GB/T 20975.6-2020 铝及铝合金化学分析方法 第6部分：镉含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 6—2020代替 GB/T 20975 . 6—2008

　　铝及铝合金化学分析方法第 6 部分：镉含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part6：Determinationofcadmium content

　　2020-09-29 发布 2021-08-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　前 言

　　GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为 37 部分：

　　— 第 1 部分：汞含量的测定;

　　— 第 2 部分：砷含量的测定;

　　— 第 3 部分：铜含量的测定;

　　— 第 4 部分：铁含量的测定;

　　— 第 5 部分：硅含量的测定;

　　— 第 6 部分：镉含量的测定;

　　— 第 7 部分：锰含量的测定;

　　— 第 8 部分：锌含量的测定;

　　— 第 9 部分：锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：锡含量的测定;

　　— 第 11 部分：铅含量的测定;

　　— 第 12 部分：钛含量的测定;

　　— 第 13 部分：钒含量的测定;

　　— 第 14 部分：镍含量的测定;

　　— 第 15 部分：硼含量的测定;

　　— 第 16 部分：镁含量的测定;

　　— 第 17 部分：锶含量的测定;

　　— 第 18 部分：铬含量的测定;

　　— 第 19 部分：锆含量的测定;

　　— 第 20 部分：镓含量的测定 丁基罗丹明 B分光光度法;

　　— 第 21 部分：钙含量的测定;

　　— 第 22 部分：铍含量的测定;

　　— 第 23 部分：锑含量的测定;

　　— 第 24 部分：稀土总含量的测定;

　　— 第 25 部分：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：碳含量的测定 红外吸收法;

　　— 第 27 部分：铈、镧、航含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 28 部分：钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 29 部分：钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 30 部分：氢含量的测定 加热提取热导法;

　　— 第 31 部分：磷含量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 32 部分：铋含量的测定;

　　— 第 33 部分：钾含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 34 部分：钠含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 35 部分：钨含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 36 部分：银含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 37 部分：铌含量的测定。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　本部分为 GB/T 20975 的第 6 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 20975 . 6—2008《铝及铝合金化学分析方法 第 6 部分：镉含量的测定火焰原子吸收光谱法》。 本部分与 GB/T 20975 . 6—2008 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　— 增加了标准使用安全警示;

　　— 增加了“规范性引用文件”(见第 2 章);

　　— 增加了“术语和定义”(见第 3 章);

　　— 修改了“精密度”，将“允许差”修改为“再现性”(见 4 . 7 . 2 , 2008 年版的 8 . 2) ;

　　— 增加了“5 Na2EDTA滴定法”(见第 5 章);

　　— 删除了“质量控制与保证”(见 2008 年版的第 9 章)。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：国标(北京)检验认证有限公司、国家再生有色金属橡塑材料质量监督检验中心(安徽)、有色金属技术经济研究院、中铝材料应用研究院有限公司、北京有色金属与稀土应用研究所、西安汉唐分析检测有限公司、中铝洛阳铜业有限公司、昆明冶金研究院、有研亿金新材料有限公司、华南理工大学、江苏北矿金属循环利用科技有限公司、山东南山铝业股份有限公司、东北轻合金有限责任公司。

　　本部分主要起草人：王长华、刘丽媛、李琦、席欢、刘英、李甜、墨淑敏、苏玉龙、徐钊、邢银娟、瓮溢华、贺铭兰、刘维理、王伟华、戴凤英、徐露、于宏、高伟、张金娥、许海燕、翟通德、寇志磊、杨伟、庞欣、宋国胜、周兵、丁轶聪、李佗、杨军红、万小勇、邱长丹、李满芝。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 6987 . 25—1986、GB/T 6987 . 25—2001 ;

　　—GB/T 20975 . 6—2008 。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　铝及铝合金化学分析方法

　　第 6 部分：镉含量的测定

　　警示 — 使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。 本部分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

　　GB/T 20975 的本部分规定了火焰原子吸收光谱法和 Na2 EDTA 滴定法测定铝及铝合金中镉

　　含量。

　　本部分适用于 铝 及 铝 合 金 中 镉 含 量 的 仲 裁 测 定。 火 焰 原 子 吸 收 光 谱 法 测 定 范 围：0 . 010% ~

　　0.60% ; Na2 EDTA滴定法测定范围：3.50%~12.00%。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8005 . 2 铝及铝合金术语 第 2 部分：化学分析

　　GB/T 8170—2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　GB/T 8005 . 2 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 火焰原子吸收光谱法

　　4 . 1 方法提要

　　试料用盐酸和过氧化氢溶解，于波长 228 . 8 nm处，以空气-乙炔贫燃火焰，测量其吸光度，以此测定镉含量。

　　4 . 2 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实验室二级水。

　　4.2. 1 铝(狑Al≥99.99%,狑Cd≤0.001%)。

　　4.2.2 过氧化氢(ρ= 1.10 g/mL)。

　　4.2.3 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　4.2.4 盐酸 (1+1)。

　　4.2.5 硝酸 (1+1)。

　　4.2.6 硫酸 (1+1)。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　4.2.7 铝溶液(20 mg/mL)：称取 20.00 g铝(4.2. 1) 置于烧杯中，盖上表面皿，分次加入总量为200 mL盐酸(4 . 2 . 4) 待剧烈反应停止后，缓慢加热至完全溶解，冷却。 将溶液移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　4 . 2 . 8 镉标准贮存溶液：称取 1 . 000 0 g 金属镉(wCd≥99 . 99%) 置于烧杯中，盖上表面皿，加入 10 mL盐酸(4 . 2 . 4),缓慢加热至完全溶解，煮沸数分钟，冷却。 将溶液移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 mg镉。

　　4 . 2 . 9 镉标准溶液：移取 50 mL镉标准贮存溶液(4 . 2 . 8) 于 500 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 0.1 mg镉。

　　4 . 3 仪器设备

　　原子吸收光谱仪，附镉空心阴极灯。 仪器应满足下列条件：

　　— 特征浓度：在与测量溶液的基体相一致的溶液中，镉的特征质量浓度不大于 0 . 028 μg/mL;

　　— 精密度：用最高标浓度准溶液测量 10 次，其吸光度的标准偏差应不超过其平均吸光度的

　　1 . 0% ;用最低浓度的标准溶液(不是“零浓度”标准溶液)测量 10 次吸光度，其标准偏差应不超过最高浓度标准溶液平均吸光度的 0 . 5% ;

　　— 工作曲线线性：将工作曲线按浓度等分为 5 段，最高段的吸光度差值与最低段的吸光度差值之比，应不小于 0 . 7 。

　　4 . 4 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　4 . 5 分析步骤

　　4 . 5 . 1 试料

　　称取质量 m 为 0.50 g试样(4.4), 精确至 0.000 1 g。

　　4 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　4 . 5 . 3 空白试验

　　称取与试料相同质量的铝(4 . 2 . 1)代替试料(4 . 5 . 1),随同试料做空白试验。

　　4 . 5 . 4 测定

　　4 . 5 . 4 . 1 将试料(4 . 5 . 1)置于 200 mL烧杯中，分次加入总量 15 mL盐酸(4 . 2 . 4), 待剧烈反应停止后，加入数滴过氧化氢(4 . 2 . 2),低温加热至溶解完全，冷却。

　　4.5.4.2 当镉质量分数为 0.010%~0.20%时，按照表 1 将样品溶液(4.5.4. 1) 移入相应的容量瓶(犞1)中，补加盐酸(4 . 2 . 4),以水稀释至刻度，混匀。 当镉质量分数为 >0 . 20%~0 . 60%时，按照表 1 将样品溶液(4 . 5 . 4 . 1)移入 250 mL容量瓶(犞1) 中，以水稀释至刻度，混匀;再移取体积(犞2)为 25 . 00 mL 的样品溶液于 100 mL容量瓶(犞3),补加 13 . 5 mL盐酸(4 . 2 . 4), 以水稀释至刻度，混匀。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　表 1

　　4 . 5 . 4 . 3 使用空气-乙炔贫燃火焰，于原子吸收光谱仪波长 228 . 8 nm 处，以水调零，同时测量样品溶液

　　(4 . 5 . 4 . 2)及空白实验溶液(4 . 5 . 3)的吸光度。 从工作曲线上分别查得样品溶液(4 . 5 . 4 . 2)中镉的质量浓度(ρ)及空白实验溶液(4 . 5 . 3) 中镉的质量浓度(ρ0) 。

　　4 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　4 . 5 . 5 . 1 根据镉质量分数，工作曲线系列标准溶液的制备分为 3 种：

　　a) 镉质量分数为 0.010%~0.050%时：分别移取 0 mL、0. 50 mL、1.00 mL、1. 50 mL、2.00 mL、 2.50 mL 镉标准溶液(4.2.9)于一组 100 mL容量瓶中，各加入 25 mL铝溶液(4.2.7) 和 15 mL盐酸(4 . 2 . 4),以水稀释至刻度，混匀;

　　b) 镉质量分数为>0.050%~0.20%时：分别移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、 5.00 mL 镉标准溶液(4. 2. 9) 于一组 100 mL 容量瓶中，各加入 12. 5 mL 铝溶液(4. 2. 7) 和 15 mL 盐酸(4 . 2 . 4),以水稀释至刻度，混匀 ;

　　c) 镉质量分数为>0.20%~0. 60%时：分别移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、 5.00 mL 镉标准溶液(4. 2. 9) 于一组 100 mL 容量瓶中，各加入 2. 50 mL 铝溶液(4. 2. 7) 和 15 mL 盐酸(4 . 2 . 4),以水稀释至刻度，混匀。

　　4 . 5 . 5 . 2 在与测量样品溶液相同的条件下，使用空气-乙炔贫燃火焰，于原子吸收光谱仪波长 228 . 8 nm

　　处，以水调零，分别测量样品溶液和补偿溶液(不加镉标准溶液者)的吸光度，以镉的质量浓度为横坐标，以对应的吸光度(减去补偿溶液的吸光度)为纵坐标，绘制工作曲线。

　　4 . 6 试验数据处理

　　镉含量以镉质量分数 狑Cd计，按式(1)计算：

　　狑

　　式中：

　　ρ — 自工作曲线上查得样品溶液中镉的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　ρ0 — 自工作曲线上查得空白溶液中镉的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　犞1 —试料溶液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　犞3 —试料溶液测定体积，单位为毫升(mL) ;

　　犿 —试料质量，单位为克(g) ;

　　犞2 —试料溶液分取体积，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果保留两位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　4 . 7 精密度

　　4 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r 的情况不超过 5%。 重复性限r 按表 2 数据采用线性内插法和外延法求得。

　　表 2

　　4 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限 R，超过再现性限 R 的情况不超过 5%,再现性限 R 按表 3 数据采用线性内插法和外延法求得。

　　表 3

　　5 Na2EDTA滴定法

　　5 . 1 方法提要

　　试料用盐酸、双氧水溶解，经氢氧化钠、氨水两次沉淀分离铝、钛、铁、铅、铬、铜、锆、锰等共存元素，在 pH 5 . 5 的弱酸性介质中，以 PAN 为指示剂，用 Na2 EDTA 标准滴定溶液直接滴定镉，以此测定镉含量。

　　5 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯及以上的试剂和实验室二级水。

　　5.2. 1 盐酸 (ρ= 1.19 g/mL)。

　　5.2.2 过氧化氢(ρ= 1.10 g/mL)。

　　5.2.3 氨水(ρ=0.91 g/mL)。

　　5.2.4 盐酸 (1+1)。

　　5.2.5 硝酸 (1+1)。

　　5.2.6 氨水 (1+1)。

　　5 . 2 . 7 氢氧化钠饱和溶液。

　　5.2.8 氢氧化钠溶液(150 g/L)。

　　5 . 2 . 9 六次甲基四胺缓冲溶液(pH 5 . 5) ：称取 150 g六次甲基四胺固体于 1 000 mL烧杯中，加 400 mL水溶解，加入约 50 mL盐酸(5 . 2 . 1),调节溶液酸度约为 pH 5 . 5(以 pH 试纸检查)，用水稀释至 500 mL,混匀。

　　5.2. 10 镉标准溶液(C1 = 1.0 mg/mL)：称取 1.000 0 g金属镉(狑Cd≥99.999 5%) 于 400 mL烧杯中，加入 20 mL硝酸(5 . 2 . 5),待剧烈反应停止后，加热溶解，煮沸除去氮氧化物，取下冷却。 移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　5.2. 1 1 乙二胺四乙酸二钠(Na2 EDTA)标准滴定溶液(C2 =0.005 mol/L)。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　— 配制：称取 1 . 869 g 乙二胺四乙酸二钠(C10 H14 N2 O8 Na2 ·2H2 O) 于 500 mL 烧杯中，加入300 mL 水，加热溶解，冷却。 移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　— 标定：移取三份各 10 . 00 mL(犞4)镉标准溶液(5 . 2 . 10) 于三个 300 mL 锥形瓶中，加入 50 mL水、2 滴甲基红溶液(5 . 2 . 12),用氨水溶液(5 . 2 . 6) 中和至溶液恰变为黄色，以下按 5 . 4 . 4 . 5 ~

　　5 . 4 . 4 . 6 进行。 平行标定所消耗 Na2 EDTA 标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 体积(犞5) 的极差应不大于0 . 10 mL, 取其平均值。

　　— 计算：按式(2)计算 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的浓度：

　　犮 …………………………( 2 )

　　式中：

　　犮1 —镉标准溶液(5 . 2 . 10) 的质量浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL) ;

　　犞4 —移取镉标准溶液(5 . 2 . 10) 的体积，单位为毫升(mL) ;

　　犞5 — 消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的体积的平均值，单位为毫升(mL) ;

　　112.41 —镉的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) 。

　　计算结果保留四位有效数字，数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5.2. 12 甲基红溶液(1.0 g/L)。

　　5.2. 13 1-(2-吡啶偶氮)2-萘酚(以下简称 PAN)(1.0 g/L)。

　　5 . 3 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　5 . 4 分析步骤

　　5 . 4 . 1 试料

　　称取质量 犿0 为 1 . 00 g试样，精确至 0 . 000 1 g。

　　5 . 4 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　5 . 4 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。 记录消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的体积(犞8) 。

　　5 . 4 . 4 测定

　　5 . 4 . 4 . 1 将试料(5 . 4 . 1)置于 200 mL烧杯中，分两次加入总量为 15 mL 盐酸(5 . 2 . 4),待剧烈反应停止后，滴加过氧化氢(5 . 2 . 2),加热至试料溶解完全，加入 30 mL水，使盐类溶解，取下冷却。

　　5 . 4 . 4 . 2 边搅拌边加入氢氧化钠饱和溶液(5 . 2 . 7) 至 Al( OH) 3 沉淀溶解，再过量 10 mL, 加热煮沸1 min~2 min, 取下稍冷，用定量中速滤纸过滤，用氢氧化钠溶液(5 . 2 . 8)洗涤沉淀 5 次 ~6 次 。

　　5 . 4 . 4 . 3 分 5 次用总量为 50 mL热盐酸(5 . 2 . 4),将沉淀溶解于原烧杯中，然后每次用 10 mL 热水冲洗滤纸 5 次 。滤液边搅拌边加入 50 mL氨水(5 . 2 . 3),加热煮沸 1 min~2 min,取下冷却，移入 250 mL容量瓶(犞6),用水稀释至刻度，混匀。

　　5 . 4 . 4 . 4 将溶液(5 . 4 . 4 . 3) 干过滤后，按表 4 准确移取相应体积(犞7) 的滤液于 300 mL 锥形瓶中，加入2 滴甲基红溶液(5 . 2 . 12),用盐酸(5 . 2 . 4)调至溶液由黄色恰变为红色。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　表 4

　　5.4.4.5 加入 10 mL六次甲基四胺缓冲溶液(5.2.9),加热煮沸 3 min。

　　5.4.4.6 加入 5 滴 PAN(5.2.13),趁热用 Na2EDTA标准滴定溶液(5.2.11)滴定至溶液呈橘红色，补加5 滴氨水(5 . 2 . 6)溶液变成红色继续滴定至橘红色，反复补加氨水(5 . 2 . 6)至溶液不再变红，继续滴定至亮黄色，即为终点，记录消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的体积(V9) 。

　　5 . 5 试验数据处理

　　镉含量以镉质量分数 ∞Cd计，按式(3)计算：

　　式中：

　　c2 —Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V9 —滴定样品溶液时消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V8 —滴定空白溶液时消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 11) 的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V6 —样品溶液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　112.41 —镉的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) ;

　　m0 —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V7 —移取样品溶液的体积，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果保留至小数点后两位，数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5 . 6 精密度

　　5 . 6 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r 的情况不超过 5%,重复性限 r 按表 5 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 5

　　5 . 6 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不大于再现性限 R，超过再现性限 R 的情况不超过 5%,再现性限 R 按表 6 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　GB/T 20975 . 6—2020

　　表 6

　　6 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　a) 本部分编号、名称及所使用的方法;

　　b ) 关于识别样品、实验室、分析日期、报告日期等所有的必要的信息;

　　c) 以适当的形式表达试验结果;

　　d) 试验过程中出现的异常现象;

　　e) 审核、批准等人员的签名。