分析谱线。方法准确、快速、简便。关健词Ｊ曰朴目匕映结牲嫉翎陌 钢中夹杂物对钢的机械性能有一定的危害，稀土能改变钢中夹杂物的形态、尺寸、分布，尤其是对钢的横向性能影响更大，稀土对有害的长条硫化物进行有效的变质，因此，准确、快速的测定钢中稀土夹杂物非常重要。目前，钢中稀土夹杂物含量的测定均采用光度法，本文通过对电解条件、仪器工作条件、分析谱线等实验，应用ＩＣＰ－ＡＥＳ法测定稀土夹杂物含量，方法快速、准确。１实验部分１．１主要仪器及试剂ＪＹ－ ３８Ｓ型等离子顺序型或扫描型光谱仪（法国科梅夫公司）；硅整流器，低温电解箱电解液： ａ． １０ ｇ／Ｌ无水氯化锉＋体积分数５％三乙醇胺＋体积分数５％乙二醇的乙醇溶液；ｂ． １０ ｇ几无水氯化铿十体积分数１０％乙酞丙酮的甲醇溶液；。．１０ ｇ／Ｌ无水氯化铿＋体积分数５％三乙醇胺十体积分数５％丙三醇的乙醇溶液１．１．４（Ｐ约１．４２ ｇ／ｍＬ），高氯酸（Ｐ约１．６８ｇ／ｍＬ）。１．２实验方法 以钢样为阳极，不锈钢筒为阴极，在盛有配置好电解液的电解池中，低温电解一定的量，取下，稀电解液浸泡２ ｍｉｎ，超声波振荡取样，、高氯酸分解，定容，即为稀土夹杂物。采用等离子发射光谱法测定。２结果与讨论２．１电解液的选择ＢＮｂＲＥ钢１＃样采用ａ， ｂ，。三种电解液电解１３８提取，按实验方法测定总夹杂物，见表ｔｏ表１电解液的选择 Ｔａｂｌ ｅ １ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｌｉｑｕｉｄｗ／％电解液测定值总量ＰｒＮｄＡｍｏｕｎｔ０．００６ ８０－００６ ４０．００１ ７０．－００１６ ＜０．０００ １０．０１６５０．００６ ４０．００６ ５ ０．００１ ７０． ００１５ ＜０．０００ １０．０１７ １０．００６ ２０．００６ ３０．００１ ８０．００１６ ＜０．０００ １０．０１６９ 可见，三种电解液均能定量提取，日常分析采用电解液ａｏ２．２电解温度ＢＮｂＲＥ钢１＃样采用ａ电解液，在不同的温 度下电解提取，按实验方法测定结果见表２０表２电解温度的选择Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗ／％温度测定值总量（℃）Ｌａ Ｃｃ Ｐｒ Ｎｄ ＳｍＡｍｏｕｎｔ０．００７ ００．００６ ７０．００１６０－００１６ ＜０－０００ １０．０１６９１０℃０．００６ ７０．００６ ５０．００１７０－００１ ５ ＜０．０００ １０．０１６４２０℃０． ００６ ４ ０．００６ ５ ０．００１ ７ ０．００１ ６ ＜０． ０００ １０．０１６２可见， 温度在５－２０℃均可，本方法定为１０℃。２．３电解电流 ＢＮｂＲＥ钢２＃样采用ａ电解液，电解温度为一１０ ＇Ｃ，在不同的电解电流下，电解提取（当钢中稀土夹杂物含量大于０．００５％时，电解试样０．２０００ｇ；小于０．００５％时，电解试样０．５００ ０ ｇ），按实验方法测定，见表３０可见，电解电流在０． ０２一０．０６ Ａ时，均能定量提取夹杂，本实验定为０．０３一０．０４ Ａｏ第２４卷增刊 冶金分析Ｖｏｌ． ２４， Ｓｕｐ讨．２００４年１０月Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ＡｎａｌｙｓｉｓＯｃｔｏｂｅｒ． ２００４表３ 电解电流的选择各单一稀土元素标准溶液在被测元素分析谱线处Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖ，／％作谱峰扫描，考察各分析谱线的干扰及背景影响电流测定值总量 情况。选择背景低、信背比高、干扰小的谱线为分（Ａ）Ｌａ Ｃｅ Ｐｒ Ｎｄ ＳｍＡｍｏｕｎｔ０ｏ， ．０．００７ ７０－００７ ４０．００１７０．００１ ７ｎｎｎ妇｝ ． Ｕ０．０１８５析用谱线，见表４０ （１１ ｎＩ…Ｊ氏００７ ８０．００７ ５０．００１ ８ ００ ．００１ ７０ｎ…｝０．０１８８表４分析谱线 ００月，０．００７ ６０．００７ ４０．００１ ８０ ．００１７八Ｕ０ｎ｝０．０１８４０Ｃ甘ｒｏ０．００７ ６０．００７ ５０．００１ ８０ ．００１７Ｏ０ｎ０．０１８ ６Ｔａｂｌ ｅ ４Ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ａｌｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ元素ＥｌｅｍｅｎｔＬａＣｃＰｒＮｄＳｍ２．４仪器工作条件的确定分析谱线（ｎｍ）３７９．４７８ ４１８．６６０ ３９０．８４４ ４０１．２２５ ３５９．２６０配制含有５ ｍＬ高氯酸的０．１ ｇ／Ｌ Ｌａ， Ｃｅ， 结果表明：Ｔｉ对Ｃｅ， Ｎｄ， Ｓｍ有微弱干扰，ＶＰｒ， Ｎｄ，Ｓｍ混合标准溶液，依次进行了功率、载气对Ｌａ， Ｐｒ， Ｓｍ有微弱干扰，由于夹杂物中Ｔｉ， Ｖ含压力、冷却气流量等条件试验，结果表明：随着功率的增大，谱线强度增大，但背景也随之增高（Ｃｅ量很低，因此不影响各分析元素的准确测定。最明显）；载气压力在０．２－，－０．３ ＭＰａ谱线强度无２．６电解残渣的分解明显变化，但背景却随着载气压力的增高而降低，ＢＮｂＲＥ钢４＃钢样，电解后的残渣加人不同 综合功率、载气压力两种因素，选择谱线强度大、量的、高氯酸分解，见表５０背景低的测试条件，结果为：功率１ ０００ Ｗ、载气可见，二种混酸均可溶解， 本方法定为：０．２００压力０ ． ３ ＭＰａ。冷却气流量对谱线强度无明显影０ｇ电解残渣用前一种混酸，０．５００ ０ ｇ电解残渣响，确定为１２ Ｌ／ｍｉｎ。根据测定元素的性质，依用后一种混酸。次进行了功率、冷却气流量、载气压力、观测高度２．７方法的检出限等实验，结果为：功率１ ０００ Ｗ，载气压力３ ＭＰａ，按实验方法制备空白溶液并平行测定１１次， 冷却气流量１２ Ｌ／ｍｉｎ，进样频率２４ ／ｍｉｎ，观测高以其３倍标准偏差为方法的检出限，各元素检出度１４ ．ｍ限分别为：Ｌａ ０．０００ ０９１％， Ｃｅ ０．０００ ２％，， Ｐｒ０．０００ ０９１％，Ｎｄ ０．０００ ０９１％，Ｓｍ ０．０００ ２４％。２．５分析谱线的选择从仪器提供的谱线库中选择若干条被测元素 ２．８精密度、回收率试验较灵敏的谱线，利用该仪器的ｐｒｏｆｉｌｅ程序分别以按实验方法进行精密度、回收率试验，见表 ６、表７０表５ 残渣分解试验Ｔａｂｌｅ ５ Ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｅｓｔｍ／％棍合酸 测定值总量 ｉｓ（》Ｐｒ Ｎｄ ＳｍＴｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ５ ｍｌ－ ＨＮｑ＋５ ｍＬ ＨＣ１０４０．００４００．００４ ８０．０００８５０．０００８５０．０００．０１０５１０ ｍＬ ＨＮ０３＋５ ｍｌ， ＨＣ１０４０．００３ ８０．００４ ６０．０００９０．０００７８０．０００．０１０ １表６方法的精密度Ｔａｂｌｅ ６ Ｐｒｅｃｉ ｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｗ／％样品测定值平均值标准偏差相对标准偏差ＳａｍｐｌｅＦｏｕｎｄＡｖｅｒａｇｅＳ ＲＳＤ Ｌａ０．００７ ７，０．００７ ６，０．００７ ６，０．００７ ８，０．００７ ７，０．００８ １０．００８ ０，０．００８ ３，０．００７ ５，０．００７ ３，０．００７ ５０．００７７２．７ ｘ １０一４３．５１ｅＣ０．００７４，０．００７４，０．００７５，０．００７５，０．００７５，０．００７８２．９ ｘ １０一４０．００７９，０．００８３，０．００７３，０．００７５，０．００７５０．００７６３．８２Ｐｒ０．００１７，０．００１８，０．００１７，０．００１８，０．００２１，０．００１９１． ３４ ｘ １０一４０．００１７，０．００２１０．００１６，０．００１７，．００１７４月 ：『０．００１８ Ｎｄ０．００１ ７，０．００１ ７，０．００１ ７，０．００１ ７，０．００１ ８，０．００１ ６．００１０．００１ ５，０．００１ ８， ０．００１ ９，０．００１ ９，０．００１ ７１．１９ ｘ １０一４７０．．二Ｓｍ＜０．０００ １１３９第２４卷增刊２００４年１０月 金分析冶Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ方法的回收率 表７Ｖｏｌ． ２４．Ｓｕｐｐｌ．２００４Ｏｃｔｏｂｅｒ． Ｔａｂｌｅ ７Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｒｅＣｅＰｒｗ／％Ｎｄ线的选择等试验，可以测定含量在０．００１％一０．１０％的钢中稀土夹杂总量，测定相对标准偏差小于９％，方法精密度好。利用标准样品进行测定，样品分析结果与分光光度法进行比较，获得了元素从Ｓｍ 标液加人测定值 回收率 ８ ０．０００ ８０．０００８０．０００ ８０．０００８０．０００ ０．０００８１００ ０００ ８０．０００ ８ ０． ０００ ９ ０．０００８ １００１００ １１２ １００准确的结果，对稀土夹杂物含量为０．００２％，标液加人量０００２０ ０．００２００．００２０ ０．００２０ ０．００２００．０２０％样品进行回收率实验，回收率为１０１％一测定值 ０００２ １ ０．００２ １０．００２ １ ０．００２ １ ０．００２１回收率 １０５１０５１０５ １０５ １０５１０５％；对稀土夹杂为０．０００ ８％样品进行回收率标液加人量０．０２０ ０．０２００．０２０ ０．０４０ ０．０２０实验，回收率为１００％一１１２％。本方法简便、快测定值 乐０２０３ ０．０２０３ ００１９９ ００４０４ ０．０２０２速，是目前准确测定钢中稀土夹杂分量及总量较回收率 １０２１０２１００１０１ １０１好的方法。３结论参考文献通过对电解制度、优化仪器测试条件、分析谱 ［１］冶金部分析情报网推荐方法．冶金分析【Ｊ１， １９８９，９（２）：６０．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｂｙ ＩＣＰ一ＡＥＳＤＩＮＧ Ｍｅｉ－ｙｉｎｇ， ＷＥＩ Ｃｈｕｎ－ｙａｎ（Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｂａｏｔｏｕ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ， ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｔｉｃ ｓｐｅｃｔｒｕｍｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａｃｃｕｒａｔｅ， ｆａｓｔ， ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＩＣＰ； ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ； ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；ｓｔｅｅｌ
