光電直讀光譜法測(cè)定鉛銻合金中 Sb 、As 、Sn 、Se 和 Cu

光電直讀光譜法測(cè)定鉛銻合金中Sb、As、Sn、Se和Cu

衛(wèi)鋒1*曾曉哲1王洪棟1張愛(ài)蕓2

(1.河南豫光金鉛股份有限公司，濟(jì)源 459000；2.河南理工大學(xué)物理化學(xué)學(xué)院，焦作 454000)

摘要：介紹了用光電直讀分析儀測(cè)定鉛銻合金的方法，考察了方法的精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果表明，通過(guò)標(biāo)樣來(lái)控制分析試樣的分析結(jié)果，可獲得良好的分析結(jié)果。方法的精密度為RSD(N=11)1.1%～3.0%。該方法用于鉛銻合金中的Sb、As、Sn、Se和Cu的分析，并將直讀光譜法分析結(jié)果與化學(xué)分析結(jié)果相比較，結(jié)果一致，能滿足鉛銻合金中Sb、As、Sn、Se和Cu的檢測(cè)需要，克服了純化學(xué)分析方法檢測(cè)速度慢的缺點(diǎn)，特別適合爐前快速分析，給鉛銻合金的生產(chǎn)帶來(lái)了方便，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：光電直讀光譜儀；鉛銻合金

作者簡(jiǎn)介：衛(wèi)鋒，男，1981年生，助理工程師，從事合金質(zhì)量管理和化驗(yàn)工作。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.009

收稿日期：2014-06-24

Determination of Sb,As, Sn,Se,Cu in lead-antimony alloy by photoelectric direct reading spectrometry.WeiFeng1*,ZengXiaozhe1,WangHongdong1,ZhangAiyun2(1.HenanYuguangGoldandLeadCo.,Ltd.,Jiyuan459000,China;2.DepartmentofPhysicsandChemistry,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000,China)

Abstract:A method for determination of the lead-antimony by photoelectric direct reading spectrometry was introduced. The precision (RSD) was 1.1%-3.0%. It has been used to analyze the elements of Sb, As, Sn, Se, Cu in the lead-antimony alloy. It is especially suitable for rapid analysis at the front of stove.

Key words：photoelectric direct reading spectrometer; the lead-antimony alloy

1前言

鉛基合金作為蓄電池板柵的主要制作材料，在蓄電池行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。鉛銻合金作為鉛基合金的一種，目前的研究重點(diǎn)在于向鉛銻二元合金中添加砷、錫、硒，以提高板柵的耐腐蝕性，機(jī)械性能，增加蓄電池的使用循環(huán)壽命[1-6]。在鉛銻合金的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，面臨著樣品檢測(cè)較多、傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法耗時(shí)長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低下的缺點(diǎn)。而光電直讀光譜法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種快速、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好、精密度高的分析方法。無(wú)需熔樣，采用固體進(jìn)樣檢測(cè)，避免二次污染，選擇鉛銻合金中待分析元素的分析曲線對(duì)試樣進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)采用的光電直讀檢測(cè)法用標(biāo)樣繪制曲線，然后分析樣品，用控樣對(duì)對(duì)曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。該方法用于鉛銻合金產(chǎn)品檢驗(yàn)，既提高了工業(yè)化生產(chǎn)效率，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1　實(shí)驗(yàn)儀器

SPECTROLAB M10型直讀光譜儀(德國(guó)斯派克分析儀器公司 )；CWY系列交流參數(shù)穩(wěn)壓器(羅定市無(wú)線電科技有限公司 )；臨沂金星機(jī)床有限公司CQ6128A臺(tái)式車床；沈陽(yáng)沈分電機(jī)廠250mm臺(tái)式砂輪機(jī)；高純氬氣(≥99.999%)，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　SPECTROLAB M10型直讀光譜儀技術(shù)數(shù)據(jù)

2.2　分析線對(duì)與分析范圍

本儀器所檢測(cè)鉛銻合金的分析線對(duì)及各元素的分析范圍見(jiàn)表2。

表2　分析線波長(zhǎng)及分析范圍

2.3　標(biāo)樣、試樣與控樣

(1)用設(shè)備自帶的SUS標(biāo)準(zhǔn)樣品作設(shè)備狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)化，建立工作曲線，作分析使用,標(biāo)樣成份見(jiàn)表3。

表3　鉛-銻合金光譜SUS標(biāo)樣標(biāo)準(zhǔn)值及不確定度　%

(2)試樣需用鉛錠熔融后，在自制的模具中澆鑄成直徑40cm、高30cm的圓柱形樣品，冷卻后，將樣品在車床上固定好，以1000r/min的轉(zhuǎn)速將端面車成光潔的平面，平面要求無(wú)刀痕、無(wú)氣孔夾渣、無(wú)油污、無(wú)氧化層。要保證其組織均勻細(xì)密，以減少系統(tǒng)誤差，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確。

(3)由于標(biāo)樣制備過(guò)程中的物理狀態(tài)和試樣不同，冶煉過(guò)程也不盡一致，所以在測(cè)試試樣過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。為了消除這種因物理狀態(tài)、化學(xué)冶煉過(guò)程、環(huán)境溫度、濕度等差異所帶來(lái)的測(cè)量誤差，本方法選擇與試樣成份盡可能接近，有相同的物理澆鑄狀態(tài)和化學(xué)冶煉工藝過(guò)程的樣品作為控樣，以校正成份含量以外諸因素的影響。

鉛銻合金工業(yè)化生產(chǎn)任務(wù)繁重，試樣測(cè)試頻繁，控樣使用損耗過(guò)快，而傳統(tǒng)的鉛銻國(guó)際控樣價(jià)格高昂，本公司采用自制鉛銻合金圓柱形控樣(直徑25cm，高30cm)，控樣的含量應(yīng)準(zhǔn)確可靠，成份分布均勻，外觀無(wú)紗眼、氣孔、裂紋、無(wú)物理缺陷。精密度試驗(yàn)檢查合格后，經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試標(biāo)定其準(zhǔn)確值見(jiàn)表4。

因此結(jié)合學(xué)員需求，在現(xiàn)階段科室固定時(shí)間進(jìn)行英語(yǔ)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和查房，并在教學(xué)的過(guò)程中結(jié)合全科醫(yī)學(xué)特點(diǎn)，注重診療過(guò)程中實(shí)用性和實(shí)踐性，同時(shí)選取的教學(xué)資料除傳統(tǒng)的書(shū)面教材外，還可以充分利用目前網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)學(xué)員英語(yǔ)能力因材施教，將有利于全科醫(yī)學(xué)住院醫(yī)師雙語(yǔ)學(xué)習(xí)的效果。

表4　控樣中各元素含量

2.4　分析方法

2.4.1分析參數(shù)與工作條件

無(wú)論是在分析再校準(zhǔn)樣品還是試樣，每一個(gè)樣品的測(cè)量都要經(jīng)過(guò)一個(gè)完整的時(shí)序，這個(gè)時(shí)序就是由不同的光源條件來(lái)組成的。測(cè)量過(guò)程中經(jīng)過(guò)沖洗，預(yù)燃，爆光。其中預(yù)燃是重要參數(shù)，預(yù)燃的目的是為了得到一個(gè)良好的分析面，使樣品表面達(dá)到熔融狀態(tài)，若預(yù)燃時(shí)間太短，則分析面達(dá)不到理想狀態(tài)，若時(shí)間太長(zhǎng)則造成氬氣浪費(fèi),SPECTROLAB M10在鉛銻分析程序中的分析參數(shù)與工作條件見(jiàn)表5。

表5　分析參數(shù)與工作條件

2.4.2校準(zhǔn)曲線的繪制

采用光譜儀鉛銻合金的工作曲線進(jìn)行試驗(yàn)。無(wú)論是何種類型的光譜分析儀，日常的標(biāo)準(zhǔn)化工作都是非常重要的操作環(huán)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)化的正確與否是直接影響分析結(jié)果精確度的關(guān)鍵。另外，儀器外部的一些條件例如溫度、濕度、電壓、氬氣質(zhì)量等變化，以及儀器在使用過(guò)程中透鏡是否受到的污染都會(huì)導(dǎo)致儀器工作曲線的漂移。因此，要用儀器自帶的SUS樣品對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，其目的相當(dāng)于在當(dāng)前條件下對(duì)工作曲線進(jìn)行重新繪制。依次激發(fā)標(biāo)準(zhǔn)樣品，以相對(duì)光強(qiáng)為自變量，百分含量為因變量，作出各元素的校準(zhǔn)曲線，并通過(guò)加權(quán)最小二乘法擬合，從而得到各元素的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　鉛銻合金各元素相關(guān)系數(shù)

2.4.3樣品分析

選擇鉛銻合金的工作曲線，用自制的類型標(biāo)準(zhǔn)樣品作類型標(biāo)準(zhǔn)化，用車床將控樣車一個(gè)光潔的平面，在直讀光譜儀上激發(fā)3次，取其平均值為分析結(jié)果。

3結(jié)果與討論

3.1　控樣的作用

(1)繪制校準(zhǔn)曲線，可消除系統(tǒng)測(cè)量誤差。

表7　控樣前后的測(cè)定值與化學(xué)分析值的對(duì)照表

3.2　方法的精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

1.選擇鉛銻分析程序，用同一塊均勻的樣品連續(xù)進(jìn)行11次平行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表8。從表中可看出,所測(cè)元素的RSD<5%，說(shuō)明方法的精密度高，能滿足要求。

表8　精密度試驗(yàn)

2.用標(biāo)準(zhǔn)控樣做未知樣，并將分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較，結(jié)果見(jiàn)表9。從表中可看出，被測(cè)元素的分析誤差在允許的誤差范圍內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)分析的要求。

表9　本法與化學(xué)法結(jié)果對(duì)照

3.3　討論

(1))該法操作簡(jiǎn)捷、快速，無(wú)需熔樣、無(wú)二次污染，且準(zhǔn)確度和精密度均能滿足生產(chǎn)需要，解決了鉛銻合金中雜質(zhì)元素的分析測(cè)定。

(2)控樣在測(cè)試中用來(lái)校準(zhǔn)曲線，不僅能提高分析準(zhǔn)確度，而且在樣品分析過(guò)程中也節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，使控樣的應(yīng)用價(jià)值得到提高。

(3)該法特別適用于鉛銻合金規(guī)?；a(chǎn)過(guò)程中的控制，如爐前樣品分析，能快速高效地服務(wù)生產(chǎn)，節(jié)省時(shí)間，保證質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 李黨國(guó), 周根樹(shù), 鄭茂盛.鉛酸蓄電池板柵材料的研究進(jìn)展[J]. 電池,2004,34(2):132-134.

[2]覃祚明. 光電直讀光譜法測(cè)定錫錠中雜質(zhì)元素的應(yīng)用研究[J]. 湖南有色金屬, 2012, 28(4): 62-64.

[3] 王麗艷. 光電直讀光譜法測(cè)定鋁合金[J]. 光譜實(shí)驗(yàn)室, 2002, 19(2): 273-275.

[4] 王波. PDA 5500Ⅱ直讀光譜儀分析含鈷高速鋼[J]. 分析儀器, 2012, (5): 55-58.

[5] 李四紅. 純金的光電直讀法測(cè)定[J]. 湖南有色金屬,2004, 20 (2): 40-41.

[6] 李鶴. WLD-4C型光電直讀光譜儀測(cè)定碳鋼中硅含量的不確定度評(píng)定[J]. 分析儀器, 2008, (5): 49-53.