GB/T 24193-2009 铬矿石和铬精矿 铝、铁、镁和硅含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　ICS 73 . 060 . 30 D 33

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 24193—2009

　　铬矿石和铬精矿 铝 、铁 、镁和硅含量的

　　测定 电感耦合等离子体原子发射

　　光谱法

　　Chromium oresand concentrates—Determination ofaluminium，iron，

　　magnesium and silicon content—Inductively coupledplasma atomic

　　emission spectrometry

　　2009-07-08 发布 2010-04-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 24193—2009

　　前 言

　　本标准的附录 A 和附录 B 为资料性附录 。

　　本标准由中国钢铁工业协会提出 。

　　本标准由全国生铁及铁合金标准化技术委员会归 口 。

　　本标准主要起草单位：宁波检验检疫科学技术研究院 、中华人民共和国上海出入境检验检疫局 、冶金工业信息标准研究院 、中华人民共和国天津出入境检验检疫局 。

　　本标准主要起草人：金献忠 、郑琳 、应海松 、陈建国 、梁帆 、蒋海宁 、陈自斌 、谷松海 。

　　Ⅰ

　　GB/T 24193—2009

　　铬矿石和铬精矿 铝 、铁 、镁和硅含量的

　　测定 电感耦合等离子体原子发射

　　光谱法

　　警告 — 使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验 。本标准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

　　本标准规定了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铬矿石和铬精矿中铝 、铁 、镁 、硅含量 。

　　本标准适用于铬矿石和铬精矿中铝 、铁 、镁 、硅含量的测定 。测定元素含量范围见表 1 。

　　表 1 测定元素含量范围

　　测定元素

　　含量范围(质量分数)/%

　　铝

　　0 . 2 ~ 16 . 0

　　铁

　　1 . 0 ~ 18 . 0

　　镁

　　0 . 2 ~ 16 . 0

　　硅

　　0 . 5 ~ 16 . 0

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 2007 . 1 散装矿产品取样 、制样通则 手工取样方法

　　GB/T 2007 . 2 散装矿产品取样 、制样通则 手工制样方法

　　GB/T 6379 . 2 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第 2 部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法(GB/T 6379 . 2—2004 , ISO 5725-2:1994 , IDT)

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法(GB/T 6682—2008 , ISO 3696:1987 , MOD)

　　3 原理

　　试料用过氧化钠在锆坩埚内熔融，盐酸浸取，并稀释到一定体积 。使用耐高盐雾化器和相应的雾室，将试料溶液雾化后引入电感耦合等离子体炬内，测定其中各元素分析线处的净光强，根据建立的校准曲线，计算出试料溶液中各元素的浓度 。然后根据浓度 、试料质量和试料溶液体积，计算出试料中各元素的含量 。

　　4 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水，符合GB/T 6682 二级水规定 。

　　4 . 1 过氧化钠 。

　　4 . 2 盐酸，ρ1 . 19 g/mL 。

　　4 . 3 硝酸，ρ1 . 42 g/mL 。

　　1

　　GB/T 24193—2009

　　4 . 4 盐酸，1+1 。

　　4 . 5 盐酸，1+4 。

　　4 . 6 铬标准溶液，3 . 0 mg/mL 。

　　称取 8 . 487 0 g 重铬酸钾(基准试剂，预先在 120 ℃烘箱内烘约 2 h后置于干燥器中冷却至室温)于500 mL烧杯中，加约 50 mL水和 100 mL 硝酸(4 . 3) ,溶解完全后，冷却至室温，转移到 1 000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀 。

　　4 . 7 铁标准溶液，2 . 4 mg/mL 。

　　称取 2 . 400 0 g铁粉(质量分数大于 99 . 98%)于 1 000 mL烧杯中，加 150 mL盐酸(4 . 4) 和 25 mL硝酸(4 . 3),盖上表面皿，加热至溶解完全后，冷却至室温，转移到 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀 。

　　4 . 8 硅 、铝 、镁标准溶液 。

　　直接使用单元素国家标准溶液，其中硅质量浓度为 0 . 5 mg/mL,铝、镁的质量浓度均为1 . 0 mg/mL。

　　4 . 9 试剂空白储备溶液 。

　　称取 6 . 0 g 过氧化钠于 300 mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入约 100 mL 水后，沿杯壁缓慢加入 80 mL盐酸(4 . 2)和 20 mL 硝酸(4 . 3) ,冷却至室温后，转移到 500 mL 塑料容量瓶，用水稀释至刻度，混匀 。

　　5 仪器和设备

　　5 . 1 电感耦合等离子体原子发射光谱仪 。

　　5 . 1 . 1 需配备耐高盐雾化器和相应的雾室 。

　　5 . 1 . 2 各元素的推荐分析线和适用范围参见附录 A 。

　　5 . 1 . 3 仪器的实际分辨率

　　计算每条使用的分析线的带宽，带宽必须小于 0 . 030 nm 。

　　5 . 1 . 4 仪器的短期稳定性

　　测定 11 次标液 3(见表 2)中各元素的净光强，计算其标准偏差，相对标准偏差应小于 0 . 6% 。

　　5 . 1 . 5 仪器的长期稳定性

　　将标液 3(见表 2)每隔 10 min测定 1 次，共计 11 次，计算各元素净光强的标准偏差，其相对标准偏差应小于 1 . 2% 。

　　5 . 1 . 6 仪器的参考工作条件参见附录 B 。

　　5 . 2 马弗炉，能保持温度(540±5) ℃ 。

　　5 . 3 金属锆坩埚(质量分数 ≥99 . 5%) ,容积约 30 mL 。

　　5 . 4 可控温电热板 。

　　5 . 5 天平，精确至 0 . 1 mg 。

　　5 . 6 烘箱，能保持温度(105±5) ℃ 。

　　6 试样的制备

　　按 GB/T 2007 . 1 和 GB/T 2007 . 2 规定进行取制样，分析试样应通过 孔 径 为 75 μm 筛 网(200 目筛)，并在 105 ℃烘箱内烘约 2 h后置于干燥器中冷却至室温，备用 。

　　7 分析步骤

　　7 . 1 试料

　　称取约 0 . 15 g试样，精确至 0 . 1 mg 。 同时称取两份试料进行测定 。

　　7 . 2 空白试验和验证试验

　　随同试料做空白试验，此溶液供 7 . 5 步骤使用 。 同时分析同类型标准物质做验证试验 。

　　2

　　GB/T 24193—2009

　　7 . 3 试料溶解

　　称取 1 . 5 g 过氧化钠均匀铺在锆坩埚(5 . 3)底部，然后称取试料平铺其上，再称取 1 . 5 g 过氧化钠完全覆盖试料，放入马弗炉中，升温至 540 ℃恒温熔融 80 min,关闭电源，微开炉门，待冷却后取出 。把锆坩埚横向放入 300 mL 聚 四 氟 乙 烯 烧 杯 中，盖 上 表 面 皿，微 挪 表 面 皿 并 沿 锆 坩 埚 底 部 侧 的 杯 壁 加 入200 mL盐酸(4 . 5),然 后 在 可 控 温 电 热 板 上 加 热 至 沸 10 min 左 右 后，洗 出 锆 坩 埚，再 加 10 mL 硝 酸(4 . 3)并加热至近沸，取下冷却至室温，转移至 500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，转移至塑料瓶中储存 。

　　注：过氧化钠具有强烈的氧化性，不能与有机物等还原性物质接触，否则易发生燃烧和爆炸 。过氧化钠的废料不得用纸或类似可燃物包裹后丢人废料箱内，应用水冲洗排入下水道内，以免自燃引起火灾 。

　　7 . 4 校准曲线的绘制

　　7 . 4 . 1 标准溶液系列

　　分别移取试剂空白储备溶液(4 . 9) 50 mL 和铬标准溶液 2 . 5 mL 至 5 个 100 mL 容量瓶中，然后移取相应的标准溶液按表 2 配制标准溶液系列，定容混匀后，转移至塑料瓶中储存 。

　　表 2 标准溶液系列 单位为微克每毫升

　　元素

　　标液 1

　　标液 2

　　标液 3

　　标液 4

　　标液 5

　　Si

　　50

　　0

　　5

　　10

　　25

　　Al

　　25

　　50

　　0

　　5

　　10

　　Mg

　　10

　　25

　　50

　　0

　　5

　　Fe

　　120

　　60

　　24

　　12

　　0

　　7 . 4 . 2 校准曲线

　　把标准溶液系列依次雾化后引入电感耦合等离子体炬内，根据标准溶液系列中各被测元素分析线处的净光强和相应的浓度绘制校准曲线 。线性相关系数必须大于 0 . 999 。

　　7 . 5 测定

　　分别测定空白溶液和试料溶液中各被测元素的净光强，根据校准曲线测定各被测元素的浓度，然后计算出试样中相应各元素的含量 。两次测定之间用水中冲洗 20 s 左右 。

　　8 结果计算

　　铬矿石和铬精矿中各元素的含量以质量分数w计，数值以%表示，按式(1)计算：

　　w

　　式中：

　　cx — 试料溶液中被测元素的浓度的数值，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　c0 — 空白溶液中被测元素的浓度的数值，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V— 试料溶液的体积的数值，单位为毫升(mL) ;

　　m— 试料的质量的数值，单位为克(g) ;

　　计算结果表示到小数点后两位 。

　　注：各元素氧化物因子分别为：Al 1 . 8895 ; Fe 1 . 4297; Mg 1 . 6582 ; Si 2 . 1392 。

　　9 精密度

　　本标准的精密度数据是在 2008 年由 8 个实验室对各元素的 4 个水平进行共同试验所确定的 。按照 GB/T 6379 、GB/T 6379 . 2 的规定各实验室对每个元素的每个水平测定 5 次完成的 。原始数据按照GB/T 6379 、GB/T 6379 . 2 进行统计分析，精密度见表 3 。

　　3

　　GB/T 24193—2009

　　表 3 精密度

　　元素

　　含量范围/%

　　重复性限 r

　　再现性限 R

　　Al

　　0 . 2 ~ 16 . 0

　　lgr= - 1 . 523 4+0 . 818lgm

　　R= 0 . 039 5+0 . 055 4m

　　Fe

　　1 . 0 ~ 18 . 0

　　r= -0 . 007 3+0 . 0199m

　　R= 0 . 022 1+0 . 047 9m

　　Mg

　　0 . 2 ~ 16 . 0

　　lgr= - 1 . 655 2+0 . 844lgm

　　lgR= - 1 . 264 1+0 . 949lgm

　　Si

　　0 . 5 ~ 16 . 0

　　r= 0 . 004 8+0 . 017 6m

　　lgR= - 1 . 262 5+0 . 882lgm

　　注：m为两次测定结果的平均值，% 。

　　重复性限 r、再现性限 R按表 3 求得 。

　　在重复性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于重复性限 r，大于重复性限 r 的情况以不超过 5%为前提 。

　　在再现性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于再现性限 R，大于再现性限 R 的情况以不超过 5%为前提 。

　　10 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　a) 所有识别样品 、实验室及分析数据所需的内容;

　　b) 引用本标准所用的方法;

　　c) 结果及表达形式;

　　d) 测定过程中观察到的异常现象;

　　e) 任何本标准中未规定的操作或任何可能影响结果的操作;

　　f) 试验日期 。

　　4

　　GB/T 24193—2009

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　元素的推荐分析线和适用范围

　　表 A. 1 给出了元素的推荐分析线和适用范围 。

　　表 A.1 元素的推荐分析线和适用范围

　　元素

　　分析线/ nm

　　适用范围/ %

　　线性拟合的浓度范围/

　　(μg/mL)

　　Si

　　251 . 611

　　0 . 5 ~ 3 . 33

　　0 ~ 10

　　212 . 412

　　3 . 33 ~ 16 . 0

　　10 ~ 50

　　Al

　　394 . 401

　　0 . 2 ~ 16 . 0

　　0 ~ 50

　　308 . 215

　　0 . 2 ~ 16 . 0

　　0 ~ 50

　　Mg

　　279 . 553

　　0 . 2 ~ 3 . 33

　　0 ~ 10

　　279 . 079

　　3 . 33 ~ 16 . 0

　　10 ~ 50

　　280 . 271

　　3 . 33 ~ 16 . 0

　　10 ~ 50

　　Fe

　　240 . 489

　　1 . 0 ~ 36 . 0

　　0 ~ 120

　　239 . 563

　　1 . 0 ~ 36 . 0

　　0 ~ 120

　　注 ：同一元素的多条分析线按优先次序排列 。

　　5

　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　仪器的参考工作条件

　　表 B. 1 给出了赛默飞世尔 6500 ICP-AES 的参考工作条件 。

　　表 B.1 仪器的参考工作条件

　　工作频率/MHz

　　27 . 12

　　入射功率/kW

　　1 . 15

　　工作气体

　　氩气(99 . 996%)

　　冷却气流量/(L/min)

　　12

　　辅助气流量/(L/min)

　　0 . 50

　　载气流量/(L/min)

　　0 . 75

　　样品提升量/(mL/min)

　　1 . 6

　　观察高度/mm

　　15

　　短波积分时间/s

　　15

　　长波积分时间/s

　　5

　　雾化器和雾室

　　Seaspray雾化器和配套的旋流雾室

　　检测器

　　CID

　　6