一種測定錫樣中雜質(zhì)含量的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于測試分析技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種測定錫樣中雜質(zhì)含量的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在浮法玻璃生產(chǎn)的過程中，沾錫、虹彩等在錫槽內(nèi)產(chǎn)生的缺陷也是浮法玻璃成形 過程中很容易產(chǎn)生的一類缺陷，純凈的錫液與玻璃液幾乎不浸潤，不會粘在玻璃板上，當錫 液中含有鎂、鋁等雜質(zhì)元素時，錫液的表面張力會發(fā)生變化，產(chǎn)生沾錫現(xiàn)象，而虹彩產(chǎn)生的 原因是由于錫槽內(nèi)的微量錫氧化物和錫硫化物滲入玻璃，在鋼化或熱彎時，會在玻璃的錫 面產(chǎn)生微小裂紋，從而在光照下形成虹彩。為減少錫的氧化及把氧化錫還原為金屬錫，生產(chǎn) 上常常會在錫液中加入一定量的金屬鐵，使之把氧化錫還原為金屬錫或優(yōu)先與氧、硫等雜 質(zhì)生成浮渣而清除，因此準確測定錫樣中各雜質(zhì)元素的含量，控制錫液的純度，對減少玻璃 滲錫和錫缺陷的產(chǎn)生尤為重要。
[0003] 目前有行業(yè)標準《YS/T36. 2-2011》高純錫化學分析方法第3部分：鎂、鋁、鈣、鐵、 鈷、鎳、銅、鋅、銀、銦、金、鉛、鉍量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法，該方法適用于錫純度 為（99. 999%)的測定，而在實際生產(chǎn)過程中，時常加入一定量的鐵，從而使錫的純度在不斷 發(fā)生變化。
[0004] 在錫及其合金雜質(zhì)元素的測定方法中，分光光度法、原子吸收法、化學滴定法等方 法均有使用，分光光度法干擾嚴重、不易掩蔽；原子吸收法單元素測定、線性范圍短、費時； 若采用化學法進行分析，則不同元素需用不同方法，操作冗長繁雜，工作量大，分析過程中 還需要多種試劑，配置多種溶液等經(jīng)過一系列繁雜的工作才能完成。
[0005] 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀是以電感耦合等離子體作為激發(fā)源，為原子發(fā)射光譜 分析領(lǐng)域中最主要的、應(yīng)用最為廣泛的分析光源，可以測定70多種金屬元素，廣泛適用于 冶金、地質(zhì)、環(huán)境、石油、化工、材料等領(lǐng)域，可以進行定性、半定量、定量分析。且分析速度 快、靈敏度高、線性范圍寬、檢出限低、基體效應(yīng)小等特點，但是電感耦合等離子發(fā)射光譜儀 用于玻璃行業(yè)錫樣中雜質(zhì)元素的測定還沒有先例。利用等離子體發(fā)生光譜儀測定錫樣中的 雜質(zhì)元素要確定以下幾點：（1)樣品的處理過程中所要考慮的因素。（2)儀器條件的選擇， 針對所要測定的雜質(zhì)元素選擇需要選定的譜線。（3)在方法建立以后，如何驗證方法的準確 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出一種測定錫樣中雜質(zhì)含量的分析方 法。
[0007] 本發(fā)明為完成上述目的采用如下技術(shù)方案： 一種測定錫樣中雜質(zhì)含量的分析方法，所述分析方法所測的雜質(zhì)為Fe、Cu、Ni、Cr、Ti、 Mg、Al和Mn ;其具體步驟如下： 試樣溶液的制備：將待測錫樣清潔，干燥待用，稱取〇. Ig錫樣于50ml聚四氟燒杯中，向 聚四氟燒杯中加入6ml的鹽酸與2ml的硝酸，然后將聚四氟燒杯放置在電熱板上在100~200 度的低溫狀態(tài)下處理，使錫樣溶解完全，再向聚四氟燒杯中加入6ml的鹽酸與2ml的硝酸， 濃縮體積至球狀，取下冷卻，用電阻率范圍在15~18. 3M Ω . cm的超純水稀釋，轉(zhuǎn)入50ml聚 乙烯容量瓶，再用超純水定容至刻度，制得試樣溶液； 空白溶液的制備：在50ml空聚四氟燒杯中，加入6ml的鹽酸與2ml的硝酸，然后將 聚四氟燒杯放置在電熱板上在1〇〇~200度低溫狀態(tài)下處理，使溶液溶解完全，再向聚四氟 燒杯中加入6ml的鹽酸與2ml的硝酸，濃縮體積至球狀，取下冷卻，用電阻率范圍在15~ 18. 3ΜΩ . cm的超純水稀釋，轉(zhuǎn)入50ml聚乙烯容量瓶，再用超純水定容至刻度，制得空白溶 液； 標準溶液的制備：取樣量在〇.〇9g ~ 5g范圍內(nèi)，按照由多到少的順序，依次取含有Fe、 Cu、Ni、Cr、Ti、Mg、Al、Mn元素的混合標準溶液，用萬分之一分析天平準確稱重，分別加入 到50ml聚乙烯容量瓶中，用2. 5mol/L鹽酸溶液稀釋定容至刻度，得到一系列不同濃度的溶 液； 設(shè)置電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的工作參數(shù)，在待測元素的線庫中選擇用于測定 的譜線，輸入各個標準溶液對應(yīng)的濃度值，在電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上測定標準溶 液的光譜強度值，建立光譜強度-元素濃度對應(yīng)關(guān)系的標準工作曲線；然后在電感耦合等 離子體發(fā)射光譜儀上測定空白溶液和試樣溶液的光譜強度，扣除空白溶液的光譜強度背 景，儀器自動根據(jù)標準工作曲線的對應(yīng)關(guān)系計算出錫樣中雜質(zhì)元素的百分含量。
[0008] 在對標準溶液進行測定時，按照標準溶液由低到高的濃度順序，將標準溶液依次 吸入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測得各個標準溶液中每種元素選定光譜波長的光譜強 度，根據(jù)所輸入的標準溶液的濃度，儀器自動建立每種元素光譜強度-元素濃度對應(yīng)關(guān)系 的標準工作曲線，確定各元素標準曲線的線性系數(shù)大于0.99,再測空白溶液和試樣溶液，點 擊結(jié)果輸出，儀器自動扣除空白溶液的光譜強度背景，即可在數(shù)據(jù)欄中得出所要測試的試 樣溶液中各元素的濃度值，根據(jù)各元素百分含量的計算公式求得樣品溶液中各元素的百分 含量。
[0009] 各元素標準工作曲線的線性系數(shù)要在0. 99以上，才符合測試要求，即可測試待測 樣品溶液，否則需要重新修正、建立標準工作曲線。
[0010] 測定標準溶液時，按照標準溶液由低到高的濃度順序進行測試，這種測試順序不 會干擾儀器對溶液的靈敏程度，也可避免先測高濃度溶液洗不干凈儀器而對后面低濃度溶 液的測試誤差。
[0011] 測定標準溶液時，設(shè)定3次重復測量次數(shù)，以平均值建立標準工作曲線，保證數(shù)據(jù) 準確性。
[0012] 所述化學試劑鹽酸和硝酸的質(zhì)量要求均為優(yōu)級純。
[0013] 所述標準溶液制備中鹽酸的介質(zhì)濃度：C (HCl) =2. 5mol/L。
[0014] 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的工作參數(shù)為：等離子體氣體流量10L/min ;輔助 氣流量0. 2L/min ;霧化氣流量0. 55L/min ;功率1300W ;觀測距離15. Omm ;懦動泵的設(shè)置： 試樣流量I. 50ml/min ;自動取樣器的設(shè)置：流量I. 50ml/min ;正常進樣時間：30s。
[0015] 所述含有Fe、Cu、Ni、Cr、Ti、Mg、Al、Mn元素混合標準溶液的標準值100.0 ug/mL。
[0016] 由于等離子體的高溫，各待測元素間化學干擾較少，但是由于表面張力、粘度、鹽 分等會造成霧化器提升效率的差異而引起的物理干擾，因此利用標準溶液做標樣來進行消 除。
[0017] 分析譜線的選擇：電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀中對于每種元素會提供很多條譜 線，因為譜線間存在一定的干擾，采用不同的譜線，所測定的結(jié)果也有一定的差別，不僅同 一元素的不同譜線間存在干擾，而且不同元素的譜線間也存在嚴重的干擾，不同譜線的強 度也各不相同。選擇譜線要經(jīng)過對譜圖形狀的觀察、譜線強度對比、背景強度數(shù)據(jù)比較以 后，再考察各個譜線的信背比情況加以綜合考慮，選擇哪條譜線要經(jīng)過試驗才能確定。
[0018] 因此在選擇譜線方面，既要考慮譜線強度，又要考慮干擾及信背比情況。對于儀器 所提供的第一條譜線不一定就是合適的譜線，需要通過選擇和試驗驗證方可決定。
[0019] 等離子體發(fā)射光譜儀測定錫樣中雜質(zhì)元素含量，每一元素有好多條譜線可選擇， 一般是選擇強度最高的，受干擾最少的譜線作為分析線。但如果遇到兩條譜線的干擾一樣， 強度相差不大，而測定結(jié)果差異較大時，需要對測試譜線進行選擇。
[0020] (I) Fe譜線的選擇：Fe的譜線有八條，分別為238. 204 nm、239. 562 nm、259. 939 nm、234. 349 nm、234. 830 nm、238. 863 nm、273. 955 nm、302. 107 nm，F(xiàn)e 的最佳波長為 259. 939nm，檢出限D(zhuǎn)L