一種離心鑄造爐管中痕量元素鉛的測定方法及應(yīng)用在其中的基體改進(jìn)劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金痕量元素分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用原子吸收光譜法測定 離心鑄造爐管中痕量元素鉛的方法及應(yīng)用在其中的基體改進(jìn)劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 離心鑄造合金爐管廣泛應(yīng)用于石化，電力，燃?xì)獾刃袠I(yè)，長期工作在高溫苛刻環(huán)境 中。爐管中痕量元素鉛為有害雜質(zhì)，在高溫拉伸應(yīng)力的作用下鉛元素會在晶界偏聚，降低爐 管材料的抗蠕變性能，同時(shí)高溫持久性能下降，導(dǎo)致爐管服役壽命大大縮短。現(xiàn)有檢測高溫 合金中鉛含量的方法主要有國軍標(biāo)GJB5404. 15-2005和GB/T 8647. 7-2006都是針對鎳基 合金中痕量元素測定的方法，但是Fe-Cr-Ni合金的離心鑄造爐管中基體復(fù)雜，雜質(zhì)元素對 鉛的測定干擾大，目前現(xiàn)有的檢測方法中無法直接測定離心鑄造爐管（Fe-Cr-Ni合金）鉛 的含量，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員有需要針對該合金材料的特點(diǎn)，通過加入一種特定的基體改 進(jìn)劑，降低樣品基體干擾，建立一個(gè)操作簡便、靈敏度高，適合離心鑄造爐管（Fe-Cr-Ni合 金）的、有針對性、低成本高效率的檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述不足，本發(fā)明提供了一種操作簡單、分析速度快，成本低的檢測方法，該 方法通過加入特定的基體改進(jìn)劑，屏蔽掉Fe-Cr-Ni合金復(fù)雜基體的干擾離子的作用，利用 原子吸收分光光度計(jì)準(zhǔn)確測定離心鑄造合金爐管中痕量元素鉛的含量。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的之一，提供一種離心鑄造爐管中痕量元素鉛的測定方法，本發(fā)明 采用了以下技術(shù)方案。
[0005] -種離心鑄造爐管中痕量元素鉛的測定方法，具體包括如下步驟：
[0006] S1、取樣：使用機(jī)械切割工具在爐管上切下塊狀試樣，去除表面涂層，在鉆床鉆取 肩狀試樣，將肩狀試樣依次放入丙酮和酒精中使用超聲波清洗儀進(jìn)行清洗，再將試樣放入 烘箱中干燥后，稱量m克，精確到0.0001克，待用；
[0007] S2、制備待測溶液：將Sl中制備好的待測樣品用王水低溫加熱溶解，另加入氫氟 酸助溶，再加入檸檬酸溶液煮沸，冷卻至室溫后，加入基體改進(jìn)劑，用水稀釋搖勻，待測；
[0008] S3、配制工作曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液：將金屬鎳用稀硝酸溶解，加入檸檬酸溶液煮沸，得到 鎳溶液；移取5組或5組以上的該溶液作為標(biāo)樣溶液，所述標(biāo)樣溶液中的鎳濃度與待測溶液 中的鎳濃度相同；再移取與S2中等量的基體改進(jìn)劑分別加入各標(biāo)樣溶液中，再向各標(biāo)樣溶 液中分別加入不同體積的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液混勻，得到梯度含鉛的鎳系列標(biāo)樣溶液；
[0009] S4、測量：利用原子吸收分光光度計(jì)分別對S3中梯度含鉛的鎳系列標(biāo)樣溶液進(jìn)行 測試，以標(biāo)樣溶液含鉛濃度為橫坐標(biāo)，平均吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線后，通過測定待 測試樣溶液的吸光度對應(yīng)工作曲線，即可得出待測試樣中鉛的質(zhì)量濃度P ;
[0010] S5、分析結(jié)果的計(jì)算
[0011] 按下式計(jì)算鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω (Pb)，數(shù)值以％表示：
[0013] 式中：
[0014] P--試液中被測元素鉛的質(zhì)量濃度，單位為納克每毫升（ng/mL);
[0015] V待測試樣溶液的總體積，單位為毫升（mL);
[0016] m----試樣的重量，單位為克（g)。
[0017] 優(yōu)選的，所述原子吸收分光光度計(jì)的工作條件設(shè)定如下：
[0018] Pb測定波長：283. 3nm ;信號模式：背景校正；計(jì)算模式：峰高；波長設(shè)定：自動(dòng)搜 尋；狹縫寬度：1. 3nm ;時(shí)間常數(shù)：0. 1秒；燈的電流：12mA ;PMT電壓：500V ;吸光度小數(shù)點(diǎn)位 數(shù)：4位小數(shù)；測量方式：工作曲線法；方次：線性；重復(fù)次數(shù)：2次；延遲時(shí)間：5s ;測量時(shí)間 5s〇
[0019] 進(jìn)一步的，步驟S3中的鎳溶液配制為20mg/mL，各組標(biāo)樣溶液中移取的基體溶液 均為
其中X為試樣中含鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，且各組標(biāo)樣溶液的體積均與待測 試樣溶液的體積相同。
[0020] 進(jìn)一步的，步驟S3中所述標(biāo)樣溶液設(shè)為5組，鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制為1 μ g/mL，5組標(biāo) 樣溶液中鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入量分別為〇mL、l. 00mL、2. 00mL、4. 00mL、6. OOmL ;梯度系列含鉛 的鎳標(biāo)樣溶液中的鉛濃度分別為〇ng/mL，20ng/mL，40ng/mL，80ng/mL，120ng/mL。
[0021] 本發(fā)明的目的之二是提供一種應(yīng)用在上述測定方法中特定的基體改進(jìn)劑。
[0022] 一種應(yīng)用在上述測定方法中的基體改進(jìn)劑，所述基體改進(jìn)劑選用磷酸二氫銨和鈀 標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0023] 優(yōu)選的，所述基體改進(jìn)劑為0.1 mL 2g/L的磷酸二氫銨與IOmL 1000 μ g/mL鈀標(biāo)準(zhǔn) 溶液的混合溶液。
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0025] 1)、本發(fā)明通過定量測定離心鑄造爐管中痕量元素鉛的方法，將離心鑄造爐管和 高純金屬鎳分別溶解，在原子吸收分光光度計(jì)上，將元素間的光譜干擾當(dāng)做背景信號，通過 背景校正從而扣除光譜干擾。按照待測樣品所含鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例吸取高純金屬鎳溶解成 的溶液繪制工作曲線，然后測定待測溶液，所得吸光度對應(yīng)工作曲線可得待測試樣中痕量 元素鉛的質(zhì)量濃度，通過計(jì)算公式可得出離心鑄造爐管中痕量元素鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
[0026] 2)、原子吸收光譜法可測定多種元素，但被測元素必須未受到干擾，由于離心鑄造 爐管中基體復(fù)雜，本發(fā)明添加的基體改進(jìn)劑為磷酸二氫銨和鈀溶液：磷酸二氫銨是一種消 除Cl干擾效果很好的物質(zhì)，在試驗(yàn)過程中石墨爐灰化階段磷酸二氫銨受熱分解產(chǎn)生H 2和 Cl形成HCl揮發(fā)，同時(shí)形成還原性的氛圍從而避免鉛形成氯化物在原子化階段損失；鈀化 學(xué)性質(zhì)不活潑，在實(shí)驗(yàn)過程中與鉛形成非常牢固的共價(jià)鍵配體，使鉛能夠承受更高的灰化 溫度不被損失，這樣在測定時(shí)可以提高灰化溫度減少樣品基體的存在，降低干擾，提高了靈 敏度，獲得更好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，從而可準(zhǔn)確測定痕量元素鉛的含量。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。基 于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其 他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] I .本發(fā)明原子吸收分光光度計(jì)的工作條件設(shè)定如下：
[0029] Pb測定波長：283. 3nm ;信號模式：背景校正；計(jì)算模式：峰高；波長設(shè)定：自動(dòng)搜 尋；狹縫寬度：1. 3nm ;時(shí)間常數(shù)：0. 1秒；燈的電流：12mA ;PMT電壓：500V ;吸光度小數(shù)點(diǎn)位 數(shù)：4位小數(shù)；測量方式：工作曲線法；方次：線性；重復(fù)次數(shù)：2次；延遲時(shí)間：5s ;測量時(shí)間 5s〇
[0030] II .本發(fā)明測試過程中制備溶液和分析用水均為二級水。
[0031] (1)本發(fā)明在測量過程中所使用的試劑如下：
[0032] (I. 1)高純金屬鎳【w(Ni)彡99.99%】；
[0033] (1. 2)硝酸，P = I. 42g/mL ;優(yōu)級純；
[0034] (1. 3)硝酸，1體積純硝酸與1體積純水混合；
[0035] (1. 4)硝酸，1體積純硝酸與19體積純水混合；
[0036] (1. 5)鹽酸，P = I. 19g/mL ;優(yōu)級純；
[0037] (1. 6)氫氟酸，P = I. 15g/mL ;優(yōu)級純；
[0038] (1. 7)檸檬酸，400g/L ;
[0039] (1. 8)基體改進(jìn)劑溶液
[0040] (I. 8. 1)磷酸二氫銨溶液（2g/L)
[0041] 秤取0. 2克磷酸二氫銨于100mL容量瓶中，以水定容，混勻。
[0042] (1. 8. 2)鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μ g/mL，市售）
[0043] (1. 8. 3) 0· ImL磷酸二氫銨（2g/L)與IOmL鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μ g/mL，市售）的混 合溶液。
[0044] (1. 9)鉛標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液1000 μ g/mL，市售；
[0045] (I. 9. 1)移取1.0 OmL標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（參見上述1. 9,下同）于盛有IOmL硝酸（參 加上述1.3,下同）的IOOmL容量瓶中，以水定容。
[0046] (1. 9. 2)移取10.0 OmL混合標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（I. 9. 1)于盛有IOmL硝酸（1. 3)的 IOOmL容量瓶中，以水定容。
[0047] (1. 10)鎳溶液，2〇mg/mL :
[0048] 稱取LOOOOg高純金屬鎳（參加上述1. 1，下同），置于IOOmL平底燒瓶中，加入 IOmL硝酸（1. 3)于低溫電爐上加熱至完全溶解，取下冷卻10分鐘，加入5mL檸檬酸溶液 (1. 7)混勻，高溫加熱煮沸5分鐘，冷卻至室溫，移入50mL容量瓶中，以水定容，混勻；
[0049] (2)本發(fā)明取樣和制樣過程如下：分析用的試樣按照GB/T20066-2006的要求進(jìn)行 取樣和制樣；
[0050] 使用機(jī)械切割工具在爐管上切下40cmX 40cm塊狀試樣，去除表面涂層，在鉆床鉆 取肩狀試樣。鉆樣位置盡可能避開孔隙、裂紋等表面缺陷，并且選擇合適鉆速避免試樣過 熱；將肩狀試樣依次放入丙酮和酒精中使用超聲波清洗儀進(jìn)行清洗，再將試樣放入烘箱中 干燥，待用；
[0051] (3)分析測定步驟如下：
[0052] (3· 1)試樣：稱取 0· 5000g 試樣，精確到 0· OOOlg ;
[0053] (3. 2)制備待測溶液：
[0054] 將試樣（3. 1)置于IOOmL平底燒瓶中，加入鹽酸（1. 5)和硝酸（1. 2)按體積比為 3:1的混合物（即王水）于低溫電爐上加熱至溶解，并滴加1~I. 5mL氫氟酸（1. 6)，加熱 溶解，取下冷卻10分鐘，加入5mL檸檬酸溶液（1. 7)，高溫加熱煮沸5min，取下冷卻至室溫， 將試液移入50mL容量瓶中，加入基體改進(jìn)劑，用水稀釋至刻度，混勻。
[0055] (3. 3)配制工作曲線標(biāo)準(zhǔn)溶液：
[0056] 在5個(gè)5