再生坩埚-异标校正-高频感应红外吸收法测定含铁尘泥中碳和硫

材料的循环利用是节能环保的一项战略举措。将废旧坩埚处理、再生后熔融试样,采用异标校正工作曲线的方法解决含铁尘泥标准物质欠缺的难题,利用高频感应红外吸收法对各类含铁尘泥中碳和硫含量的测定进行了研究。重点讨论了再生坩埚的处理、不同有证标准物质(CRM)及高纯碳酸钡校正工作曲线的方法、补偿比较水平和最短分析时间等参数的选取对测定结果的影响,得出在最佳试验条件下称取0.15g试样,加入0.2g锡-1.0g钨助熔剂即可将试样完全熔融。结果表明,方法中碳和硫的定量限分别为0.00022%和0.00018%。按照实验方法测定含铁尘泥样品中碳和硫,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于3%,回收率为99%~102%。方法用于测定各类含铁尘泥有证标准物质中碳和硫,测定值与认定值一致。     

钢铁粉尘与高氯飞灰协同脱除有害元素的试验

 针对钢铁厂难处理粉尘有害元素含量高而制约其资源化利用的问题,以转炉泥为研究对象,通过卧式管炉模拟高温处理工艺生产条件,研究了转炉泥单独焙烧时有害元素的脱除特征,焙烧过程可脱除部分K、Na、Zn、Pb,但因氯低导致氯化挥发的脱除率低、焙烧温度高。针对此问题,将高氯垃圾飞灰配入转炉泥进行协同处置,以强化有害元素的脱除。研究表明,当飞灰配入量为28%时,焙烧温度可以降至1 100 ℃,且K、Na、Pb、Zn、Cl的脱除比例分别从61.32%、46.65%、36.09%、10.99%、77.06%提高到97.93%、68.96%、87.91%、59.76%、93.79%,焙烧过程主要为固相反应,无明显液相生成。在转炉泥和飞灰的混合料中适当配入碳粉,提供一定的还原性气氛,还可进一步提高有害元素的脱除比例,当配碳量为6%时,Pb、Zn脱除率提高到94.10%、67.94%,继续提高至10%时,Pb、Zn脱除率达到95.84%、94.74%。通过协同处理,不仅能够实现钢铁粉尘中有害元素的高效分离和富集,而且还能获得具有利用价值的固态铁渣,并可为飞灰无害化提供新的途径。     

电感耦合等离子体发射光谱法测烧结矿等炼铁炉料中钾、钠、铅、锌的含量

建立并优化了混酸分解试样、使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定烧结矿、铁矿石、高炉渣、煤焦、除尘灰等多种炼铁高炉炉料中有害元素K、Na、Pb、Zn的方法。为满足大批量生产需求,本实验将待测物料分为两大类,选择了适宜的试样分解方法、仪器设定参数、分析谱线等。采用优化后的方法测定国家标准样品和生产样品,检测结果与标准值、原子吸收测定值相符,有较好的准确度、精密度。测定样品的质量分数范围:w(K)0.005%～12%,w(Na)0.005%～10%,w(Pb)0.010%～5%,w(Zn)0.010%～10%。     

微波消解原子荧光光谱法测定含铁尘泥中铅

试样经微波消解后,用铁氰化钾将Pb~(+2)氧化为Pb~(+4),在盐酸(5+95)的载流液中,以硼氢化钾为还原剂,利用铅与硼氢化钾作用能产生气态氢化物的特点,建立氢化物发生-原子荧光光谱法测定含铁尘泥中铅。含铁尘泥中铅的检出限为0.091 9μg/L,测定上限为0.5%,铁矿石标样、含铁尘泥试样(n=11)相对标准偏差均小于5.0%;标准加入回收率为97%~104%。该方法快速、简便,可用于测定含铁尘泥中铅。     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定含铁尘泥中锡

采用碱熔融、酸化,用硫脲-抗坏血酸作预还原剂同时掩蔽基体及共存元素,利用锡与硼氢化钾作用能产生气态氢化物的特点,建立氢化物发生-原子荧光光谱法测定含铁尘泥中锡的方法。试验了介质的酸度、载气流量、屏蔽气流量、还原剂用量等对测定的影响。实验表明,在1.0~120.0μg/L范围内校准曲线线性良好,本方法测定含铁尘泥中锡的检出限为0.117 5μg/L,标准物质的认定值与测量值一致,测定标准物质及含铁尘泥试样(n=11)相对标准偏差均小于5%,标准加入回收率为97%~105%。     

高炉瓦斯灰氯化焙烧脱除有害元素及回收铁试验

包钢高炉瓦斯灰由于受白云鄂博铁矿石成分复杂性的影响,其含铁量低、有害元素碱金属氧化物K2O、Na2O和Pb、Zn氧化物含量高。通过利用瓦斯灰中的碳、或在瓦斯灰中配入氯化钙,采用还原-蒸发-磁选、氯化-挥发的方法,使其中的钾、钠、铅和锌氧化物转变为易蒸发的单质或转化为易挥发的氯化物,从而达到与瓦斯灰分离的目的。还原-蒸发-磁选试验结果表明:在温度为1 000℃,反应时间为2 h时,Na、Pb、Zn的去除率可达到94.21%、98.53%、91.98%,而K不能通过碳还原去除;以950℃、反应2.0 h的还原-蒸发产物为原料进行磁选,当磁选电流为0.6 A时,铁的回收率达90.24%。氯化-挥发试验结果表明:当温度为1 000℃时,Pb、Zn的去除率分别为99.62%、85.56%;Na、K的去除受温度影响不大,在试验条件下,均可达到98%以上,K的去除是通过氯化反应进行的,而Na的去除是碳的还原和氯化反应同时进行的结果,但氯化反应更易发生。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定煤与焦炭中18种元素

采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法直接测定煤与焦炭中Si,P,Al,V,Cr,Cd,Pb,Cu,Co,Ni,Zn,K,Na,Fe,Ca,Mg,Mn,Ti 18种元素。样品被灰化后取一定量灰样,用氢氧化钠熔融,热水和盐酸浸取,溶液用于测定Si和P,得到煤或焦炭灰中Si,P含量。另取灰化后的全部灰样,用高氯酸和氢氟酸溶解并加热至赶尽高氯酸,用稀硝酸溶解,溶液用于测定Al,V,Cr,Cd,Pb,Cu,Co,Ni,Zn,K,Na,Fe,Ca,Mg,Mn和Ti,得到煤或焦炭中16个元素含量。Si和     

原子吸收分光光度法测定含铁尘泥中钾、钠

目前,冶金材料中K_2O、Na_2O等高含量尚无检测方法,含铁尘泥中钾、钠的含量,远远超出了矿石等原辅中钾、钠企标测定方法的范围。文章通过大量的实验表明,利用原子吸收分光光度法进行含铁尘泥中钾、钠的测定,测定范围为K_2O 0.006%～40.000%,Na2O 0.008%～20.000%,测定相对标准偏差小于4%,加标回收率均在95%～105%之间,方法精密度、准确度良好,可以用于含铁尘泥中钾、钠的准确测定。     

矿料中有害元素影响的检测与控制

分析了矿料中K、Na、Zn、As、Pb等有害元素对高炉的危害,提出了各有害元素的检测方法、控制水平及措施,为降低有害元素对高炉稳定顺行的影响提供指导。     

炉缸复合棕刚玉砖蚀损机理的探讨

采用实验模拟和现场取样的方法研究了有害元素对复合棕刚玉砖的蚀损机理,研究表明:复合棕刚玉砖具有较好的抵御渣、铁和Pb、Zn侵蚀渗透的能力,而对碱金属K、Na的抗渗透能力较差,炉缸复合棕刚玉砖蚀损是有害元素共同作用的结果,侵入砖体的顺序依次是K、Na、Zn、Pb.     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钴铬钨系合金粉末中钨

钴铬钨系合金常温常压下酸溶分解较为困难。实验利用微波消解提高溶样时的温度和压力,在盐酸、硝酸和氢氟酸介质中使样品充分消解。样品溶解后,定容分取,加入酒石酸溶液,在稀盐酸介质中,以W 207.912 nm为分析谱线,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钴铬钨系合金中钨的方法。结果表明:共存元素对测定结果基本没有影响。在选定的操作条件下,校准曲线的线性相关系数为0.999 9;钨的检出限为0.002 3%(质量分数)。按照实验方法测定钴铬钨系合金粉末中钨,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)小于3%,加标回收率为97.4%～102.3%。     

偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆矿石中10种元素

锆矿石作为一种重要的战略性矿产,准确分析锆及其共伴生有用有害元素含量对综合评价锆矿资源具有重要意义。然而锆矿石是一种难溶矿石,且在制样过程中Zr、Hf容易水解沉淀。实验通过样品前处理方法的选择和仪器工作条件的优化,建立了偏硼酸锂熔融,稀硫酸+酒石酸提取后电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定锆矿石中Zr、Hf、K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Ti、Mn等10种元素(以氧化物计)含量的方法。利用偏硼酸锂的熔融分解特性制样,熔剂质量为样品质量5倍时可取得较好的处理效果;稀硫酸提取液中加入酒石酸可以抑制Zr、Hf水解;设定仪器工作条件为发生器功率1.3kW、进样速度1.0mL/min、雾化气流量0.7L/min;选择Zr 343.823nm、Hf 277.336nm、K 766.490nm、Na 589.592nm、Ca 317.933nm、Mg 285.213nm、Al 396.153nm、Fe 238.204nm、Ti 334.940nm、Mn 257.610nm为分析谱线进行测定,采用基体匹配法绘制校准曲线消除基体效应的影响。方法中各元素校准曲线的线性相关系数均大于0.9990;各元素的检出限为1.57~58.8μg/g。方法用于测定锆矿石成分分析标准物质GBW07156、GBW07157中Zr、Hf、K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Ti、Mn(以氧化物计),结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.67%~4.1%,相对误差(RE)为0.13%~4.8%。按照实验方法测定实际样品中各元素(以氧化物计),结果的相对标准偏差(RSD,n=5)为0.27%~4.4%。方法能快速、完全地分解锆矿石,并有效避免Zr、Hf元素的水解,适用于锆矿石中10种元素的准确分析。     

机械剥离-EDTA滴定法测定钴铬铝钇钽涂层中三氧化二铝

加入了三氧化二铝的CoCrAlYTa涂层具有更优良的物理和化学性能,同时三氧化二铝作为硬质相存在于涂层中,其含量太高又会严重影响涂层与基体的结合强度,因此建立一种准确测定CoCrAlYTa涂层中三氧化二铝含量的方法十分必要。用车床切削等剥离方式将涂层样品从工件上剥落,研磨成粒度约50 μm 后,用40 mL硝酸(1＋1)加5 mL盐酸在低温加热条件下溶解,使样品中的金属铝与三氧化二铝分离。分离后的酸不溶残渣在铂金坩埚中灰化灼烧后,用碳酸钠-硼砂混合熔剂于950~1 000 ℃熔融分解,或者将酸不溶残渣在镍坩埚中灰化灼烧后,用氢氧化钠加过氧化钠于750 ℃熔融分解。以稀盐酸浸出熔融物,采用强碱分离钴、铬等干扰元素后,以氟盐取代络合滴定法测定三氧化二铝的含量。实验表明,酸溶分离金属铝的效果好,三氧化二铝的溶出率小于2.5%;用两种熔融分解方式处理酸不溶残渣,测出的三氧化二铝含量一致;样品中的共存元素不干扰三氧化二铝的测定。实验方法应用于CoCrAlYTa涂层样品分析,三氧化二铝测定结果的相对标准偏差(RSD)不大于3.1%,加标回收率为95%～108%,满足喷涂工艺要求。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定钽酸锂中痕量杂质元素

钽酸锂中杂质元素含量是划分产品等级的重要参数。样品中加入硝酸和氢氟酸后用微波消解法溶解样品,在线加入1.00 μg/mL的Cs内标溶液后,在H₂动态反应池模式下测定Ca、Fe、As、Se,在标准模式下测定其余元素,建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定钽酸锂中Be、B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Zr、Nb、Mo、Cd、Sb、Ba、Hf、W、Pb和Bi共28种杂质元素含量的方法。对溶样方法进行了优化,确定选用2 mL硝酸-2 mL氢氟酸体系于190 ℃保温120 min的方式微波消解样品。在优化的实验条件下,28种元素的检出限为0.003~0.37 μg/g,定量限为0.01~0.74 μg/g。采用实验方法测定市售钽酸锂样品中Mg、Al、Ca、Ti等28种杂质元素含量,测定结果的相对标准偏差(n=7)均小于5%,加标回收率为87%~112%。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对样品中Fe含量进行测定,测定结果与实验方法基本一致。     

乙醇浸泡-活性炭富集火焰原子吸收光谱法测定烧结机头电除尘灰中金

烧结机头电除尘灰中含量较高的碳硫物质极易吸附烧结机头电除尘灰样品溶解液中Au(Ⅲ),对Au的测定影响严重,若采用焙烧的方法直接去除碳硫,因样品中碱金属含量高,极易烧结成块,不仅不能完全去除碳硫物质,反而给溶样造成困难。针对这一问题,实验提出了采用无水乙醇对样品进行浸泡后再焙烧的方法去除碳硫物质,然后再采用NaCl-NaF-KMnO₄-王水(1+1)体系处理样品,以活性炭富集Au,建立了火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定烧结机头电除尘灰中Au的方法。实验表明,在30 g样品中加入30 mL无水乙醇进行浸泡,低温加热10 min,经抽滤烘干后,置于马弗炉于700 ℃焙烧1 h,冷却,加入10 g NaCl、0.5 g NaF、1 g KMnO₄、80 mL王水(1+1),加热微沸30 min可将样品溶解完全。Au质量浓度在0.5~4.0 μg/mL范围与其吸光度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.999 2,方法检出限为0.12 μg/mL。干扰试验表明,经活性炭富集分离后,共存元素对Au测定的干扰可忽略。采用实验方法对烧结机头电除尘灰实际样品中金进行测定,结果与火试金-重量法一致,相对标准偏差(RSD,n=6)小于5.0%。     

重铬酸钾滴定法测定碳包覆磷酸铁锂中全铁

实际磷酸铁锂样品颗粒表面常包覆一层碳, 碳的存在可能对酸溶解样品有一定的影响。通过试验确定试样经盐酸加热10 min溶解后, 过滤除碳, 在酸性条件下以TiCl₃为还原剂将少量的Fe³⁺还原, 然后加入15 mL硫磷混酸, 滴加3~4滴5 g/L二苯胺磺酸钠溶液后, 采用重铬酸钾滴定法测定碳包覆磷酸铁锂中全铁含量。实际磷酸铁锂样品通常掺杂的金属元素对测定没有干扰。采用实验方法对实际样品的全铁含量进行测定, 相对标准偏差(RSD)小于0.2%, 加标回收率为99.7%~100.3%, 适合于实际生产和科研中碳包覆磷酸铁锂中全铁含量的测定。     

碱熔-硫酸铁铵滴定法测定钛白粉中二氧化钛

二氧化钛的含量决定了钛白粉产品质量等级,准确测定钛白粉中二氧化钛含量具有重要意义。采用过氧化钠高温熔融样品,热水浸取,盐硫混酸溶解,用铝箔将溶液中四价钛还原为三价,在饱和碳酸氢钠溶液的保护下以硫氰酸铵为指示剂,实现了硫酸铁铵滴定法对钛白粉中二氧化钛含量的测定。讨论了样品分解方法、过氧化钠用量、盐硫混酸用量对测定结果的影响。结果表明,将0.200 0 g样品置于盛有2.000 g过氧化钠的30 mL刚玉坩埚中,在样品上铺1.000 g过氧化钠,先在马弗炉中500 ℃低温熔融5 min,待过氧化钠固体融化后再升温至650 ℃继续熔融10 min,加入30 mL热水浸取,再缓慢加入30 mL盐硫混酸,可将熔融物全部溶解。按照实验方法对钛白粉标准物质和样品进行测定,标准物质的测定结果相对误差小于《地质矿产实验室测试质量管理规范》规定的相对误差允许限,样品测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)小于0.2%。     

电感耦合等离子体质谱法测定锂离子电池正极材料钴酸锂中20种杂质元素

探讨了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定钴酸锂中Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Pd、Ag、Cd、Sn、Au、Pb、Bi等20种杂质元素的分析方法。样品用硝酸+盐酸经微波消解,试液用超纯水稀释后直接用ICP-MS法同时测定上述杂质元素。通过向八极杆碰撞/反应池(ORS)中引入氦气或氢气,消除高盐基体可能带来的多原子离子对待测元素的质谱干扰,选用⁴⁵Sc、⁸⁹Y、¹⁰³Rh、²⁰⁵Tl内标混合液校正基体干扰和漂移。20种待测元素的检出限在0.006～0.41 μg/L之间。对锂离子电池正极材料钴酸锂样品进行精密度和准确度考察,相对标准偏差为1.3%～5.7%,加标回收率为91%～107%。采用实验方法对不同批号的钴酸锂样品进行测定,结果同其他方法(AAS,AFS,ICP-AES)测定值一致。     

减压过滤除碳方式对碳包覆磷酸铁锂中铁含量测定结果的影响

碳的存在影响碳包覆磷酸铁锂(LiFePO₄/C)试样的溶解,采用减压过滤方式除碳有利于LiFePO₄/C试样中铁含量的测定。为确定该除碳方式对试样中铁含量测定结果有无影响,实验采用盐酸在160 ℃下溶解试样10 min、减压过滤除碳、重铬酸钾氧化和三氯化钛还原滴定法测定材料中的Fe含量。采用X射线衍射光谱(XRD)表征,发现滤渣碳与无定形碳的XRD图谱极为相似,图谱没有磷酸铁锂的特征衍射峰,表明滤渣碳中不存在显著含量的磷酸铁锂;此外,采用滴定法测定的LiFePO₄/C中铁含量扣除红外碳硫仪测定的碳含量后,得到的LiFePO₄中铁含量与其理论含量相近;而且对碳渣洗涤液中的铁含量采用ICP-AES法分析,均显示未检出,进一步证明减压过滤除碳操作没有造成磷酸铁锂损失。对3个LiFePO₄/C实际样品中铁含量进行分析,结果的相对标准偏差均不大于0.06%;对减压过滤除碳后的溶液采用滴定法与ICP-AES法进行分析,测定结果的相对误差小于0.50%。由于ICP-AES法对高含量组分测试结果的稳定性相对较差,因此实验方法更适合规模化生产LiFePO₄/C中铁含量的测定。