利用帕纳科荧光提高耐酸钢中微量锑的检验水平

panake

2013/08/20
色谱

私聊

X射线荧光光谱仪（XRF）

我公司开发耐硫酸露点腐蚀钢板,是一种既耐硫酸露点腐蚀又耐大气腐蚀钢种。钢中主要含Mn、Cu、Cr、Ti、Sb等合金元素，而Cu、Cr、Sb又是三个最主要的抗大气腐蚀元素。

同时Sb在钢中的存在形式与作用和砷相似，与铁形成一些低熔点的化合物，有偏析倾向。锑降低钢的塑性和韧性，使钢产生高温脆性，对其强度和抗弯曲能力均有明显的不利影响。因此，通常将锑视为有害元素，一般要控制其含量。

目前钢中元素化学分析方法，主要是火花源原子发射光谱分析方法。ARL直读光谱无Sb的通道，无法检测含量。如何提高耐酸钢中微量锑的检验水平，配合公司研制耐硫酸露点腐蚀钢板。成为目前的课题。

我实验室使用的分析方法是用载体沉淀_钼蓝光度法测量锑含量,此方法操作复杂,分析周期长,人员要求高,分析成本高。并不适应现生产状况。我QC小组计划用碘化钾光度法测和载体沉淀_钼蓝光度法对有试样进行重复性实验，并对数据进行分析，将有效数据作为标样，在我站3#帕纳科XRF分析仪建立锑元素分析工作曲线，从而达到缩短分析周期，降低人员要求和分析成本的目的。

活动目标

检定水平符合国标相关精密度要求，满足实际生产过程中，对Sb的控制做出监测的要求。将Sb分析周期控制在15分钟之内，人员控制在1人，用XRF荧光分析仪代替湿法分析。

实施记录

一．用载体沉淀_钼蓝光度法测量现有试样

方法提要：在硝酸介质中，以二氧化锰为载体沉淀锑与大量铁.铬.镍.钴.铝.铜等分离,钨预先过滤除去,铌.钛有干扰,在硫酸溶液中有酒石酸存在下,用甲基异丁基酮萃取锑和碘离子形成的配合物而铌.钛等分离,在硫酸溶液中,锑与钼杂多酸形成配合物,用乙酸丁酯萃取,测量其吸光度。具体实验方法参照国家标准分析方法。

所得数据如下：

	试样一	试样二	试样三	试样四	试样五	试样六
1	0.012	0.014	0.025	0.031	0.044	0.055
2	0.013	0.014	0.025	0.033	0.045	0.055
3	0.012	0.015	0.024	0.03	0.044	0.053
平均值	0.012	0.014	0.025	0.031	0.044	0.054
RSD	4.81	4.12	2.30	4.90	1.30	1.80

相对标准偏差都小于5%所以符合仪器分析要求，故此方法可行。由此表可以看出，三次实验的重复性与再现性均满足国标要求，三次实验平均值可以满足我QC小组所需数据。

二．碘化钾光度法测

方法提要: 在0.25mol/L硝酸的存在下,在0.6-1.8mol/L硫酸的介质中, 锑与碘化钾形成黄色[SbI4]一络阴离子增加显色浓度和比色液层增加显色浓度和比色液层厚度，提高其光度分析显色方法灵敏度，可测低合金钢中大于0.01%的锑.

所得数据如下：

	试样一	试样二	试样三	试样四	试样五	试样六
1	0.012	0.016	0.024	0.031	0.043	0.055
2	0.013	0.015	0.024	0.033	0.044	0.055
3	0.012	0.015	0.023	0.031	0.043	0.053
平均值	0.012	0.015	0.024	0.032	0.043	0.054
RSD	4.81	3.84	2.41	3.61	1.34	2.14

相对标准偏差都小于5%所以符合仪器分析要求，故此方法可行。由此表可见，三次实验的重复性与再现性均满足国标要求，三次实验平均值可以满足我QC小组所需数据。

三．数据分析：

综合两种实验方法所得数据，可得下表：

	试样一	试样二	试样三	试样四	试样五	试样六
方法一	0.009	0.015	0.025	0.031	0.044	0.054
方法二	0.009	0.015	0.024	0.032	0.043	0.054
平均值	0.009	0.015	0.024	0.031	0.043	0.054

由此表可以看出，两种实验方法平均值均在国标允许偏差内，两次数据有效。两次数据的平均值可作为XRF的工作曲线的标准值。

四．在帕纳科XRF荧光分析仪上建立工作曲线

用湿法分析所用的六个试样作为标样，在同等条件下分别测得六个试样中Sb的强度，以两种实验方法所得数据作为标准值建立工作曲线。

结果验证

重新选择3个试样和一个标样,用两种湿法分析所得平均值和XRF荧光分析仪做比较,所得结果如下:

	试样七	试样八	试样九	YSBC11184-2000（0.019）
湿法分析值	0.008	0.034	0.042	0.017
荧光值	0.009	0.037	0.044	0.018

由表可以看出,湿法分析和XRF荧光分析所得结果均在允许公差内,荧光分析值可满足生产需求.

经济效益

Sb是耐酸钢中要控制的重要元素，直读分析仪中无Sb工作曲线，用湿法分析所用时间长人力多，而且比较容易出现人为误差。用现有帕纳科XRF荧光分析仪则把分析时间由原来2个小时缩短为10分钟，所用人员由原来2—3人减少为1人操作即可，大大降低了分析成本，是现有硬件水平的最佳分析方法。

巩固措施

为了保证XRF工作曲线的准确性,定期随机抽取试样用湿法进行对比,及时对曲线进行效正.在出现超出曲线检测范围试样时应用湿法标定准确值后,作为标准试样加入到XRF工作曲线中,以增加XRF的检测范围.

体会和今后打算

一. 体会

此次QC小组活动充分利用了我站现有硬件设施,解决了耐硫酸露点腐蚀钢板中Sb分析速度慢.耗费人力试剂多的问题, 提高了生产效益，进一步保证了服务质量，大家的质量意识、团体精神得到了增强. 创造了良好的经济效益和社会效益。实践证明QC小组活动在我们的实际工作中是行之有效的，这种时间短、见效快的做法，愈来愈受到生产一线岗位工作人员的认可和欢迎.

二.今后打算

继续开展QC小组活动，使QC小组活动向制度化、标准化、讲实际和时效方面发展。继续以群众性的质量管理为手段，为提高物资量计量准确率和为顾客提供优质服务作新的贡献。