ICP-AES测定钨铁中的磷元素

李红伟

（天津华勘商品检验有限公司，天津300181）

钨铁主要作为炼钢中钨元素的添加剂，其中磷元素作为一种有害元素，降低钢的高温性能和增加其脆性，从而影响钢的塑性和韧性。因此快速准确测定钨铁中磷元素含量显得尤为重要。现行钨铁检测国标方法中为钼蓝光度法[1]，需使用硫酸铍试剂，属于毒性物质，对化验人员与环境造成危害与影响；其它检测方法[2]，如草酸-过氧化氢体系中草酸对皮肤和黏膜有刺激性，吸入蒸气、粉尘会引起中毒，同样存在不安全隐患。所以迫切需要一种更为简单，清洁，安全的测试手段。本文采用硝酸-氢氟酸-盐酸溶解试样，在三者混合酸介质下，采用基体匹配法消除钨与铁对谱线的干扰，成功的应用电感耦合等离子体发射光谱仪测定磷元素含量。该方法快速，准确。

1 实验部分

1.1 主要仪器及工作条件

电感耦合等离子体发射光谱仪（美国PE公司）Optima-8000DV；仪器工作参数:高频发射功率1300W、冷却气流量8L/min、吹扫气流量0.2L/min、剪切气流量0.8L/min、样品提升量1.5mL/min、样品冲洗时间25S、积分时间20S、观测方式为径向；高纯氩气(纯度大于99.99%)。

1.2 主要试剂标准溶液

硝酸（ρ=1.42g/mL）、盐酸（ρ=1.19g/mL)、氢氟酸（40%），均为优级纯，二次蒸馏水，试剂取用时均取自同一瓶；高纯钨（＞99.98%),高纯铁（＞99.98)，钨铁标准样品（BH0313-2；W%=73.72，P%=0.037）。

1.3 标准溶液

1.3.1 标准贮备液C（p）=1000μg/mL(来自国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院）。

1.3.2 基体匹配

根据标准物质W和Fe的含量换算，称取高纯钨0.1474g，高纯铁0.0500g,准确称取至0.0001g，溶样方法同1.4；按照表1加入磷元素标准溶液，定容至100mL聚四氟乙烯容量瓶。

1.3.3 标准曲线

由磷的标准贮备液，按比例逐级依次稀释，加入W和Fe基体溶液配制成磷元素基体标准工作曲线，如表1。

表1 磷的标准曲线（μg/mL）

1.4 实验方法

称取标样 0.2000g，称取至 0.0001g，于 150mL聚四氟乙烯塑料坩埚中，加入少量水润湿样品，加入2mL硝酸、2mL氢氟酸、1mL盐酸，低温加热完全溶解，取下稍冷，补加2mL盐酸，用水定容于100mL聚四氟乙烯容量瓶中，混匀；随同试料作基体空白。

2 结果与讨论

2.1 溶液介质的选择

经相关资料查阅，钨铁虽然可完全被硝酸与氢氟酸混合酸溶解[1]，但是基于无机酸对ICP的性能有较大影响的前提下[3,4]，加入盐酸，总酸度控制5%左右时使溶液拥有更好的提升率[5,6]，使结果更加稳定准确。因此实验中选择硝酸、氢氟酸、盐酸混合酸介质，酸度控制5%。

2.2 元素分析线的选择

钨铁中磷元素含量较低，在选择背景、共存元素干扰较小的因素下，灵敏度应尽量提高。通过基体匹配后[7～9]，对磷 213.617nm 与 214.914nm 两条谱线1.0μg/mL基体对比实验后，发现214.915为钨的分析线，最终选择213.617nm为本实验磷元素分析线。

2.3 方法相关系数及检出限

标准曲线相关系数为k=0.9997;方法检出限采用基体空白溶液连续测定10次，3倍信噪比时信号对应的溶液浓度的平均值。本方法中磷元素的检出限为0.064μg/mL。

2.4 方法准确度及精密度试验

做2个平行样品，使用上述实验方法。结果如表2：

表2 磷的测定结果

2.5 实验结果分析

实验证明使用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钨铁中的磷元素，操作简便，分析快速，结果准确。

参考文献:

［1］GB/T 7731.4-1987钨铁化学分析方法钼蓝光度法测定磷量.

［2］陈金凤,黄焕斌,陈章捷,等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钨铁中砷、铜、锰、钼、磷、硅含量[J].冶金分析,2011,31(03):42-45.

［3］陶锐,高舸.电感耦合等离子体光发射光谱分析中无机酸基体效应研究(Ⅱ)克服无机酸基体干扰的方法[J].理化检验(化学分册),2005,(02):143-146.

［4］陶锐,高舸.电感耦合等离子体光发射光谱分析中无机酸基体效应研究(Ⅰ)无机酸基体效应及其机理[J].理化检验(化学分册),2005,(01):67-71.

［5］高小飞,倪文山,姚明星,等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定黑钨精矿中痕量硫磷[J].冶金分析,2012,32(06):30-33.

［6］于文红.ICP－AES法测定钨合金中镍、钴、铁、锰时酸度的影响[J].光谱实验室,1994,(02):52-56.

［7］郑海东,刘冰,高玉敏,等.电感耦合等离子体发射光谱法测定钨铁中的砷、锑、铋[J].铁合金,2010,41(05):40-42.

［8］郑海东,刘冰,张云鹏，等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钨铁中砷锑铋[J].冶金分析,2010,30(05):65-67.

［9］刘坤杰,李文军,李建强,等.ICP-AES分析法中铁基体非光谱干扰效应的机理研究[J].光谱学与光谱分析,2011,31(04):1110-1114.