电感耦合等离子体发射光谱法测定钼铁中硫含量

电感耦合等离子体发射光谱法测定钼铁中硫含量

李文莉1，何爱乾2，康强1,苏斯燕,1，寇德祥1

兰州兰石检测技术有限公司，甘肃兰州，730314） （2. 兰州兰石重型装备股份有限公司，甘肃兰州，730314）

摘要：本文介绍了用电感耦合等离子体发射光谱法测定钼铁中硫含量的分析方法。分析了样品的预处理、仪器分析条件的选择、基体及谱线的选择，进行了分析方法的检出限及精密度试验，仪器间比对试验。结果表明，该方法精密度较好，操作简便，拓宽了硫元素检测方法。

关键词：电感耦合等离子体发射光谱法；钼铁；硫含量

钼铁是炼钢的合金添加剂，它是作为钼元素加入钢中的，可提高钢的淬透性，消除回火脆性。而硫是钢铁冶金工业中常见的有害元素之一，它能与铁化合成为FeS,与锰化合成MnS。使钢铁产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。因此，准确测定钼铁中硫含量，降低炼钢中混入杂质硫，对于冶金工业具有十分重要的意义。

目前硫的测定方法主要有高频红外碳硫分析仪法、燃烧-碘酸钾滴定法、还原蒸馏-次甲基蓝光度法、氧化铝色层分离-硫酸钡重量法。这四种方法存在操作过程比较复杂繁琐，分析周期长和溯源性问题[1]。本文采用电感耦合等离子体发射光谱法分析钼铁中硫含量，其具有操作简便、精度高，可以根据分析元素含量高低和光谱干扰，灵活选择分析谱线，达到准确、定量地分析硫元素的目的。

1 实验部分

1.1仪器及分析参数

实验用仪器为德国SPECTRO GREEN 电感耦合等离子体发射光谱仪：检测器为半导体检测器；进样系统为同心型雾化器、旋流型雾化室。

分析参数：等离子体功率为1250w,冷却气流量为13L/min，辅助气流量为1L/min，雾化气流量为0.81L/min，样品流量为2.0mL/min；高纯氩气（纯度为99.995%）。

1.2主要试剂

（1）所用试剂均采用优级纯。

（2）硫标准溶液：称取4.4304g无水优级纯硫酸钾于烧杯中，加水溶解。用水移入1000ml聚乙烯容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀。硫浓度为1mg/ml。

1.3 试验方法

称取0.2000g试样于聚四氟乙烯杯中，加入适量氯酸钾溶液，加入20ml（1+2）硝酸，低温溶解后，冷却至室温，转移到100ml容量瓶中，定容至刻度，摇匀。在电感耦合等离子体发射光谱仪上检测硫含量。

2 结果与讨论

2.1 工作谱线选择

选元素含量有一定梯度范围的有证标准物质（CRM）或标准物质（RM）按照1.3步骤操作，制备系列工作曲线。

亦可用单元素标准溶液配制系列工作曲线。可称取0.12g金属钼和0.08g纯铁粉，模拟钼铁中钼量和铁量。按照1.3步骤溶解纯铁和金属钼，冷却至室温，转移到100ml容量瓶中，按表1加入被测元素溶液，配制出系列工作曲线。按照选定的仪器分析条件，测量配制好的工作曲线。其中S180.731谱线得到的线性方程为:，相关系数r＞0.999具有良好的线性关系，可用于测量。

2.2  氧化剂的选择

因钼铁中的硫以硫化物形式存在，在溶解过程中会以H2S形式逸出，导致检测结果偏低。采用加入5%氯酸钾溶液来氧化样品[2]。选择了硫含量不同的三个标准物质，加入不同体积5%氯酸钾溶液进行氧化。实验结果见表1。

表1 氯酸钾加入量对检测结果的影响

由表1可得，当加入8ml5%氯酸钾时，这三个不同硫含量标准物质检测结果最好，准确度高。故选择加入8ml5%氯酸钾做氧化剂。

2.3 方法精密度

按照上述检测方法步骤，对三种不同硫含量样品进行测定，测定结果及相对标准偏差RSD[3]，结果见表2。

表2 方法精密度试验结果（n=10）

从表2可以看出，三种不同硫含量样品检测结果相对标准偏差均≤2%，表明该方法精密度较好。

2.4方法回收率

在样品中分别加入3ml、5ml、7ml硫标准溶液(1mg/ml)，检测样品加入硫标准溶液前后硫含量，计算硫元素回收率[4]，具体结果见表3。

表3 方法回收率试验结果（n=10）

从表3可得，当加入在0.015%-0.035%时，方法的加标回收率都＞90%，表明此方法具有较好的准确度。

2.5不同方法比对

分别按照国标要求的红外吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱仪法测定钼铁中硫含量，具体结果见表4。

表4 不同方法比对试验结果

从表4可得，两种方法检测结果接近，且电感耦合等离子体发射光谱法准确度更高。表明此方法能克服由助溶剂吸附硫而引起的测量误差。

3 结论

综上，用电感耦合等离子体发射光谱法测定钼铁中硫含量的分析方法。此方法操作简便，快速，自动化程度高。准确度高，精密度较好。可用于硫元素批量检测，且此方法具有溯源性。

参考文献：[1]

[1]李清昌.ICP-AES测定矿物中硫的前处理方法的对比[J],有色矿冶,[x2]2013.

[2]李洁.采用ICP-AES法测量低合金钢样品中的硫[J],武钢技术,[x3]2005.

[3]薛静，李清昌.电感耦合等离子体发射光谱法测定矿物中的

常量硫[J],有色冶矿，2013．

[4]李永霞.微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定锰铁硫含量[J]，中国锰业，2017.

[1]请同时给出摘要相应的英文表示

[x2]同时给出所有参考文献的英文部分，以下同

[x3]同时给出所有参考文献的英文部分，以下同