作者：李斌
含铬镍生铁的质量对于使用企业至关重要，为了准确控制含铬镍生铁的产品质量，必须对化学成分进行检测和准确控制，常规检测的元素有镍、锰、磷、铬、钼、铜、钴、硅等。
一般采用传统的化学分析方法对含铬镍生铁中多个元素进行检测，采用的检测方法分别为：GB/T223. 25-1994《钢铁及合金化学分析方法丁二酮肟重量法测定镍量》测定镍，GB/T 223. 11- 2008《钢铁及合金铬含量的测定可视滴定或电位滴定法》测定铬，GB/T 223. 63 -1988《钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠（钾）光度法测定锰量》或者GB/T223. 64-1988《钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定锰量》测定锰，GB/T 223. 62-1988《钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷量》或者GB/T 223. 59 - 2008《钢铁及合金磷含量的测定铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝光度法》测定磷，GB/T 223. 26- 2008《钢铁及合金钼含量的测定硫氰酸盐分光光度法》测定钼，GB/T223.19-1989《钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵三氯甲烷萃取光度法测定铜量》或者GB/T223. 53 1987《钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收分光光度法测定铜量》测定铜，GB/T 223. 22-19 94《钢铁及合金化学分析方法亚硝基R盐分光光度法测定钴量》或者GB/T 223. 65 -1988《钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定钴量》测定钴。采用传统的化学分析方法，测量分析周期较长，分析过程复杂，检测效率低，不能满足企业及时分析及时使用的要求。
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)具有多元素同时测量的特点，在镍基合金材料和生铁材料中的应用已有报道。对含镍铬生铁中高镍和高铬及其他元素同时测定的方法却鲜见报道。本文在前人研究的基础上，建立了ICP-AES测定含铬镍生铁中镍、铬、锰、磷、钼、铜和钴元素的方法。
1 实验部分
1.1 仪器与工作条件
Optima 5300V型全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国PE公司）。仪器最佳工作条件见表1所示。
1.2 主要试剂及标准溶液
钇标准溶液：1 000 ug／mL，称取1.269 9 g三氧化二钇（质量分数大于99. 9%，预先经1 000℃灼烧th后，置于干燥器中，冷却至室温），置于500mL烧杯中，加入50 ml。盐酸(1+1)，加热溶解，冷却至室温，移入1 000 mL容量瓶中，定容，摇匀，使用时逐级稀释至10 ug/mL。
盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸均为分析纯；实验用水为二次蒸馏水。
1.3 实验方法
1.3.1 样品处理
称取0. 25 g（精确到0.000 l g）含铬镍生铁样品，置于150 mL三角瓶中，加入15 mL王水，于电热板上低温溶解3～5 min，滴加数滴氢氟酸，加入10 ml高氯酸继续加热溶样，冒高氯酸烟至剩余2～3 ml液体时，取下，加入10 ml。硝酸(1+3)溶解盐类，冷却，溶液转移至100 mL容量瓶中，加入10mL 10 ug／mL钇标准溶液，定容，摇匀，待测。
1.3.2 校准曲线的绘制
根据含铬镍生铁各元素的含量范围，设计的校准曲线中各元素质量分数范围为：w(Ni)一2．O%～20. 0%,w(Cr) =0. 50%～10. 0%,w(Mn)～0.05%～2. 0%，w(P)一0.005%～0.12%，w(Mo) -0.005% -0.20%，w( Cu)一0.005%～0.50%，w(Co)一0. 005%～0. 50%。通过含量搭配最终选定7个标准样品／控制样品作为校准系列样品，见表2。表2中：YSBC23307中低合金钢标准样品由抚顺特殊钢股份有限公司研制，YSBC15 212和YSBC15213低合金钢标准样品由太原钢铁（集团）有限公司研制；控制样品为由国标方法定值的铬镍生铁样品，其中镍、铬、锰、磷、钼和铜的参考值分别为采用国家标准化学分析方法GB/T 223. 25-1994、GB/T 223.11- 2008、GB/T 223. 63-1988、GB/T 223. 62 1 988和GB/T 223. 19 -1989进行测定的平均值。当待测含铬镍样品中某元素含量超出此标准系列样品元素范围时，可以适当增加标准样品／控制样品。
2 结果与讨论
2.1 称样量
考虑到低含量的磷、铜、钴等元素的测定及取样的代表性，实验称取0. 25 g样品，定容至100 mL。
2.2溶样酸
分别采用硝酸、王水、王水一高氯酸冒烟、王水滴加氢氟酸高氯酸冒烟溶解样品，进行了对比试验，观察溶样效果，结果表明：0. 25 g样品使用15 ml．王水溶样，并滴加氢氟酸后使用高氯酸冒烟溶样效果良好，同时为了确保高氯酸冒烟后铬元素测定结果不偏低，冒高氯酸烟一定要控制程度一致，建议以样品完全溶解并冒高氯酸烟后瓶中仍留有2～3 mL液体时取下，溶解盐类。
2.3分析谱线
由于电感耦合等离子体原子发射光谱具有丰富的原子谱线和离子谱线，而全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪最大优点是分析谱线的选择非常灵活，每个元素可同时选择多条谱线进行比较，根据待测元素的含量情况选取光谱干扰小、灵敏度高或稳定性好的谱线进行测定。
分别制备10ug／mL待测单元素标准溶液和干扰元素溶液（干扰元素溶液中主要为基体元素铁和共存元素镍铬锰等，总质量浓度为1 000 Ug/mL，根据样品中各主要元素的质量分数进行配比），每个待测元素选取仪器推荐的2～3条分析谱线，于所选分析谱线处测定待测单元素标准溶液、干扰元素溶液和空白水溶液的谱线绝对强度，检查干扰元素对待测元素的光谱干扰情况。由仪器Winl.ab32软件中Examine提供的功能，逐一观察各待测元素所选分析谱线的光谱干扰情况。按照公式K一√妥竿等洒计算各待测元素的光谱干扰系数（其中K为待测元素的干扰系数；In为净分析强度，Im、净干扰强度），最终选择检出限低、光谱干扰小或光谱干扰易被扣除的谱线为分析线。见表3。
2.4 仪器测量条件
在电感耦合等离子体原子发射光谱中，影响分析性能的因素较多。除仪器特性之外，高频功率、载气流量及观测高度等参数也影响分析性能，适当地优化这些分析参数可以获得较好的分析性能。
固定其它实验条件，分别在高频功率为1100～1400 W，载气流量为0.6～1.1L／min，观测高度为5～25 mm范围内进行单因素试验。结果表明：随着高频功率的增加，各待测元素的发射强度、背景强度和背景等效浓度均随之不断增加；随着载气流量的提高，待测元素发射强度先增再减，而元素背景等效浓度逐渐变小，其中在0. 8～0.9 L／min时发射强度最大；随着观测高度的增加，待测元素谱线发射强度先增加后减小，而背景等效浓度先减小后增加，其中在观测高度为16～17 mm时，待测元素的背景等效浓度最低。
兼顾如何获得较强的检测能力、较小的基体效应和适用于多元素的同时测定，需要根据所测具体元素情况进行综合考虑，选择一种适用于多个元素同时测定的较好折中条件。实验最终选择仪器工作参数为高频功率为1 300 W，载气流量为0.8 L／min，观测高度为16 mm。
2.5 线性范围和相关系数
采用标准样品／控制样品制备校准系列溶液，在ICP光谱仪上绘制校准曲线，由于标准样品／控制样品和待测样品各元素含量及元素组成状态（氧化物、各种化合物等）一致并采用相同的溶解方式，避免了校准系列溶液制备和滴加误差以及绘制校准曲线无法有效匹配碳硅等元素、样品处理不一致等带来的测定误差，解决了样品各元素组成状态（氧化物、各种化合物等）不一致需基体匹配的问题。
在仪器工作条件下测量校准系列溶液，采用钇作为内标元素（磷元素除外）绘制校准曲线，计算校准曲线线性相关系数，见表4。结果表明：各元素校准曲线的线性关系良好，线性相关系数均大于o．999，其中镍元素的线性相关系数达到0.999 9。
2.6 方法的检出限和测定下限
称取o．25 g（精确到o．000 1 g）高纯铁粉，按照实验方法制得基体空白溶液。在选定的实验条件下对空白溶液连续测定11次，以3倍标准偏差计算方法的检出限，以10倍标准偏差计算方法的测定下限，结果见表5。由表5可见：各元素的方法检出限为0.002 0～0. 020 ug／mL，测定下限为0.006 8～0. 067 ug／mL，可以满足日常含铬镍生铁分析的要求。
3 样品分析
按照实验方法测定含铬镍生铁样品，计算测定结果的相对标准偏差，将镍、铬、锰、磷、钼、铜、钴元素测定结果的平均值与国家标准化学分析方法测定值进行对比，见表6。由表6可见：实验方法测定结果与国家标准化学分析方法基本一致，相对标准偏差（RSD，n一11）为0.53%～5.0%。
4摘要：
采用王水并滴加氢氟酸溶解含铬镍生铁样品，高氯酸冒烟，采用标准样品／控制样品制作校准曲线，测定过程采用内标法，实现了使用电感耦合等离子体原子发射光谱法( ICPAES)测定含铬镍生铁中高镍、高铬以及锰、磷、钼、铜和钴等元素的测定。在仪器工作条件下，各元素校准曲线线性相关系数均大于0. 999，其中镍元素线性相关系数达到0.999 9。方法中各元素的检出限为0. 002 0～0.020 Ug／mL。采用实验方法对含铬镍生铁实际样品中的镍、铬、锰、磷、钼、铜和钴含量进行测定，结果与国家标准化学分析方法基本一致，相对标准偏差（RSD，n=11）在0.535～5.0%之间。
