GB/T 23514-2020 核级银-铟-镉合金化学分析方法

　　ICS 77 . 120 . 99 H 15

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 23514—2020

　　代替 GB/T 23514—2009

　　核级银-铟-镉合金化学分析方法

　　Methodsforchemicalanalysisofnuclear-gradeAg-In-Cdalloys

　　2020-1 1-19 发布 2021-10-01 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 23514—2020

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 23514—2009《核级银-铟-镉合金化学分析方法》。

　　本标准与 GB/T 23514—2009 相比较主要技术变化如下：

　　— 修改了乙二胺四乙酸二钠的英文缩写 EDTA 为 Na2 EDTA(见第 2 章，2009 年版全文);

　　— 修改了氯化钠及 Na2EDTA标准滴定溶液浓度的标定次数(见 2 .2 .14 , 2009 年版的 3 .13) ;

　　— 修改了仪器设备部分的内容(见 2 . 3 , 2009 年版的第 4 章);

　　— 增加了银滴定部分对 pH 计的描述(见 2.5.3.3 , 2009 年版的 6.2.3) ;

　　— 将允许差改为精密度(见 2 . 7 , 2009 年版的 8 . 2) ;

　　— 增加了电感耦合等离子体质谱法(见第 3 章)。

　　本标准由中国有色金属工业协会提出。

　　本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本标准起草单位：西安汉唐分析检测有限公司、广东省工业分析检测中心、宁夏东方钽业股份有限公司、宝钛集团有限公司、国标(北京)检验认证有限公司。

　　本标准主要起草人：刘厚勇、王小静、王歆凯、许洁瑜、张俊峰、刘婷、王长华、王津、侯川、熊晓燕、墨淑敏、张林娜。

　　本标准所代替标准的历次版本情况为：

　　—GB/T 23514—2009 。

　　GB/T 23514—2020

　　核级银-铟-镉合金化学分析方法

　　1 范围

　　本标准规定了核级银-铟-镉(AgInCd80-15-5)合金中主成分银、铟、镉及杂质元素镁、铋、铜、铁、锰、镍、

　　铅、锡、锌含量的测定方法。

　　本标准适用于核级银-铟-镉(AgInCd80-15-5)合金中主元素银、铟、镉含量和杂质元素镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡、锌含量的测定，测定范围：0.000 5% ~ 0.010%。

　　2 银、铟、镉含量的测定 滴定法

　　2 . 1 原理

　　样品用硝酸溶解。 先采用电位滴定法测定银含量，使用复合银电极，用氯化钠标准溶液滴定至电位

　　终点;调整溶液 pH 值为 2.5,以 PAN 为指示剂，用 Na2EDTA标准溶液滴定铟;调整溶液 pH 值为 6.0 ,继续用 Na2EDTA标准溶液滴定镉。

　　2 . 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试验室二级水。

　　2.2. 1 电解银(∞Ag≥99.99%)。

　　2.2.2 金属铟(∞In≥99.99%)。

　　2.2.3 金属镉(∞Cd≥99.99%)。

　　2.2.4 氨水(ρ 0.90 g/mL)。

　　2.2.5 冰乙酸(ρ 1.049 g/mL)。

　　2.2.6 硝酸(ρ 1.42 g/mL)。

　　2 . 2 . 7 硝酸( 1+1 ) 。

　　2.2.8 氢氧化钠溶液(200 g/L)。

　　2.2.9 乙酸-乙酸钠溶液：称取乙酸钠 20 g 溶于水中，加入 46. 2 mL 冰乙酸 ( 2. 2. 5) , 用水稀释至500 mL,混匀。

　　2.2. 10 PAN 指示剂：称取 0.1 g PAN 指示剂溶于 100 mL 甲醇中，混匀。

　　2.2. 1 1 氯化钠标准滴定溶液(C≈0.050 mol/L)：称取 2.92 g氯化钠(预先在 560 ℃烧 4 h后，置于干燥器中冷却至室温)置于 500 mL烧杯中，加 300 mL水溶解，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2.2. 12 乙二胺四乙酸二钠(Na2 EDTA)标准滴定溶液(C≈0.010 mol/L)：称取 3.72 g Na2 EDTA 置于500 mL烧杯中，加 300 mL水溶解，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2.2. 13 银铟镉(AgInCd80-15-5)标准混合溶液：准确称取事先用有机试剂清洗并于干燥器中干燥的金属电解银(2.2.1)8.000 0 g,金属铟(2.2.2) 1.500 0 g 和金属镉(2.2.3)0.500 0 g,一并放入 150 mL烧杯中，加入 50 mL硝酸(2.2.7),低温加热使样品溶解完全，除尽氮的氧化物，移入 100 mL 棕色容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2 .2 . 14 氯化钠及 Na2EDTA标准滴定溶液浓度的标定：移取 10 .00 mL 银铟镉标准混合溶液(2 .2 . 13)置于 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。移取四份上述溶液各 10 .00 mL分别置于四个 100 mL烧杯中，用水稀释至约 40 mL。以下按 2.5.3.3~2.5.3.5 进行。各元素平行标定所消耗标准滴定溶液体

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　　积的极差值应不超过 0.02 mL,取其平均值。按公式(1)、公式(2)和公式(3)分别计算得到氯化钠标准溶液(2 .2 .11)滴定银的浓度 犮1 , Na2EDTA标准溶液(2 .2 .12)滴定铟和镉的浓度 犮2 ,犮3 。

　　犮1 = .70 ……………………( 1 )

　　犮2 = 0犞.1 1.0 ……………………( 2 )

　　式中：

　　犮1 — 氯化钠标准滴定溶液(2 .2 .11)滴定银的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　犮2 —Na2EDTA标准滴定溶液(2 .2 .12)滴定铟的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　犮3 —Na2EDTA标准滴定溶液(2 .2 .12)滴定镉的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　犞1 — 平行滴定银所消耗的氯化钠标准滴定溶液(2.2.11)的体积平均值，单位为毫升(mL) ; 犞2 — 平行滴定铟所消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(2.2.12)的体积平均值，单位为毫升(mL) ;

　　犞3 — 平行滴定镉所消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(2.2.12)的体积平均值，单位为毫升(mL) ;

　　0.08 — 标定时移取的银铟镉标准混合溶液中银的质量，单位为克(g) ; 1 000 — 体积单位换算因子;

　　0.015 — 标定时移取的银铟镉标准混合溶液中铟的质量，单位为克(g) ;

　　0.005 — 标定时移取的银铟镉标准混合溶液中镉的质量，单位为克(g) ;

　　107.87 — 银的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) ;

　　114.82 — 铟的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) ;

　　112.40 — 镉的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)。

　　2 . 3 仪器设备

　　2 . 3 . 1 自动电位滴定仪。

　　2.3.2 pH 计。

　　2 . 4 样品

　　将样品加工成长度不大于 5 mm 的碎屑。

　　2 . 5 试验步骤

　　2 . 5 . 1 试料

　　称取 1.00 g样品(2.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　2 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　2 . 5 . 3 测定

　　2 .5 .3 . 1 将试料(2 .5 .1)置于 150 mL烧杯中，加入 5 .0 mL 硝酸(2 .2 .7) ,盖上表面皿，室温下溶解至反应近乎停止，低温加热至试料(2 . 5 . 1)溶解完全，煮沸去除氮的氧化物，取下。 冷却至室温，吹洗表面皿及烧杯壁，将溶液转移至 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2 . 5 . 3 . 2 移取 10 . 00 mL上述溶液于 100 mL烧杯中，用水稀释至约 40 mL。

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　　2.5.3.3 银的滴定：在烧杯中插入 pH 计(2.3.2)的电极，加入硝酸(2.2.7)或氢氧化钠溶液(2.2.8)调整溶液 pH 值为 1.0 ± 0.2。插入复合银电极，用氯化钠标准滴定溶液(2.2.11)滴定至电位突跃最大为终点，记录消耗氯化钠标准滴定溶液(2 . 2 . 11)的体积。

　　2 . 5 . 3 . 4 铟的滴定：提起复合银电极，将电极上残留液用水冲洗至烧杯中，加入乙酸-乙酸钠溶液(2.2.9) ,调整溶液 pH 值至 2.5 ± 0.2。将溶液加热至沸腾，待上层溶液澄清时停止加热，加 5 滴~6 滴PAN 指示剂(2.2.10),趁热用 Na2EDTA标准滴定溶液(2.2. 12)滴定，溶液变为橙黄色近终点时，逐滴补加乙酸-乙酸钠溶液 ( 2. 2. 9) 准确调整 pH 值为 3. 0 , 继续滴定至溶液突变为亮黄色。记 录消耗Na2EDTA标准滴定溶液(2.2.12)的体积。

　　2.5.3.5 镉的滴定：加入氨水(2. 2. 4) 调整溶液 pH 值至 6. 0 ± 0. 2,溶液由亮黄色变为紫红色。用Na2EDTA标准滴定溶液(2.2.12)滴定，溶液变为橙黄色近终点时，逐滴补加氨水(2.2.4)准确调整 pH值为 8.0,继续滴定至溶液再次突变为亮黄色，此时，溶液的温度应不低于 55 ℃。记录消耗 Na2 EDTA标准滴定溶液(2 . 2 . 12)的体积。

　　2 . 6 试验数据处理

　　银含量、铟含量和镉含量分别以银、铟和镉的质量分数 ∞Ag , ∞In , ∞Cd计，按公式(4 )、公式(5 )和公式

　　(6)计算：

　　∞Ag = m0 ·V × 1 000 × 100% ……………………( 4 )

　　∞In = c2 05 ·.82 × 100% ……………………( 5 )

　　∞Cd = c3 06 ·.40 × 100% ……………………( 6 )

　　式中：

　　V4 — 滴定试液中银消耗氯化钠标准滴定溶液(2.2.11)的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V0 — 溶解试样溶液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m0 — 试料的质量，单位为克(g) ;

　　V — 分取试样溶液体积，单位为毫升(mL) ;

　　V5 — 滴定试液中铟消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(2.2.11)的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V6 — 滴定试液中镉消耗 Na2EDTA标准滴定溶液(2.2.11)的体积，单位为毫升(mL)。

　　计算结果保留至小数点后二位。

　　2 . 7 精密度

　　2 . 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，在表 1 给出的平均值范围内，测试结果差的绝

　　对值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%。

　　表 1 重复性限

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　　2 . 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，在表 2 给出的平均值范围内，测试结果差的绝

　　对值不超过再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%。

　　表 2 再现性限

　　3 镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡、锌含量的测定 电感耦合等离子体质谱法

　　3 . 1 原理

　　样品经硝酸溶解。 用电感耦合等离子体质谱法测定镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡和锌的含量;以内标法校正基体的影响。 按工作曲线法计算各元素的质量浓度，以质量分数表示测定结果。

　　3 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂，所用的水为电阻率 ≥18.2 MΩ · cm-1 的试验

　　室一级水。

　　3.2. 1 硝酸(ρ 1.42 g/mL)。

　　3 . 2 . 2 硝酸( 1+1 ) 。

　　3.2.3 盐酸(ρ 1.19 g/mL)。

　　3 . 2 . 4 盐酸( 1+1 ) 。

　　3.2.5 镁标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属镁(w Mg≥99.99%)置于 300 mL烧杯中，加入 20 mL 水，缓慢加入 20 mL硝酸(3.2.2),低温溶解，加热除去氮的氧化物，取下冷却，移入 1 000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg镁。

　　3.2.6 铋标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属铋(w Bi≥99.99%)置于 300 mL烧杯中，加入 20 mL 硝酸(3.2.2),低温溶解，加热除去氮的氧化物，取下冷却，移入 1 000 mL容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 铋。

　　3.2.7 铜标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属铜(w Cu≥99.99%)置于 300 mL烧杯中，加入 20 mL 硝酸(3.2.2),低温溶解，加热除去氮的氧化物，取下冷却，移入 1 000 mL容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 铜。

　　3.2.8 铁标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属铁(w Fe≥99.99%)置于 300 mL烧杯中，加入 30 mL 硝酸(3.2.2),低温溶解，加热除去氮的氧化物，取下冷却，移入 1 000 mL容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg铁。

　　3.2.9 锰标准贮存溶液：称取 2. 747 4 g 硫酸锰，置 于 300 mL 烧杯 中，加入少量水溶解后，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 锰。

　　3.2. 10 镍标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属镍(wNi≥99.99%) ,置于 300 mL烧杯中，盖上表面皿，加入 15 mL硝酸(3.2.2)中，低温溶解完全后。冷却，转移至 1 000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.

　　2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 镍。

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　　3.2. 1 1 铅标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属铅(狑Pb≥99.99%) ,置于 300 mL烧杯中，盖上表面皿，加入 30 mL 硝酸 (3. 2. 2) 中，低温溶解完全后。冷却，转移至 1 000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 铅。

　　3.2. 12 锡标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属锡(狑Sn≥99.99%) ,置于 300 mL烧杯中，盖上表面皿，加入 50 mL盐酸(3.2. 4) 中，低温溶解完全后。冷却，转移至 1 000 mL 容量瓶中，加入 150 mL 盐酸(3.2.4) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 锡。

　　3.2. 13 锌标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属锌(狑Zn≥99.99%) ,置于 300 mL烧杯中，盖上表面皿，加入 20 mL 硝酸 (3. 2. 2) 中，低温溶解完全后。冷却，转移至 1 000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 锌。

　　3.2. 14 混合标准溶液 A：分别移取 1. 00 mL 镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡、锌标准贮存溶液(3. 2. 5 ~ 3 .2 .13)于 100 mL容量瓶中，加入 5 mL 硝酸(3 .2 .2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 含镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡、锌各 10 μg。

　　3.2. 15 混合标准溶液 B：分别移取 0. 10 mL 镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡、锌标准贮存溶液(3. 2. 5 ~ 3 .2 .13)于 100 mL容量瓶中，加入 5 mL 硝酸(3 .2 .2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 含镁、铋、铜、铁、锰、镍、铅、锡、锌各 1.0 μg。

　　3.2. 16 钪标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属钪(狑Sc≥99.99%) ,置于 300 mL烧杯中，盖上表面皿，加入 20 mL 硝酸 (3. 2. 2) 中，低温溶解完全后。冷却，转移至 1 000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 钪。

　　3.2. 17 铥标准贮存溶液：称取 1.000 0 g 金属铥(狑Tm≥99.99%) ,置于 300 mL烧杯中，盖上表面皿，加入 20 mL 硝酸 (3. 2. 2) 中，低温溶解完全后。冷却，转移至 1 000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 硝酸(3.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 铥。

　　3 .2 . 18 钪、铥内标溶液：分别移取 1 . 00 mL 钪标准贮存溶液 (3 .2 .16)、铥标准贮存溶液(3 . 2 . 17) 于1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含钪、铥各 1.0 μg。

　　3.2. 19 氩气(体积分数 ≥99.99%)。

　　3 . 3 仪器设备

　　3.3. 1 电感耦合等离子体质谱仪：质量分辨率优于 0. 8 amu± 0. 1 amu;配备能够消除干扰离子如

　　38 Ar1 H + 、40 Ar+ 和40 Ar16 O+ 等的部件 。

　　3 . 3 . 2 各元素测定同位素和内标元素的选择见表 3 。

　　表 3 同位素和内标元素的选择

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　　3 . 4 样品

　　将样品加工成长度不大于 5 mm 的碎屑。

　　3 . 5 试验步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　称取 0.10 g样品(3.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　3 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　3 . 5 . 4 分析试液的制备

　　将试料置于 150 mL烧杯中，加入 5 mL硝酸(3.2.2),加热使试料完全溶解，冷却，移入 100 mL 容量瓶中，加入 1.00 mL钪、铥内标溶液(3.2.18) ,用水稀释至刻度，混匀待测。

　　3 . 5 . 5 工作曲线溶液的配制

　　移取 0 mL、0 . 50 mL、1 . 00 mL、3 . 00 mL混合标准溶液 A(3 . 2 . 14)和 0 . 50 mL、1 . 00 mL混合标准溶液 B(3 .2 .15)于一组 100 mL 容量瓶中，加入 1 . 00 mL 钪、铥内标溶液 ( 3 . 2 . 18) ,加入 3 . 0 mL 硝酸

　　(3 . 2 . 2) ,用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 6 测定

　　3 . 5 . 6 . 1 于电感耦合等离子体质谱仪上，仪器运行稳定后，在选定的仪器工作条件下，按表 3 所推荐的同位素质量数，用配制好的系列标准溶液(3.5.5)校准工作曲线，各元素工作曲线相关系数应 ≥0.999,否则应重新进行标准化或重新配制系列标准溶液进行标准化。

　　3 . 5 . 6 . 2 测定空白试液(3 . 5 . 3)及分析试液(3 . 5 . 4) 。仪器根据工作曲线，自动进行数据处理，计算并输出各元素质量浓度。

　　3 . 6 试验数据处理

　　各元素的含量以元素的质量分数 ∞x 计，按公式(7)计算：

　　……………………( 7 )

　　式中：

　　ρ — 分析试液中各元素的质量浓度，单位为纳克每毫升(ng/mL) ;

　　ρ0 — 空白溶液中各元素的质量浓度，单位为纳克每毫升(ng/mL) ;

　　V — 分析试液体积，单位为毫升(mL) ;

　　m — 试料质量，单位为克(g)。

　　计算结果保留至小数点后四位。

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　　3 . 7 精密度

　　3 . 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，测试结果差的绝

　　对值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%。重复性限(r)按表 4 数据采用线性内插

　　法或外延法求得。

　　表 4 重复性限

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　　3 . 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，测试结果差的绝

　　对值不超过再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%。再现性限(R)按表 5 数据采用线性内

　　插法或外延法求得。

　　表 5 再现性限

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　　4 试验报告

　　试验报告至少应给出以下几个方面的内容：

　　— 样品;

　　— 本标准编号;

　　— 所使用的方法;

　　— 结果;

　　— 试验过程中出现的异常现象;

　　— 试验日期。