铁、锰、钴、镍、锌、砷、 硒、银、镉、锡、锑、碲、铅、铋中元素含量检测方案(等离子体质谱)
ICS 77. 120.99H13 GB/T 5121.28—2010 中华人民共和国国家标准 GB/T 5121.28—2010 铜及铜合金化学分析方法 第28部分：铬、铁、锰、钴、钽、硒、银、镉、锡、氚、铅和铋量的测定 电感耦合等离子体质谱法 2011年1月10日发布 2011年10月1日实施 前言 GB/T 5121《铜及铜合金化学分析方法》共28个部分。 —第1部分：铜量的测定； —第2部分：磷量的测定； —第3部分：铅量的测定； —第4部分：碳、硫量的测定； - 第 5 部分：镍含量的测定； - 第 6 部分：铋含量的测定； - 第 7 部分：砷含量的测定； - 第 8 部分：氧含量的测定； - 第 9 部分：铁含量的测定； - 第 10 部分：锡含量的测定； - 第 11 部分：锌含量的测定； - 第 12 部分：锑含量的测定； - 第 13 部分：铝含量的测定； - 第 14 部分：锰含量的测定； - 第 15 部分：钴含量的测定； - 第 16 部分：铬含量的测定； - 第 17 部分：铍含量的测定； - 第 18 部分：镁含量的测定； - 第 19 部分：银含量的测定； - 第 20 部分：锆含量的测定； - 第 21 部分：钛含量的测定； ---第 22 部分：镉含量的测定； ---第 23 部分：硅含量的测定； ---第 24 部分：硒和碲含量的测定； ---第 25 部分：硼含量的测定； ---第 26 部分：汞含量的测定； ---第 27 部分：电感耦合等离子体原子发射光谱法； ---第 28 部分：电感耦合等离子体质谱法测定铬、铁、锰、钴、η、锌、硒、锡、铅和铋含量。
本部分为第28部分。本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口。本部分起草单位:北京有色金属研究总院。本部分参加起草单位:北京矿冶研究总院、金川集团有限公司、铜陵有色金属集团控股有限公司。本部分主要起草人:李继东、王长昌、刘英、李娜、童建、冯先进、马旭旭、李娅娅、邱秋、李勤梅、姜秋涛。 铜及铜合金化学分析方法第28部分:铬、铁、锰、钴、锌、砷、硒、银、镉、锡、铅、铋量的测定电感耦合等离子体质谱法1范围GB/T 5121的本部分规定了铜及铜合金中铬、铁、锰、钴、锌、砷、硒、锡、铅、铅和铋量的测定方法。本部分适用于铜及铜合金中铬、铁、锰、钴、钽、锌、砷、硒、钽、铅和铋的测定。测定范围:0.00005%~0.0050%。 2 方法提要试样用硝酸溶解,用电感耦合等离子体质谱法直接测定铬、铁、锰、锰、镍、锌、砷、银、钽、锡、铅和铋的含量;用氢氧化镧作共沉淀剂,从大量铜基体中分离富集硒和碲,用电感耦合等离子体质谱法测定硒和钽的含量。3 试剂和材料除非另有规定,分析中只使用确认为高纯度的试剂;所用水为去离子水,其电阻率不小于18.2 MQ·cm。3.1 硝酸(ρ1.42g/mL)。
3.2 硝酸（1+1）。3.3 硝酸（1+9）。3.4 硝酸（1+99）。3.5 盐酸（p1.19 g/mL）。3.6 盐酸（1+1）。3.7 氨水（p约0.90 g/mL）。3.8 氨水（1+9）。3.9 过氧化氢（p约1.44 g/mL）。3.10 硝酸镧溶液（100 g/L）：称取5.0154 g三氧化镧（WLao，≥99.99%，WREO>99.5%），置于50 mL烧杯中，加入10 mL硝酸（3.2），加热溶解，冷却并转移至100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 3.11 铬标准储备溶液:称取 3.7349 g 铬酸钾(wkcro,≥99.99%)(预烘于 105 ℃ 1h),置于 150 mL 烧杯中,加 50 mL 水溶解,加 4 mL 过氧化氢(3.9)还原铬,加热至沸腾,冷却,转移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液每 mL 含 1 mg 铬。 3.12 铁标准储备溶液:称取 1.0000 g 金属铁(wre≥99.99%),置于 150 mL 烧杯中,加 50 mL 硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
1 mL 此溶液含铁 1 mg。 3.13 锰标准储备溶液:称取金属锰 (WMn≥99.99%)1.0000 g,置于 150 mL 烧杯中,加 50 mL 硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。1 mL 此溶液含锰 1 mg。 3.14 钴标准储备溶液:称取金属钴 (Wc.≥99.99%)1.0000 g,置于 150 mL 烧杯中,加 50 mL 硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。1 mL 此溶液含钴 1 mg。 3.15 镍标准储备溶液:称取1.0000g金属镍(WN≥99.99%),置于150 mL烧杯中,加入50 mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 mL中含1 mg镍。 3.16 锌标准储备溶液:称取1.0000g金属锌(Wza≥99.99%),置于150 mL烧杯中,加入50 mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液1 mL中含1 mg锌。 3.17 砷标准储备溶液:称取1.0000g元素砷(wA.≥99.99%),置于150mL烧杯中,加入50mL硝酸(3.2),低温加热溶解,冷却,转移至容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
1 mL 此溶液中含砷 1 mg。 3.18 硒标准储备溶液:称取硒 1.0000 g(WSE≥99.99%),置于 150 mL 烧杯中,加入 50 mL 硝酸(3.2),低温加热溶解,冷却,转移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。1 mL 此溶液中含硒 1 mg。 3.19 银标准储备溶液:称取金属银 1.0000 g(WAg≥99.99%),置于 150 mL 烧杯中,加入 50 mL 硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至 1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。1 mL 此溶液中含银 1 mg。 3.20 镉标准储备溶液:称取1.0000g金属镉(Wci≥99.99%),置于150mL烧杯中,加50mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液每mL含1mg镉。 3.21 标准储备溶液:称取1.0000g金属镉(WTe≥99.99%),置于150mL烧杯中,加50mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。此溶液每mL含1mg镉。 3.22 铅标准储备溶液:称取1.0000 g金属铅(Wp≥99.99%),置于150 mL烧杯中,加入50 mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
1 mL 此溶液含1 mg 铅。 3.23 锡标准储备溶液:称取1.0000 g 金属锡(wsn≥99.99%),置于150 mL 烧杯中,加50 mL 盐酸(3.5),加热溶解,冷却,转移至1000 mL 容量瓶中,加80 mL 盐酸(3.5),用水稀释至刻度,混匀。1 mL 此溶液含1 mg 锡。 3.24 锑标准储备溶液:称取1.0000 g金属锑(ws≥99.99%),置于150 mL烧杯中,加入20 mL硝酸(3.2)和20 mL盐酸(3.6),加热溶解,冷却,转移至容量瓶中,加入80 mL盐酸(3.5),用水稀释至刻度,混匀。1 mL此溶液含1 mg锑。 3.25 铋标准储备溶液:称取1.0000 g金属铋(Wgi≥99.99%),置于150 mL烧杯中,加入50 mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至1000 mL容量瓶中,加入80 mL盐酸(3.5),用水稀释至刻度,混匀。此溶液每mL含铋1 mg。 3.26 钢标准储备溶液:称取1.0000 g金属钢(WIn≥99.99%),置于150 mL烧杯中,加入50 mL硝酸(3.2),加热溶解,冷却,转移至1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
1 mL 此溶液含 1 mg 钠。然后用硝酸（3.4）逐渐稀释此溶液，形成 1 mL 含 1.00 pg 钠的内标溶液。 3.27 混合标准溶液 A：移取 1.00 mL 标准储备溶液（3.11～3.22）于 1000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。1 mL 此溶液含砷、铁、钴、砷、硒、铅各 1g。 3.28 混合标准溶液 B：移取 1.00 mL 标准储备溶液（3.23～3.25）于 1000 mL 容量瓶中，加入 50 mL 盐酸（3.5），用水稀释至刻度，混匀。1 mL 此溶液含锡、钽、铋各 1g。 3.29 氩（WAr≥99.99%）。 4 仪器 电感耦合等离子体质谱仪:质量分辨率优于（0.8±0.1）amu。 5 样品 将样品处理成碎片。 6 分析步骤 6.1 样品 6.1.1 测定铬、铁、锰、钴、镍、锌、砷、银、镉、锡、铅和铋时,称取样品0.50g,精确至0.0001g。 6.1.2 测定硒时,称取样品1.00g,精确至0.0001g。 6.2 测定次数 进行两次独立测定,取平均值。 6.3 空白试验 用样品做空白试验。 6.4 分析溶液的制备 6.4.1 铬、铁、锰、钴、镍、锌、砷、银、镉、锡、铅和铋的测定 6.4.1.1 将试样（6.1.1）置于50mL聚四氟乙烯烧杯中，加入2mL硝酸（3.1），加热至试样完全溶解，冷却，转移至50mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
6.4.1.2 取 5.00 mL 上述溶液（6.4.1.1）移入 50 mL 塑料容量瓶中，加入 1.0 mL 内标溶液（3.26），用硝酸（3.4）稀释至刻度，摇匀，备用。 6.4.2 硒、钠的测定 将试样（6.1.2）置于 150 mL 烧杯中，加少量水润湿，加 5 mL 硝酸（3.1），微加热溶解，冷却； 加入0.5 mL硝酸镧溶液（3.10），搅拌下加入过量氨水（3.7）（约25 mL），静置，保温（约60 ℃）半小时，用中速定量滤纸滤过沉淀，用热氨水（3.8）洗涤沉淀至无铜氨络合离子颜色为止，用热去离子水洗涤两次，最后用每次5 mL热硝酸（3.3）溶解沉淀两次，将溶液转移至25 mL比色管中，加入0.50 mL内标溶液（3.26），用水定容至刻度，摇匀，测定。 6.5 工作曲线的绘制 6.5.1 分别移取0 mL、0.20 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL混合标准溶液A（3.27）于一系列100 mL塑料容量瓶中,加入2.00 mL内标溶液（3.26）,用硝酸（3.4）稀释至刻度,摇匀。1 mL该系列标准溶液分别含铬、铁、锰、钴、钒、砷、硒、钒、铅0 ng、2.0 ng、10.0 ng、20.0 ng、50.0 ng。
6.5.2 分别移取0 mL、0.20 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL混合标准溶液B（3.28）于一系列100 mL容量瓶中，加入2.00 mL内标溶液（3.26），加1 mL盐酸（3.6），用水稀释至刻度，摇匀。1 mL该系列标准溶液中分别含锡0 ng、锑2.0 ng、10.0 ng、20.0 ng、铋50.0 ng。 6.6 测定 6.6.1 测定同位素的选择 各元素选定的测定同位素见表1。 表1 元素 同位素质量数 Cr52 Mn55 Fe56 Co59 Ni60 Zn68 As75 Se77,82 Ag107 Cd111 Sb121 Sn118 Te128 Pb208 Bi209 注：铁的测定采用干扰消除技术。 6.6.2 对空白试液（6.3）、分析试液（6.4）和系列标准溶液（6.5）同时进行氩等离子体质谱分析。 7 分析结果的计算 按下式计算样品中各杂质元素的质量分数w，数值以％表示： 式中：Po——空白溶液中各杂质元素的质量浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）； P1——试样溶液中各杂质元素的质量浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）；V.
——试验溶液的总体积，单位为毫升（mL）； V——取的试验溶液的体积，单位为毫升（mL）； Vz——分析试验溶液的体积，单位为毫升（mL）； mm——材料的质量，单位为克（g）。 8 精密度 8.1 重复性 在重复性条件下获得的两次独立试验结果的绝对差值，在下面给出的平均值范围内不得超过重复性限（r），超过重复性限（r）的情况不得超过 5%。 重复性极限（r）是根据表 2 中的数据通过线性插值获得的。 0.000 4 0.0010 0.0002 0.0010 0.0002 0.005 0 0.0005 0.005 0 0.000 4 0.005 0 0.000 4 0.0010 0.0002 0.0010 0.0002 0.005 0 0.0005 0.005 0 0.000 4 0.005 0 0.000 4 0.005 0 0.000 4 0.005 0 0.000 4 0.00100.00030.00100.000 2 0.00500.00060.00500.0005 钴0.00010.000 04 铅0.00010.00004 0.00100.00020.00100.0002 0.00500.00040.00500.000 5 镍0.00010.00005 砷0.00010.00005 0.00100.00020.001 00.0002 0.005 00.000 50.005 00.000 5 锌0.00010.000 050.00010.000 06 0.001 0 0.000 2 0.001 0.000 3 0.001 0.000 0 0.000 4 0.002 0.002 0.000 2 0.000 5 0.000 5 0.000 5 0.000 5 0.000 6 0.000 03 0.000 1 0.000 3 0.000 1 0.000 5 0.000 5 0.000 6 0.000 03 0.000 1 0.000 5 0.000 5 0.000 6 0.000
0.001 0.001 0.0004 0.0010 0.000 4 0.0050 0.0010 0.0050 0.0010 铁 0.000 10.0001 锑 0.0001 0.0001 0.0010 0.00050 50.0010 0.00040 0.0050 0.0010 0.00500.00100.005 00.0010 钴0.00010.0001 铅0.00010.0001 0.00100.00040.00100.0004 0.00500.00100.00500.0010镍0.00010.0001 砷0.00010.000 1 0.00100.00040.001 00.0004 0.00500.00100.00500.0010 锌0.00010.0001 铋0.00010.000 1 0.00100.00050.0010 0.0010 0.005 0.0010 0.005 00.0010 硒 0,000 05 0.00005 碲 0..000 05 0.0001. 0..0001 0.00008 0.001 0 0.0004 0.001 0 0.0010 0.0004 0.005 00.000 8 0.005 0 0.000 8 0.005 0 0.000 8
当过程失控时,应查找原因,纠正误差,重新校准。中华人民共和国质量监督检验检疫总局、中国标准化管理委员会发布的GB/T 5121的本部分规定了铜及铜合金中铬、铁、锰、钴、镍、锌、砷、硒、银、镉、锡、锑、碲、铅和铋的测定方法。本部分适用于铜及铜合金中铬、铁、锰、钴、镍、锌、砷、硒、银、镉、锡、锑、碲、铅和铋的测定。测定范围:0.000 05%~0.005 0%。 在重复性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值在下文给出的平均值范围内不得超过重复性限值（r），超过重复性限值（r）的情况不得超过5％。 重复性限值（r）根据表2中的数据通过线性内插获得。