一种铬铁中多种元素的快速检测方法与流程

1.本发明属于微量元素检测技术领域，具体涉及一种铬铁中多种元素的快速检测方法。


背景技术：

2.常规检测铬铁中多种元素的方法主要集中在化学法或者仪器法。化学法检测元素单一，工时长，每个元素需要一名化验员检测，且每个元素所需要的工时很长少则8小时，长则两天。仪器法有分原子吸收法、电感耦合等离子发射光谱法和x射线荧光光谱法。原子吸收法每个元素都需要单独检测，电感耦合等离子发射光谱法由于溶解试样的方式硅元素检测效果不是很好，需要化学法单独检测，而国家标准和相关文献的方法偏重于试样熔融制成玻璃片后在检测，由于试样中有金属单质的存在，在熔片过程中操作不慎会导致铂金坩埚的腐蚀，而熔铸玻璃片法需要另外配置设备，设备的造价高，无形当中大幅度的提高了生产成本。
3.例如，当前用于铬铁中元素的检测方法包括：利用离心浇注机制样法、用熔铸玻璃片法制样、利用聚乙烯醇溶液作为粘合剂压片检测等。但上述方法中离心浇注机设备成本过高，离心浇注机制样法的检测成本偏高；用熔铸玻璃片法制样，试样预氧化容易出现不充分的情况，金属单质会腐蚀铂金坩埚，而且操作过程复杂；而利用聚乙烯醇溶液作为粘合剂压片检测，液体粘合剂压片后需要对样片烘干处理，处理不当样片容易开裂。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供一种铬铁中多种元素的快速检测方法，以解决现有技术的方法检测过程用时长、工作效率低、操作复杂、试剂种类多导致环境污染的问题。
5.为实现上述目的一种铬铁中元素的快速检测方法，包括以下步骤：
6.s1、将待测的铬铁样品和标准样品分别与淀粉按质量比1:1混合并研磨，既充分研磨细化样品粒度，又可以充分混匀同时也起到粘结作用；
7.s2、分别以粘结剂铺底，并分别将研磨后的标准物质和铬铁样品铺在所述粘结剂上；
8.s3、经过压制得到标准物质压片和铬铁样品压片；
9.s4、用x射线荧光光谱法对步骤s3中得到的标准物质压片检测各元素的荧光强度的平均值，根据浓度和光强度建立工作曲线；对所述工作曲线进行校准：
10.s5、用x射线荧光光谱法对步骤s3中得到的铬铁样品压片检测，通过步骤s4中校准后工作曲线的方程计算得到各元素含量。
11.优选的，步骤s1中所述研磨的粒度为150-200目。
12.优选的，步骤s2中所述粘结剂为硼酸；所述淀粉包括马铃薯粉。
13.优选的，步骤s3中压制时的条件包括铑靶、pc探测器、管流50-70ma、管压40-50kv、2θ角57.500-144.610
°
、检测时间20-40s。
14.优选的，步骤s3中所述压制方法包括在25-40t压力下压制15-30s。
15.优选的，所述校准时的校准曲线方程为：
16.w＝ai+b
17.式中：w—待测成分的含量，％；i—x射线强度；a、b—系数。
18.优选的，所述铬铁样品压片、标准物质压片检测后置于干燥皿中保存。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果：
20.本发明方法操作简单，所用试剂简单常见，检测流程短，检测结果可以满足生产要求，大大的提高了生产效率；与当前国家标准检测方法相比使用的化学药品少，对环境污染小，同时节约了生产成本而且不用铂金坩埚溶解试样，操作容易，避免坩埚损坏，节能降耗。
21.综上，本发明方法节约了检测用的原材料，降低了生产成本，提高了劳动生产率，以往多人的工作简化成了一个人完成，而且溶解试样时间短，检测速度快，生产周期短，应用试剂少，改善了劳动的条件，降低了环境污染。
附图说明
22.图1是本发明检测方法的流程示意图。
具体实施方式
23.以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。
24.下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法、检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法、检测方法等。
25.本发明提供一种利用压片制样法和x射线荧光光谱仪快速检测铬铁中多种元素的方法，包括以下步骤：
26.1、仪器和试剂
27.仪器：压片制样机；x射线荧光光谱仪；试样加工机；压片制样专用塑料压环。
28.试剂：硼酸(优级纯)、马铃薯淀粉(或纤维素)、若干用于绘制曲线、校准曲线、验证检测结果的标准样品；98％酒精。
29.2、工作条件
30.根据所使用的仪器类型、分析元素、共存元素及其含量变化范围，选择合适的测量条件。
31.分析元素的计数时间取决于所测元素的含量及所要达到的分析精密度，一般为20-50s。
32.光管电压、电流的选择应考虑测定谱线最低激发电压和光管的额定功率。
33.推荐使用的分光晶体、2θ角、光管电压电流、检测时间列入下表；
34.元素灯探测器晶体管流/ma管压/kv2θ角检测时间/ssi靶rhpcpet6050109.18640al靶rhpcpet6050144.61040fe靶rhpclif1605057.50020p靶rhpcge6050141.18640
35.实验步骤
36.步骤一、样品制备：
37.样品加工：粒度影响是样品粒度与x射线荧光谱线强度的关系：随着样品研磨粒度的减小，样品颗粒间的紧密程度越强，x射线荧光扫描的谱线强度也会越高。因此，研磨粒度最好大于180目，压力机的吨位在30-60t。
38.马铃薯淀粉的混合研磨：将待测的铬铁样品和标准样品分别与淀粉按质量比1:1混合并研磨。淀粉会更好的细化粒度，在压制样片过程中，也起到粘结剂的作用，可以对试样起到粘结作用，不使试样开裂。淀粉包括马铃薯淀粉。
39.分别以粘结剂铺底，并将研磨后的标准物质和铬铁样品分别铺在所述粘结剂上。粘结剂包括硼酸，将硼酸铺平四周略高中间略低且平整，粘合剂增加样片的牢固性。
40.制作样品：利用压片机对塑料环内硼酸打底上铺试样的样品进行压制，压制压力30t保持时间15s压制成片，压制成片后用洗耳球吹净表面杂质。
41.步骤二、建立校准曲线：
42.用x射线荧光光谱法对标准物质压片检测各元素的荧光强度的平均值，根据浓度和光强度建立工作曲线，并对所述工作曲线进行校准。
43.具体来说：在选择好的工作条件下，用x射线荧光光谱仪对所压制好的标准样品进行检测用仪器所配备的软件，以标准样品中该元素的含量值和测量的荧光强度平均值计算并绘制出校准曲线：
44.w＝ai+b
45.式中：w—待测成分的含量，％；i—各成分的x射线强度，kcps；a、b—系数。
46.步骤三、校准曲线准确度的确认：
47.绘制出校准曲线后，选择合适的标准样品按照曲线的分析条件进行检测，验证曲线是否准确。
48.步骤四、样品检测过程：
49.用x射线荧光光谱法对铬铁样品压片检测，通过校准后的工作曲线的方程计算得到各元素含量。
50.1、配置工作曲线：选择合适(按照检测样品选择合适标准样品，将检测样品包含在曲线之内)的标准样品，通过压片法制得片状样品，把制好的样品按仪器要求放入仪器中，对其进行检测，根据浓度和光强度建立工作曲线。
51.2、标准样品检测：绘制工作曲线后，再进行标准样品检测，得到检测结果。
52.3、试样检测：标准样品检测结果符合检测要求后，对试样进行检测，得到检测结果。
53.步骤五、样品存放：
54.检测后的标准样品及工作曲线放在干燥皿中保存，下次检测再次使用，本方法压片后的样品，至少可以保存2个月以上，样品反复使用，降低了生产成本，节约了工作时间。
55.实施例1：
56.如图1中步骤所示，选取标准样品，将压片台用酒精擦拭干净，放上塑料环，取一定质量的硼酸于塑料环内，铺平四周略高中间略低且平整，取一定质量的试样(马铃薯与样品按质量比1:1混合后)铺在硼酸上，将试样尽可能铺平，且不露白。利用压片机对塑料环内硼
酸打底上铺试样的样品进行压制，选择压制压力30t，静压时间20s压制成片。
57.选取一系列的标准样品，对这些标准样品进行检测，标准样品及其工作曲线结果如下：
58.标准样品simnpcrgsb03-2536-2009/％0.150.110.02562.49fecr67/％0.400.190.015368.08bh0310-4/％3.890.510.04961.74bh0310-3/％5.791.300.07358.37cr-1第4号/％1.940.480.02765.58
59.表1、本发明实施例1标准样品
60.元素线性回归方程相关系数siw＝2.96073i-2.569690.9999mnw＝3.27525i-1.020360.9954pw＝1.29186i-5.532870.9999
61.表2、本发明实施例1工作曲线
62.实施例2：
63.选取标准样品，将压片台用酒精擦拭干净，放上塑料环，取一定质量的硼酸于塑料环内，铺平四周略高中间略低且平整，取一定质量的试样(马铃薯与样品按质量比1:1混合后)铺在硼酸上，将试样尽可能铺平，且不露白。利用压片机对塑料环内硼酸打底上铺试样的样品进行压制，选择压制压力30t，静压时间15s压制成片。
64.在所选择的工作条件下进行校准曲线，随后对试样进行检测。以标准样品为例，检测结果如下：
[0065][0066]
表3、本发明实施例2标准样品检测结果
[0067]
对比例1：
[0068]
选取标准样品按技术方案步骤操作，将压片台用酒精擦拭干净，放上塑料环，取一定质量的硼酸于塑料环内，铺平四周略高中间略低且平整，取一定质量的试样(马铃薯与样品混合后)铺在硼酸上，将试样尽可能铺平，且不露白。利用压片机对塑料环内硼酸打底上铺试样的样品进行压制，选择压制压力30t，静压时间20s压制成片。
[0069]
对标准样品进行不同方法的检测，检测结果对比如下：通过对比我们可以看出该方法与化学法和常规icp检测结果相比误差相差不大，与标准值相比误差相差也不大，均在误差范围，而与化学法和icp方法在处理试样方面相比，试样处理过程简洁，快速，操作简单，直接压片没有化学污染，制片一个仅需十分钟即可，而化学法工时较长，每个元素均需
要一个人员操作，不合适快速生产的需求。在误差允许的情况下，发明的方法更适合快速的要求。
[0070]
元素simnp标准值(gsb03-2536-2009)0.150.110.025xrf/％0.130.150.029icp/％——0.130.024化学法/％0.17——0.027
[0071]
表4、本发明对比例1的标准样品检测结果
[0072]
对比例2：
[0073]
方法1.选取标准样品按技术方案步骤操作，将压片台用酒精擦拭干净，放上塑料环，取一定质量的硼酸于塑料环内，铺平四周略高中间略低且平整，取一定质量的试样(马铃薯与样品混合后)铺在硼酸上，将试样尽可能铺平，且不露白。利用压片机对塑料环内硼酸打底上铺试样的样品进行压制，选择压制压力30t，静压时间20s压制成片。
[0074]
方法2.选取标准样品按技术方案步骤操作，将压片台用酒精擦拭干净，放上塑料环，取一定质量的硼酸于塑料环内，铺平四周略高中间略低且平整，取一定质量的试样(不添加马铃薯粉，对试样直接压片)铺在硼酸上，将试样尽可能铺平，且不露白。利用压片机对塑料环内硼酸打底上铺试样的样品进行压制，选择压制压力30t，静压时间20s压制成片。
[0075]
对标准样品进行不同方法的检测，检测结果对比如下：通过对比我们可以看出，经过马铃薯淀粉混匀的样片检测结果更接近标准值，检测效果更理想，而且由于马铃薯淀粉与试样混合可以起到更好的粘结作用，样片不易碎裂，保存的时间更长，可长期反复使用。
[0076][0077]
表5、本发明对比例2的标准样品检测结果
[0078]
通过标准曲线的建立、标准样品的检测、不同检测仪器的对比和不同压片方法的对比，可以得出该专利检测方法可行。该方法检测周期短，所用化学药剂少，合理的压力和静压时间的配合，加上马铃薯淀粉混匀的使用使得压制样品表面光滑，不易碎裂，降低了干扰，并且提高了标准样品和标准曲线的保存时间，使得样品可以重复利用，而且提高了检测结果的准确性，使得检测结果准确稳定。
[0079]
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将待测的铬铁样品和标准样品分别与淀粉按质量比1:1混合并研磨；s2、分别以粘结剂铺底，并将研磨后的标准物质和铬铁样品分别铺在所述粘结剂上；s3、经过压制得到标准物质压片和铬铁样品压片；s4、用x射线荧光光谱法对步骤s3中得到的标准物质压片检测各元素的荧光强度的平均值，根据浓度和光强度建立工作曲线，并对所述工作曲线进行校准；s5、用x射线荧光光谱法对步骤s3中得到的铬铁样品压片检测，通过步骤s4中校准后的工作曲线的方程计算得到各元素含量。2.根据权利要求1所述铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，步骤s1中所述研磨的粒度为150-200目。3.根据权利要求1所述铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，步骤s2中所述粘结剂为硼酸；所述淀粉包括马铃薯粉。4.根据权利要求1所述铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，步骤s3中压制时的条件包括铑靶、pc探测器、管流50-70ma、管压40-50kv、2θ角57.500-144.610
°
、检测时间20-40s。5.根据权利要求1所述铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，步骤s3中所述压制方法包括在25-40t压力下压制15-30s。6.根据权利要求1所述铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，所述校准时的校准曲线方程为：w＝ai+b式中：w—待测成分的含量，％；i—x射线强度；a、b—系数。7.根据权利要求1所述铬铁中元素的快速检测方法，其特征在于，所述铬铁样品压片、标准物质压片检测后置于干燥皿中保存。

技术总结
本发明公开一种铬铁中元素的快速检测方法，包括以下步骤：S1、将待测的铬铁样品和标准样品分别与马铃薯粉按质量比1:1混合并研磨；S2、分别以粘结剂铺底，并分别将研磨后的标准物质和铬铁样品铺在所述粘结剂上；S3、经过压制得到标准物质压片和铬铁样品压片；S4、用x射线荧光光谱法对标准物质压片检测各元素的荧光强度的平均值，根据浓度和光强度建立工作曲线；对所述工作曲线校准后，再进行标准样品检测：S5、用x射线荧光光谱法对铬铁样品压片检测，通过工作曲线的方程计算得到各元素含量。本发明方法操作简单，所用试剂简单常见，检测流程短，大大的提高了生产效率。大大的提高了生产效率。大大的提高了生产效率。


技术研发人员：唐语 王亚朋 李德强 张鲁宁
受保护的技术使用者：本钢板材股份有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/22