杂质元素测定

杂质元素测定（共7篇）

杂质元素测定 篇1

前言

随着电子工业的快速发展,高纯铜材料在电子工业上的应用越来越广泛,其质量和性能与化学成分密切相关。因此,准确测定高纯铜的各种杂质成分是工业用铜的前提。因此,建立简便、准确的高纯度铜的杂质元素测定方法有一定的实际应用意义。

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)具有线性范围宽,检测限低,精度高,基体效应小,干扰少,样品溶解后可直接进样,具有同时测定多种元素的优点。ICP-AES在元素分析中比常用的原子吸收光谱等具有相当明显的优越性[1]。

采用ICP-AES法测定高纯铜中主含量及杂质元素,关键在于选择各元素最适当的分析谱线[2]。该法操作简单方便,成本及运转费用低,快速并可同时得到检测波长范围内的全部光谱信息,是高纯铜样品中杂质元素分析的简便、可靠的方法之一。本文采用这种方法对高纯铜样品中10余种杂质元素进行测定,获得较满意的分析结果。

1 实验部分

美国热电公司ICP advantage全谱直读电感耦合等离子发射光谱仪。采用CID电荷注入式检测器,检测器可同时检测165~800nm波长范围内出现的全部谱线;标准分辨率:0.040nm,200nm,中阶梯光栅:54.5条/毫米,同心雾化器,采用侧向采光,由于本方法是多元素测定,从综合考虑,本方法选择仪器通常的工作条件,即雾化器压力2×105 Pa,功率1150W,频率27.12MHz,冷却气流速14L/min,辅助气0.5 L/min。

1.1 实验器皿及试剂

实验所用器皿均为玻璃制品,用酸均为优级纯试剂,工作曲线用标准溶液进行测定。标准溶液为国家标准物质中心的原子吸收使用的单元素标准溶液,实验用水为超纯水,其电阻值在25℃时18MΩ·cm。

1.2 样品的前处理

0.5 g高纯样品置于聚四氟乙烯烧杯中,加浓硝酸0.5 m L,待剧烈反应停止后,移至低温电热板上,加热分解,如反应过程中产生棕黄色烟,应反复补加适量HNO3,加热分解到不产生棕黄色烟为止。取下。稍冷,加入氢氟酸2m L加热煮沸,取下,稍冷。然后再加高氯酸1 m L蒸发至近干,残渣为灰白色,冷却加入硝酸(1+1)1m L和少量去离子水,煮沸溶解残渣,通过0.45 mm孔径的滤膜过滤到50m L的比色管中,用基体定容,待用,同时做空白试液。

1.3 工作曲线用标准溶液的配制

根据样品待测定元素的大致含量范围,以基体匹配方式配制工作曲线用标准溶液(见表1),基体用高纯铜(99.9999%)标准溶液。分析元素为:P,Mn,Fe,Ni,Zn,As,Se,Ag,Cd,Sn,Sb。

2 结果与讨论

2.1 元素谱线的选择

在测定中,遵循低含量元素用灵敏线,高含量元素次灵敏线的原则,从基体干扰和背景校正两方面考虑选出各元素的最佳测定谱线(见表2)。

由于已进行基体匹配,只考虑光谱干扰和背景影响确定分析谱线,选择灵敏度高且无共存元素干扰的谱线作为分析线,本方法所使用的分析谱线(见表2),为提高灵敏度,对多数低含量分析元素采用扣除背景方式进行测定。

2.2 功率的影响

实验结果表明,被测元素随入射功率的增大,对应谱线强度增大,但功率增大,信噪比有所下降。采用较低的功率,对于降低检出限有时是有利的,但是,在低功率时,干扰效应较严重。为减少这种干扰,宜采用较大的功率,但检出限升高。综合考虑,本实验选取功率为1150 W较合适。

2.3 冷却气、辅助气和雾化气优化

冷却气流量主要是根据高频功率的大小来选择的。增大雾化气流量,使样品吸入速率增大,从而进入等离子体中的分析物量增大,使谱线增强。但是,过大的雾化气流量,将使样品稀释,分析物在ICP通道中平均停留时间缩短,温度降低,光谱背景降低,分析物谱线强度也降低,直接影响分析结果。在本实验功率1150W时,较佳的工作条件:雾化器压力2×105Pa,辅助气流量1.5L/min,泵速20rpm,冷却气(Plasma)14L/min,稳定时间30s,重复测定次数为3。

2.4 检测限、回收率和精密度

对空白标准溶液中的分析元素进行10次测定,其标准偏差的3倍所对应的浓度为方法的检出限。通过在高纯铜标品溶液中加入适量杂质元素的标准溶液进行加标回收实验,得到加标回收率(见表3)。

2.5 杂质元素的含量

对实际高纯铜样品的杂质元素进行测定,分析结果(见表3),表3中含量为杂质元素在固体高纯铜中的含量。

3 结论

从上述分析结果,可看出本方法有较低的检出限,精密度5.0%之内,加标回收率在85.9%~105%之间,可满足高纯铜质量分析的要求,是高纯铜样品中多种杂质元素分析的一种简便可行的方法。

参考文献

[1]郑国经.ICP-AES分析法的发展及其在冶金分析上的应用,第十届全国光谱分析学术年会论文集,2000,10

[2]孟辉,冯国栋,郇延富等.微波等离子体炬原子发射全谱仪测定粮食中微量金属元素,分析化学,2005,5(33):744~745

杂质元素测定 篇2

铅在电气工业中用于制造蓄电池、各种电缆和熔断保险丝。铅板、铅管用作冶金和化工设备防腐的耐酸衬里等, 还可用于制造各种合金和化工颜料;用作原子能和X射线的防护层、防护屏及军事用途。国家标准GB/T 469-2005中规定了铅锭中银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁8种杂质元素的含量最大值, 目前没有同时快速测定铅锭中8种杂质元素的方法, 现有国家标准GB/T 4103-2000多采用分光光度法和原子吸收光谱法, 均为单元素多次测定的方法, 步骤复杂繁琐, 试剂消耗多、检测周期长。近些年开始广泛应用的电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP-AES) 虽然能够同时测量多种元素, 但是仍然存在样品需要溶解处理, 需要配制多种标准溶液等问题。

1 实验研究

1.1 仪器与设备

斯派克公司SPECTRO LAB M9光电直读光谱仪, CZA-4A型催化再生气体净化机, 上海明精机床有限公司C0630型车床, 昆明梅塞尔气体产品有限公司GB/T4842-2006高纯氩气 (Ar≥99.999%) 。

1.2 仪器工作条件

CZA-4A型催化再生气体净化机工作条件:工作压力≤0.6 MPa, 催化塔工作温度250℃, 吸收塔工作温度27℃, 吸收塔再生温度400℃, 再生气体用量500m L/min。

SPECTRO LAB M9光电直读光谱仪工作条件:电压220V, 频率50Hz, 湿度55% (相对湿度) , 温度27℃, 氩气压力0.5MPa, 氩气纯度:O2≤5ppm、N≤20ppm、H2O≤5ppm、CO2+CH4≤5ppm, 氩气流量:激发样品时300L/h、不激发样品时30L/h。

1.3 工作参数

预冲洗时间3s, 预燃时间3s, 曝光时间5s, 如图1所示。

1.4 实验材料

1#驰宏铅锗牌铅锭, 国家标准样品铅锭。

1.5 实验方法

将待测铅锭用车床制备出光洁、平整的待测表面[1], 使用光电直读光谱仪, 测量出铅锭中银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁8种杂质的含量, 每测一次后更换铅锭上的另一点再次激发, 每个铅锭取四个不同激发点。

2 实验结果

2.1 谱线选择

在光谱分析中, 同一元素有着不同的波长, 每一特定波长的元素只能适应一定的分析范围, 为了满足分析要求, 需要选择合适范围的分析谱线。1#驰宏锌锗牌铅锭中各元素含量范围如表1所示。

光电直读光谱仪内置工作曲线检测范围见表2, 通过标样或者自制标样进行曲线回归, 此检测范围可以扩大。

根据1#驰宏锌锗牌铅锭中各元素含量范围与各波长元素的测量范围确定了银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁8种元素的确定波长谱线见表3。

2.2 工作曲线

分析元素的工作曲线[2]是光强与含量拟合的曲线, 通过测量已知含量的国家标准样品铅锭的含量, 用强度值作纵坐标, 含量值作横坐标, 依次将这些点用最小二乘法描绘, 制出工作曲线。图2是铋元素的工作曲线。

工作曲线在制作中受电压波动、空气中温度、湿度、氩气等条件影响, 会发生不同程度的漂移。因此, 每次测量样品前, 要用内部质量管理控制样品进行监控。当分析结果出现较大变动时, 应对工作曲线进行漂移校正, 将工作曲线校正到最佳状态再进行测样。

2.3 方法的精密度

用国家标准样品铅锭作为未知样, 在试样表面不同位置测量11次, 测量出各元素的相对标准偏差, 精密度[3]试验结果如表4所示。由表4可以看出, 各元素的11次测量相对标准偏差都在1.64%以内, 说明此方法的精密度结果满意。

2.4 方法的准确度

用此方法测量已知结果的国家标准样品铅锭, 所得结果与标准结果如表5所示。

由表5可以看出, 本法的测试结果与认定值接近程度高, 其准确度结果非常满意。

3 结论

通过试验证明, 采用火花源原子发射光谱法测定铅锭中的8种杂质元素——银、砷、铜、铋、锑、锡、锌、铁的含量, 不仅能获得准确的结果, 且具有速度快、成本低等特点。

参考文献

[1]王学军.高铝稀土锌合金的光电直读光谱分析[J].岩矿测试, 2008, 27 (2) :153-154.

[2]钱振彭, 张士通, 黄本立, 等.发射光谱分析[M].北京:冶金工业出版社, 1979.

杂质元素测定 篇3

光亮镀镍液中的金属杂质在镀件的低电流区或高电流区析出,使镀层发黑、发脆或发花。因此,准确了解镀镍液中杂质的种类及含量具有重要意义。目前,国内外多采用分光光度法、原子吸收法和电化学法[1,2,3,4]测定,在这些方法的测定过程中基体镍和待测元素互相干扰,分析操作繁琐,测定速度慢。电感耦合等离子体质谱(ICP - MS)易于进行多元素分析,检出限低,应用十分广泛[5,6,7],但其在光亮镀镍液中微量元素分析中的应用尚未见报道。本工作采用ICP - MS法,适当选择待测元素同位素来克服质谱干扰,以Sc,Y,Bi作为内标元素补偿基体效应,测定了光亮镀镍液中Mg,Al,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pb 8种杂质元素。

1 试 验

1.1 试剂的配制

标准溶液:将Mg,Al,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pb标准溶液(1 000 mg/L)混合,再用1%HNO3逐级稀释配成混合标准溶液贮存于聚四氟乙烯瓶中。

内标混合标准溶液:将Sc,Y,Bi标准溶液(1 000 mg/L)混合,再用1%HNO3逐级稀释为50 μg/L。

Ni标准溶液:将99.99%纯镍丝加入硝酸中制成100 mg/mL Ni标准溶液,部分稀释成50 μg/mL。

待测液:准确移取稀释100倍的某电镀厂光亮镀镍液100 mL置于250 mL容量瓶中,用1%HNO3定容。

所有空白溶液、标准溶液、混合标准溶液和待测液都通过仪器在线加入内标溶液。

1.2 试剂的测定

用HP4500 series 300等离子质谱仪测定试剂,单变量法优化的操作参数如下:高频发射功率1 250 W,采样深度7.8 mm,等离子体气流速15.0 L/min,辅助气流速1.0 L/min,雾化气流速0.9 L/min,雾化器为Rabington型,雾化温度3 ℃,样品提取速率0.4 mL/min,采样锥和截取锥均为Ni锥,测量点停留时间0.33 s,测点数/质量为3,重复3次。

2 结果与讨论

2.1 同位素及质谱干扰

由于高浓度基体镍未进行分离,质谱干扰非常复杂。同位素及质谱干扰见表1。由表1可知:质谱干扰主要来自氩气、水、酸及基体所形成的多原子离子的重叠干扰,其中同位素52Cr,56Fe,64Zn干扰严重。消除质谱干扰可用过柱净化、数学校正方程、冷等离子体炬、碰撞反应池和高分辨率质谱等。对此,用EPA200.8方法推荐的干扰校正公式扣除待测同位素不同程度的质谱干扰(HP4500ICP - MS仪器的软件装有EPA200.8标准方法和EPA6020方法的标准干扰校正公式)。

2.2 基体效应

高浓度的基体镍能对待测元素信号产生增强和抑制作用。采用与待测元素质量相近的内标元素可以准确校正基体效应,但不同内标元素对不同质量元素的校正作用不同。图1为采用45Sc,89Y,209Bi 3个常用内标元素对基体镍中不同质量范围的元素测定时的校正作用,通过比较2 h内各元素的6次测定结果在采用内标校正前后的相对标准偏差,为基体镍中痕量元素的测定选择合适的内标元素。由图1可知:采用合适的内标元素能显著减小相对标准偏差(RSD);Mg,Al,Cr,Mn,Fe应采用Sc为内标元素;Cu和Zn应采用Y为内标元素;Pb应采用Bi为内标元素。

2.3 方法的检出限

检出限的计算公式为DL=xB+3σB,其中DL为检出限,xB为平均空白值,σB为空白值标准偏差。在优化的试验条件下,对试剂空白溶液连续测量11次,得到Mg,Al,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Pb的检出限分别为0.032,0.027,0.340,0.015,0.083,0.041,0.066,0.008 μg/L,8种元素的空白值均低于其各自的检出限。该方法的检出限在0.008～0.340 μg/L,灵敏度高,可满足光亮镀镍液中微量元素分析的要求。

2.4 方法的回收率及相对标准偏差

提取某电镀厂光亮镀镍液,按照上述方法平行测定6次,并进行加标回收,计算相对标准偏差,分析结果见表2。由表2可知:回收率在95.85%～104.38%之间,相对标准偏差(RSD)小于2.43%。

3 结 论

(1)该方法的检出限为0.008～0.340 μg/L,回收率在95.85%～104.38%之间,相对标准偏差小于2.43%。

(2)该方法简便、快速、准确,可满足生产要求。

参考文献

[1]罗道成,刘俊峰.1-偶氮苯-3-(6-甲氧基-2-苯骈噻唑)-三氮烯显色光度法测定镀镍液中微量铜[J].材料保护,2007,40(11):74~75.

[2]张秀香,王旭珍,于丽,等.标准加入原子吸收法连续测定光亮镀镍液中铜、锌、铬、铅、铁杂质的含量[J].电镀与涂饰,2001,20(2):47~49.

[3]严金龙.电镀镍液中锌的导数微分脉冲极谱法测定[J].材料保护,2002,35(10):32~33.

[4]陶建中,王爱荣,荆瑞俊,等.方波溶出伏安法测定镀镍液中的微量铜[J].材料保护,2004,37(12):59~61.

[5]吕超,刘丽萍,董慧茹,等.高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术测定水产类膳食中5种砷形态的方法研究[J].分析测试学报,2010,29(5):465~468.

[6]胡净宇,王海舟.电感耦合等离子体质谱法测定高温合金中痕量镉和碲[J].冶金分析,2010,31(2):8~12.

杂质元素测定 篇4

1 实验部分

1.1 仪器及主要工作参数:

PE Optima 4100DV型ICP-AES光谱仪:

功率:1300W、载气压力:0.55 Mpa、辅助气流量:0.2 L/min、雾化气流量:0.80 L/min、冷却气流量:15 L/min、溶液提升量:1.5 m L/min。

1.2 主要试剂

1.2.1 HNO3: (1+1) 优级纯

1.2.2 锌基体储备液:50 mg/m L

1.2.3 Ti、Fe、Al标液:100 ug/m L

1.2.4 Pb、Cd、Mg标液:10 ug/m L

1.3 标准曲线

1.4 实验方法

称取0.2500 g锌合金试样于100 m L高型烧杯中, 加5 m L (1+1) HNO3溶解试样, 待试样剧烈反应完毕, 将其放至电炉上加热煮沸1-2分钟, 除尽氮氧化物, 取下冷却至室温, 将溶液转移至25 m L容量瓶中定容、摇匀, 上ICP测定。

2 结果与讨论

2.1 基体干扰

锌是样品中的主要成分, 试验表明Zn 10 mg/m L对待测元素未产生显著性的干扰, 见表1。

2.1 分析线的选择

综合考察了推荐的各分析谱线峰值、基本背景干扰、稳定性和检出限等情况, 选择了各元素的分析线波长。

波长nm:Pb 283.306;Cd 228.802;Mg 285.213

Fe 259.939;Al 394.401 Ti334.940

2.2 溶液酸度的影响:

试验了2%、4%、6%、8%HNO3溶液浓度对各元素谱线强度的影响, 各分析证明:谱线强度随HNO3浓度的增大略有降低, 但对结果影响很微。溶液存放1-2天的稳定性试验:当HNO3浓度<4%时溶液存放24小时后Al、Ti等元素不稳定, 工作曲线线性差, 结果波动较大, 故选择6%的HNO3酸度测定。

2.3 工作曲线的线性相关情况

用表1配制的混合标准系列上机测定, 经仪器内部计算系统统计, 给出各元素的工作曲线的线性相关情况如下表。

2.4 回收率及相对标准偏差

在选定条件下, 各元素标准加入测其回收率和相对标准偏差见表4, 表明本法测定有较好的精密度。

2.5 不同方法的测定结果

在选定的试验条件下, 选择一批次本厂的锌合金采用化学分析方法和原子吸收方法与ICP测定结果进行对比, 测定结果见表5。

2.6 标样测定结果

在选定的实验条件下, 本方法与标准样品的结果对比情况见表6。

3 结束语

应用ICP-AES测定锌合金中的6种杂质元素操作简便, 结果准确, 精密度良好, 适用于锌合金中杂质元素的测定。

摘要：HNO3溶解试样, ICP-AES直接测定锌及锌合金中微, 痕量Ti、Mg、Fe、Pb、Cd, Al等杂质元素。通过对溶液酸度, 锌基体影响等进行了试验, 结果表明方法回收率≥90%, RSD2.5%, 多年在生产中广泛应用, 方法快速、简便、基体干扰小, 结果准确。

关键词：ICP-AES,锌,锌合金,杂质元素

参考文献

杂质元素测定 篇5

1 实验部分

1.1 仪器及工作参数

Thermo IntrepidⅡXSP型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪,震荡频率为27.12MHz,玻璃旋流雾室,可拆卸石英炬管,高盐玻璃同心雾化器,垂直观测,中阶梯光栅,CID检测器。仪器工作参数:RF功率:1150W,辅助气流:0.5L·min-1,泵速:130r·min-1,雾化器压力:1.723MPa,样品冲洗时间:20s,积分时间:15s。

1.2 试剂及标准溶液

实验所用水均为去离子水经石英亚沸蒸馏器处理过的亚沸水。

1.42 g·mL-1硝酸(优级纯),1.19 g·mL-1盐酸(优级纯),1+1硝酸,1+1盐酸。高纯五氧化二钒基准物(V2O5≥99.99%),1000μg·mL-1的砷、铁、硫、磷、钾、钠、钙、镁、锰、钛标准溶液,稀释成100μg·mL-1标准贮备液。氩气(≥99.99%)。

1.3 标准系列的配制

准确称取0.5000g高纯五氧化二钒5份于5个100mL聚四氟乙烯烧杯中,吹少量水润湿,加入5mL硝酸,置于电热板上低温加热至分解几乎完全,取下,稍冷后,慢慢加入15mL盐酸,摇匀后重新置于电热板上低温加热至完全分解,取下,吹水冷却至室温后,移入编号为1~5的100mL容量瓶后,分别往这5个容量瓶中准确移取表1所给各元素浓度的标准溶液,用水稀释至刻度,摇匀,用于工作曲线的绘制。

/μg·mL-1

将仪器预热至少1h后,开启点火键,仪器成功点火后,用去离子水冲洗,待等离子体稳定15min后,将上述配制的标准系列由低到高浓度通过蠕动泵导入等离子体焰中,计算机绘制各元素工作曲线,相关系数要求≥0.9995。

1.4 样品处理

准确称取0.5000g样品于100mL聚四氟乙烯烧杯中,吹少许水润湿样品,加入5mL硝酸,置于电热板上低温加热至样品分解几乎完全,取下,稍冷后,慢慢加入15mL盐酸,摇匀后重新置于电热板上低温加热至样品完全分解,取下,吹水冷却至室温后,移入100mL的容量瓶中稀释至刻度,摇匀,待测。对同一样品应独立测定2次。

称取0.5000g高纯五氧化二钒,按上述样品处理相同方法溶解,随同样品做空白试验。

2 结果和讨论

2.1 分析谱线选择

由于ICP光源激发能量很高,会发射大量的谱线,每种元素的谱线都会受到不同程度的干扰,所以谱线的选择要以干扰少、无重叠、高灵敏度为原则来进行[3]。按照这一原则并结合仪器本身的分辨率,先从仪器谱线库中选择2~3条较高灵敏度的谱线,将配制好的混合标准溶液进行扫描绘制工作曲线,再对5.0μg·mL-1的纯金属钒标准溶液及1.0μg·mL-1每一待测元素的单元素溶液进行扫描,逐一观察各单元素谱线谱图形状,最终对样品中每种待测元素谱线选择见表2。

2.2 干扰排除

在等离子体发射光谱分析中,主要有化学干扰、光谱干扰、物理因素的干扰、电离干扰与基体效应干扰。其中化学干扰很少,可以忽略;光谱干扰主要考虑谱线干扰,在上述分析谱线的选择讨论中,根据谱线选择原则选出了每一待测元素最佳分析谱线,避开了谱线干扰,而背景干扰可将仪器处于最优化条件下使用减小,并可通过仪器操作软件找出最佳背景扣除点自动背景扣除;物理因素干扰主要包括酸度、试剂等的影响,在酸度上本实验严格控制酸度10%以下,随同试验做标准空白及样品空白,保证所加试剂一致,基本上可将酸度影响及试剂影响减少到最低;电离干扰与基体效应干扰主要考虑基体干扰,基体效应是影响高纯物质中杂质元素测定准确度的关键因素,由于ICP具有良好的检出能力,当分析溶液总盐量保持在1mg·mL-1左右,在此稀溶液中基体效应往往是无足轻重的,当基体物质的浓度达到几mg·mL-1时,则不能对基体效应完全置之不顾。为证明钒基体对杂质元素测定有影响,本实验将混合标准溶液进行扫描绘制工作曲线,然后对1.014mg·mL-1、2.028mg·mL-1、3.910mg·mL-1的同一五氧化二钒试样溶液进行测定,结果发现随钒基体含量增加,基体效应也显著很多。目前克服基体效应可通过基体匹配、标准加入法、分离基体、内标法等,本实验采用基体匹配消除基体影响。

2.3 方法检出限

将配制好的混合标准溶液扫描绘制工作曲线,对空白溶液连续测定11次,以测定结果标准偏差的3倍相对应的浓度值计算各待测元素的方法检出限,结果见表3。

2.4 方法精密度及加标回收率

为验证本方法准确性及精密度,试验选用2个未知样品按本方法进行连续测定4次,同时将所得结果与其他分析方法进行比对,其中As、Fe、S、P采用YB/T 4200-2009方法,K、Na、Ca、Mg、Mn、Ti采用原子吸收相关方法,所得结果列于表4。同时还进一步对这2个未知样品进行加标回收率试验,结果见表5。

从表4、表5中得出,采用本方法对高纯五氧化二钒产品中杂质元素含量测定结果与其他传统分析方法相比,结果基本一致,方法的精密度为0.73%~3.87%,加标回收率在94.7%~104.2%之间。

3 结论

目前行业标准YB/T 5304-2006按五氧化二钒用途及品位只做出了3个牌号及化学成分规定,而且也只有行标YB/T4200-2009对五氧化二钒进行多元素光谱测定,本方法根据实验室中长期分析测定五氧化二钒产品经验,并结合了目前五氧化二钒杂质元素含量测定的其他分析方法,结果表明,本方法具有准确、可靠、检出限低等优点,能够满足日常分析及生产监控需要。

参考文献

[1]冯其明,何东升.国内外金属矿山低品位矿选矿新技术进展——以铝、铜、镍、钒为例[J].金属矿山,2008(S1):51-62.

[2]YB/T5304-2006,五氧化二钒[S].

润滑油中机械杂质测定方法的改进 篇6

在机械杂质测定过程中,通常使用苯或甲苯作为溶剂。苯毒性较高,暴露于空气中很容易扩散,人和动物吸入或皮肤接触大量苯,易引起急性或慢性苯中毒。甲苯可通过皮肤和呼吸道进入人体,对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用。且苯及甲苯对环境有严重危害,对空气、水环境及水源可造成污染。为此,本文采用汽油代替苯或甲苯作为溶剂测定润滑油中机械杂质含量,以避免其对分析人员的危害和对环境造成的污染。通过试验证明,该方法准确度及精密度完全满足GB /T511 - 2010石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法的要求。

1 试验部分

1. 1 仪器与试剂

天平( 上海JA1002,梅特勒AL204) ; 烘箱( 上海实验仪器总厂,101A - 2型) ; 真空抽滤装置; 玻砂坩埚( G4) ; 电热板; 水浴锅; 干燥器。

乙醇: 分析纯; 汽油: 93#,使用前用玻砂坩埚抽滤。

1. 2 试验方法

称取混合均匀试样( 100℃运动粘度: 小于20mm2/ s称取100 g; 大于20 mm2/ s称取50 g) 于烧杯中,称准至0. 01 g。

将试样于电热板上加热至40 ~ 60℃,按要求加入93#汽油( 100℃运动粘度: 小于20 mm2/ s加2 ~ 4倍溶剂; 大于20 mm2/ s加4 ~ 6倍溶剂) ,搅拌均匀,趁热过滤试样。试样过滤完后用93#汽油( 加热至40℃左右) 冲洗烧杯及玻砂坩埚2 ~ 3次,每次10 ~ 20 m L。接着,用无水乙醇冲洗烧杯及玻砂坩埚至无油渍。

将坩埚放入105±2℃的烘箱内干燥不少于45 min。然后放入干燥器中冷却30 min,进行称量,称准至0. 000 2 g。重复干燥( 第二次干燥只需30 min) 及称量操作,直至两次连续称量间的差数不超过0. 000 4 g为止。同时做空白试验。

2 结果与讨论

2. 1 样品预热及稀释

由于润滑油用途不同,粘度差异较大,在样品稀释时应酌情处理。例如: L—DAB220 ( 压缩机油) 润滑油稀释时预热温度应适当偏高 ( 60 ~70℃ ) ,一次加入汽油量也应加大; 46 # 汽轮机油等粘度稍小的样品预热温度及溶剂量均可适当降低。试验证明,样品预热稀释后用玻棒搅拌均匀时无明显阻力感即可,如果室温过低或抽滤时间较长,中途应将样品适当加热。

2. 2 过滤洗涤

用汽油洗涤烧杯及坩埚时,需将汽油于水浴锅中加热至40℃左右,强力快速冲洗至无明显油斑。用乙醇洗 涤时,应特别关 注玻砂坩埚,一定要洗涤至坩埚无油渍,否则影响测定结果。

2. 3 精密度试验

选取云天化股份有限公司云峰分公司采购的新油、在用油及回收油按照试验方法,分别连续测定6次,试验结果见表1。

由表1可见,最大极差( R) 为0. 000 3% ,说明采用该方法测定润滑油中机械杂质含量结果精密度较好。

2. 4 准确度试验

采用试验方法和GB /T511 - 2010方法进行对比试验,样品选用云天化股份有限公司云峰分公司采购的新油、在用油及回收油。每个样品分别平行测定3次,所得结果平均值见表2。

由表2可见,本法测定结果与标准方法测定结果间绝对误差远远小于标准允差,说明采用本法测定润滑油中机械杂质含量结果准确度完全满足GB /T511 - 2010要求。

3 结论

采用93#汽油代替苯或甲苯测定润滑油中机械杂质含量,其结果精密度及准确度均满足GB / T511 - 2010要求。在操作过程中避免了苯及甲 苯对人体 的危害,消除了环 境危害因素。同时,试验废液 可回收直 接作为包 裹油使用。

摘要：采用93#汽油代替苯或甲苯作为溶剂测定润滑油中机械杂质含量,精密度及准确度均满足GB/T511-2010的要求。操作过程中避免了苯及甲苯对人体的危害,消除了环境危害因素。

杂质元素测定 篇7

1．1杂质测定方法

按照GB/T 8086-2008《天然生胶杂质含量的测定》将天然橡胶试样在溶解剂中以125℃-130℃加热至溶液均匀，经筛子过滤，将载有杂质的筛子用石油醚洗涤两次，然后在100℃干燥30min，干燥后将筛子和筛余物置于干燥器中冷却及称量。

1．2试样制备

按GB/T 15340-2008的规定制备一块均匀化的天然生胶样品。从均匀化的样品上切取约30g橡胶，将橡胶通过实验室炼胶机冷棍压两次，炼胶机的棍距用铅条调整到0.5mm±0.1mm。立即称取10g-20g试样，精确至0.1g。

1．3操作步骤

将溶剂和塑解剂加入锥形烧杯中，把试样切成条形小块，每块重约1g，逐块放入盛有溶剂的烧杯中。在125℃-130℃加热烧杯及其内盛物，直至获得均匀的溶液。同时用玻璃棒适当搅拌，以防杂质橡胶凝块过热结块炭化。当橡胶完全溶解后(而且溶液是充分流动的)，将热熔液慢慢倾倒入筛子过滤，空筛子先经称量，精确到0.1mg，大部分杂质仍留在烧杯里。用热溶剂洗涤烧杯和留下的杂质，直到橡胶完全除去而大部分杂质仍留在烧杯中。在洗涤操作的最后阶段，将杂质从烧杯中冲洗入筛子内。用玻璃棒将粘在烧杯上的杂质弄松，使杂质能全部冲洗入筛子，然后用热溶剂沿筛壁内外冲洗两圈。载有杂质的筛子用石油醚洗涤两次，然后在100℃干燥30min。干燥后筛网上的杂质除了纤维物质外应是松散的、流动的。将筛子和筛余物置于干燥器中冷却及称量，精确至0.1mg。

2 橡胶杂质测定结果的不确定度分析

2．1数学模型

式中：m0———试样的质量，单位为克(g);

m1———空筛的质量，单位为克(g);

m2———空筛和杂质的质量，单位为克(g)。

2．2不确定来源

从上述数学模型可以看出，橡胶中杂质测定的不确定度来源于试样质量m0、空筛的质量m1和空筛与杂质质量之和m2的不确定度，但上述计算式未能反映溶解、加热、洗涤、干燥和称重过程造成的不确定度，在此应增加杂质测定的重复性项，即用统计的方法评定其不确定度，此项不确定度包含了称重的重复性，溶解、加热和干燥的重复性以及质量恒重的公差等造成的不确定度。

2．3标准不确定度计算

由于数学模型(1)中即涉及积和商，又涉及加和减，根据传递定律，杂质测定的不确定度可表示如下：

2．3．1质量m0、m1和m2的标准不确定度

这三个的标准不确定度都是由天平的不确定度来确定，此天平校准引入的扩展不确定度为0.8mg(校准证书示值)，而扩展不确定度等于标准不确定度乘以2-3的数字因子，则

估计其相对标准不确定度为10%，则其自由度为：

1/(2×0.12)=50

2．3．2杂质测定重复性引入的标准不确定度

取一块胶样，在标准规定的条件下测定10份样品，其杂质含量的结果依次为：0.013%、0.016%、0.014%、0.017%、0.015%、0.014%、0.017%、0.015%、0.014%、0.016%。

由重复性引入的不确定用平均值的标准不确定度表示为：

自由度为9

2．3．3灵敏系数

在本实验取20.0g的橡胶样，杂质含量约为0.015%，则m0=20.0g,

2.4 合成标准不确定度及有效自由度

将上面的数字代入式 (2) 中得:

2．5扩展不确定度

取置信概率P=95%，按有效自由度Veff=9，查t分布表得Kp=2.26

扩展不确定度

3 结语

由以上分析得到此次橡胶杂质试验结果为0.015%时的扩展不确定度为0.24%，标准规定它的最大允许差为0.36%，因而这个测量结果是有效的。

摘要：通过橡胶杂质检测整个过程进行不确定度评定分析, 找出不确定度的来源, 给出此次测定的不确定度评定结果。

关键词：橡胶灰分,不确定度,测量,评定

参考文献

[1]JJF 1059-1999.测量不确定度的评定与表示[S].

[2]GB/T 8086-2008.天然生胶杂质含量的测定[S].