光電直讀光譜法測定鉛銻合金中 Sb 、As 、Sn 、Se 和 Cu

光電直讀光譜法測定鉛銻合金中Sb、As、Sn、Se和Cu

衛鋒1*曾曉哲1王洪棟1張愛蕓2

(1.河南豫光金鉛股份有限公司，濟源 459000；2.河南理工大學物理化學學院，焦作 454000)

摘要：介紹了用光電直讀分析儀測定鉛銻合金的方法，考察了方法的精密度和準確度。結果表明，通過標樣來控制分析試樣的分析結果，可獲得良好的分析結果。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果與化學分析結果相比較，結果一致，能滿足鉛銻合金中Sb、As、Sn、Se和Cu的檢測需要，克服了純化學分析方法檢測速度慢的缺點，特別適合爐前快速分析，給鉛銻合金的生產帶來了方便，具有一定的指導意義。

關鍵詞：光電直讀光譜儀；鉛銻合金

作者簡介：衛鋒，男，1981年生，助理工程師，從事合金質量管理和化驗工作。

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，在蓄電池行業得到越來越廣泛的應用。鉛銻合金作為鉛基合金的一種，目前的研究重點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，機械性能，增加蓄電池的使用循環壽命[1-6]。在鉛銻合金的工業化生產過程中，面臨著樣品檢測較多、傳統的化學分析方法耗時長、生產效率低下的缺點。而光電直讀光譜法是近年來發展起來的一種快速、準確、重現性好、精密度高的分析方法。無需熔樣，采用固體進樣檢測，避免二次污染，選擇鉛銻合金中待分析元素的分析曲線對試樣進行分析。本實驗采用的光電直讀檢測法用標樣繪制曲線，然后分析樣品，用控樣對對曲線進行校準。該方法用于鉛銻合金產品檢驗，既提高了工業化生產效率，又保證了產品質量。

2實驗部分

2.1　實驗儀器

SPECTROLAB M10型直讀光譜儀(德國斯派克分析儀器公司 )；CWY系列交流參數穩壓器(羅定市無線電科技有限公司 )；臨沂金星機床有限公司CQ6128A臺式車床；沈陽沈分電機廠250mm臺式砂輪機；高純氬氣(≥99.999%)，技術指標見表1。

表1　SPECTROLAB M10型直讀光譜儀技術數據

2.2　分析線對與分析范圍

本儀器所檢測鉛銻合金的分析線對及各元素的分析范圍見表2。

表2　分析線波長及分析范圍

2.3　標樣、試樣與控樣

(1)用設備自帶的SUS標準樣品作設備狀態下的標準化，建立工作曲線，作分析使用,標樣成份見表3。

表3　鉛-銻合金光譜SUS標樣標準值及不確定度　%

(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的轉速將端面車成光潔的平面，平面要求無刀痕、無氣孔夾渣、無油污、無氧化層。要保證其組織均勻細密，以減少系統誤差，保證分析結果的準確。

(3)由于標樣制備過程中的物理狀態和試樣不同，冶煉過程也不盡一致，所以在測試試樣過程中會出現系統誤差。為了消除這種因物理狀態、化學冶煉過程、環境溫度、濕度等差異所帶來的測量誤差，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和化學冶煉工藝過程的樣品作為控樣，以校正成份含量以外諸因素的影響。

鉛銻合金工業化生產任務繁重，試樣測試頻繁，控樣使用損耗過快，而傳統的鉛銻國際控樣價格高昂，本公司采用自制鉛銻合金圓柱形控樣(直徑25cm，高30cm)，控樣的含量應準確可靠，成份分布均勻，外觀無紗眼、氣孔、裂紋、無物理缺陷。精密度試驗檢查合格后，經權威機構測試標定其準確值見表4。

因此結合學員需求，在現階段科室固定時間進行英語業務學習和查房，并在教學的過程中結合全科醫學特點，注重診療過程中實用性和實踐性，同時選取的教學資料除傳統的書面教材外，還可以充分利用目前網絡資源，根據學員英語能力因材施教，將有利于全科醫學住院醫師雙語學習的效果。

表4　控樣中各元素含量

2.4　分析方法

2.4.1分析參數與工作條件

無論是在分析再校準樣品還是試樣，每一個樣品的測量都要經過一個完整的時序，這個時序就是由不同的光源條件來組成的。測量過程中經過沖洗，預燃，爆光。其中預燃是重要參數，預燃的目的是為了得到一個良好的分析面，使樣品表面達到熔融狀態，若預燃時間太短，則分析面達不到理想狀態，若時間太長則造成氬氣浪費,SPECTROLAB M10在鉛銻分析程序中的分析參數與工作條件見表5。

表5　分析參數與工作條件

2.4.2校準曲線的繪制

采用光譜儀鉛銻合金的工作曲線進行試驗。無論是何種類型的光譜分析儀，日常的標準化工作都是非常重要的操作環節，標準化的正確與否是直接影響分析結果精確度的關鍵。另外，儀器外部的一些條件例如溫度、濕度、電壓、氬氣質量等變化，以及儀器在使用過程中透鏡是否受到的污染都會導致儀器工作曲線的漂移。因此，要用儀器自帶的SUS樣品對儀器進行標準化，其目的相當于在當前條件下對工作曲線進行重新繪制。依次激發標準樣品，以相對光強為自變量，百分含量為因變量，作出各元素的校準曲線，并通過加權最小二乘法擬合，從而得到各元素的相關系數，結果見表6。

表6　鉛銻合金各元素相關系數

2.4.3樣品分析

選擇鉛銻合金的工作曲線，用自制的類型標準樣品作類型標準化，用車床將控樣車一個光潔的平面，在直讀光譜儀上激發3次，取其平均值為分析結果。

3結果與討論

3.1　控樣的作用

(1)繪制校準曲線，可消除系統測量誤差。

表7　控樣前后的測定值與化學分析值的對照表

3.2　方法的精密度和準確度試驗

1.選擇鉛銻分析程序，用同一塊均勻的樣品連續進行11次平行測定，結果見表8。從表中可看出,所測元素的RSD<5%，說明方法的精密度高，能滿足要求。

表8　精密度試驗

2.用標準控樣做未知樣，并將分析結果與標準值比較，結果見表9。從表中可看出，被測元素的分析誤差在允許的誤差范圍內，符合標準分析的要求。

表9　本法與化學法結果對照

3.3　討論

(1))該法操作簡捷、快速，無需熔樣、無二次污染，且準確度和精密度均能滿足生產需要，解決了鉛銻合金中雜質元素的分析測定。

(2)控樣在測試中用來校準曲線，不僅能提高分析準確度，而且在樣品分析過程中也節約了經濟成本，使控樣的應用價值得到提高。

(3)該法特別適用于鉛銻合金規模化生產過程中的控制，如爐前樣品分析，能快速高效地服務生產，節省時間，保證質量。

參考文獻

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