鉛及鉛合金化學分析方法 第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法-編制說明_第1頁
鉛及鉛合金化學分析方法 第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法-編制說明_第2頁
鉛及鉛合金化學分析方法 第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法-編制說明_第3頁
鉛及鉛合金化學分析方法 第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法-編制說明_第4頁
鉛及鉛合金化學分析方法 第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法-編制說明_第5頁
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文檔簡介

一、工作簡況

1、任務來源

2022年7月,國家標準化管理委員會下達了《第二批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通

知》-國標委發(fā)﹝2022﹞22號文件,其中《鉛及鉛合金化學分析方法第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、錫、

鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》由國合通用測試評價認證

股份公司、國標(北京)檢驗認證有限公司負責起草,項目計劃編號為20220733-T-610,項目周期18個月,

計劃完成年限2023年。

2、目的和意義

鉛是重要的有色金屬,其年產(chǎn)銷量在有色金屬中排在鋁、銅、鋅之后的第四位,主要應用在鉛蓄電池、

電纜護套、鉛箔等領域。鉛產(chǎn)品不僅包括高純度的鉛錠、再生鉛,還包括鉛銻合金、鉛鈣合金等合金產(chǎn)品,

各雜質(zhì)元素的質(zhì)量分數(shù)是鑒別產(chǎn)品等級的重要參數(shù)。地殼中的鉛常與鋅、銅共生,構(gòu)成鉛鋅礦或鉛鋅銅礦,

此外還會含有銀、鉍、鎘、錫等雜質(zhì)元素。根據(jù)GB/T469、GB/T21181、GB/T26045、GB/T1470等鉛相

關產(chǎn)品標準,鉛及鉛合金中通常需要檢測銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳等痕量雜質(zhì)元素。

目前,鉛及鉛合金化學成分的檢測依據(jù)為GB/T4103《鉛及鉛合金化學分析方法》,該系列共17個部

分,前15部分均為單一元素測定方法,涉及原子熒光光譜法、原子吸收光譜法、分光光度法等,涉及錫、

銻、銅、鐵、鉍等雜質(zhì)元素的測定。第16部分為《銅、銀、鉍、砷、銻、錫、鋅量的測定光電直讀發(fā)射

光譜法》。第17部分為《鈉量、鎂量的測定火焰原子吸收光譜法》。

本項目的目的在于建立電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定鉛及鉛合金中銀、銅、鉍、砷、銻、

錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲等痕量雜質(zhì)元素的化學分析方法。ICP-MS具有多元素同時測定、

干擾少、靈敏度高等優(yōu)點,是近些年高純金屬及合金材料化學成分分析的重要手段。建立鉛及鉛合金中痕

量雜質(zhì)元素的ICP-MS分析方法具有重要意義,項目完成后GB/T4103標準體系更加完善,為檢測機構(gòu)提

供更加便捷的方法標準,提高鉛及鉛合金樣品的檢測速度,更好的服務鉛及鉛合金產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用單位。

3、項目編制組單位及變化情況

2022年9月,任務落實會議確定編制組成員包括國合通用測試評價認證股份公司、國標(北京)檢驗

認證有限公司、廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心、阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所、深圳市中金嶺南有色金屬

股份有限公司、北礦檢測技術股份有限公司、銅陵有色金屬集團控股有限公司、金川集團股份有限公司、

紫金銅業(yè)有限公司、國合通用(青島)測試評價有限公司、湖南水口山有色金屬集團有限公司。2023年6

月,增加遼寧中科力勒檢測技術服務有限公司。

4、主要參加單位和工作成員及其所做的工作

4.1主要參加單位情況

國合通用測試評價認證股份公司、國標(北京)檢驗認證有限公司是本標準的起草單位。在工作前期,

對現(xiàn)階鉛及鉛合金相關的產(chǎn)品標準、檢測現(xiàn)狀及國內(nèi)外相關檢測標準進行了充分的調(diào)研,并設計了采用電

感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)測定鉛及鉛合金中銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、

鈣、硒、碲含量的實驗方案。項目計劃下達后,編制組購買鉛標準物質(zhì)及高純鉛樣品并積極聯(lián)系阜陽市產(chǎn)

品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所協(xié)調(diào)準備鉛鈣合金、鉛銻合金和鉛銀合金等公共樣品;完成ICP-MS測定方法的研究并

形成研究報告及《討論稿》;發(fā)放樣品并協(xié)調(diào)驗證單位完成驗證報告,并在綜合各驗證單位意見的基礎上

提出《征求意見稿》;負責匯總精密度數(shù)據(jù),完成數(shù)理統(tǒng)計工作;負責意見征集與匯總;并負責在標準預

審會、審定會上進行項目介紹與答辯,最終形成報批稿,協(xié)助標準化技術委員會秘書處完成標準的報批工

作。

廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心、阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公

1

司等3家單位作為一驗,負責逐條驗證《研究報告》的內(nèi)容,對方法的可行性進行論證并給出結(jié)論;負責

提供本試驗室公共樣品的原始測定數(shù)據(jù);協(xié)助起草單位完成標準報批稿的校核工作。

北礦檢測技術股份有限公司、銅陵有色金屬集團控股有限公司、金川集團股份有限公司、紫金銅業(yè)有

限公司、國合通用(青島)測試評價有限公司、湖南水口山有色金屬集團有限公司、遼寧中科力勒檢測技

術服務有限公司是等單位作為二驗,主要按照《研究報告》中的試驗步驟完成公共樣品的測定并提供原始

測定數(shù)據(jù),對于試驗中發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋給起草單位。

國標(北京)檢驗認證有限公司和阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所為本項目提供公共樣品。

4.2主要工作成員所負責的工作情況

本標準主要起草人及工作職責見表1-1。

表1-1主要起草人及工作職責

起草人工作職責

墨淑敏負責方法的起草,各階段標準文本、編制說明的編寫。

潘元海、鄭佳樂協(xié)助完成ICP-MS的相關試驗。

李愛嫦、趙莎莎與驗證單位聯(lián)系及數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

負責方法一驗工作,對ICP-MS的條件實驗進行了驗證,并完成精密度數(shù)據(jù)。

周明俊、李彪、楊建兵、魯仕梅、郭鑫濤

負責提供標準驗證用鉛及鉛合金樣品。

孫夢荷、郭明芳、張宗磊、劉娜、王興君、李

負責二驗,提供精密度數(shù)據(jù)。

明珠、王洋、朱國忠、廖彬玲、鄭佳瀅、董振

5、主要工作過程

5.1起草階段

(1)任務落實

2022年7月,國家標準化管理委員會正式批復本項目,項目計劃編號為20220733-T-610。2022年9月

26日~9月28日在山西省太原市召開工作會議,對本項目進行了任務落實。會議明確了項目的時間進度

安排,確定國合通用測試評價認證股份公司為起草單位,國標(北京)檢驗認證有限公司、廣東省科學院

工業(yè)分析檢測中心、阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所等11家單位參與方法的驗證。

(2)樣品收集及試驗研究

任務落實會議后,起草單位成立項目研發(fā)組。起草人員對現(xiàn)行的鉛及鉛合金產(chǎn)品標準進行了調(diào)研,主

要涉及GB/T469《鉛錠》、GB/T26045《蓄電池板柵用鉛鈣合金錠》、GB/T26011《電纜護套用鉛合金錠》、

GB/T21181《再生鉛及鉛合金錠》、YS/T915《蓄電池板柵用鉛銻合金錠》、YS/T498《電解沉積用鉛陽

極板》、YS/T636《鉛及鉛銻合金棒和線材》等;對各產(chǎn)品牌號中需要檢測的化學元素、含量范圍進行了

統(tǒng)計,明確了適合ICP-MS方法測定的元素種類和范圍。

阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所作為樣品提供單位積極聯(lián)絡相關鉛合金生產(chǎn)廠家,提供了鉛銻合金、鉛鈣

合金、鉛銀合金。國標(北京)檢驗認證有限公司購買了鉛錠光譜與化學標準樣品(GSB04-3278-2016)共

5個梯度,并進行了樣品加工。同時為了進行條件實驗研究,購買了5N高純鉛。

2022年11月~2023年2月,編制組人員對樣品的溶解包括硝酸酸度和酒石酸用量的影響、質(zhì)譜干擾特

別是Bi、Ni、Sb的質(zhì)譜干擾情況、基體效應及內(nèi)標元素的選擇、工作曲線及檢出限等進行條件實驗,確定

了采用ICP-MS分析鉛及鉛合金中銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量

的基本方法。并根據(jù)鉛及鉛合金質(zhì)譜干擾情況,對元素的測定范圍進行了調(diào)整。按照確定的實驗方法,對

純鉛和鉛合金等8個公共樣品進行精密度測試,并對數(shù)據(jù)的平均值和相對標準偏差進行整理匯總。

2023年3月,起草單位完成研究報告,并按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文

件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定撰寫了GB/T《鉛及鉛合金化學分析方法第18部分:銀、銅、鉍、砷、銻、

錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》(討論稿)。

2

(3)驗證單位驗證

2023年3月底,起草單位將樣品和方法研究報告郵寄給各驗證單位進行數(shù)據(jù)的驗證工作。2023年6月,

各驗證單位陸續(xù)完成驗證工作并返回驗證報告。驗證單位提出的意見及反饋見表1-2。起草單位綜合各驗證

單位反饋意見對《討論稿》進行修改完善,形成標準文本的《征求意見稿1》。

表1-2驗證單位提出的意見及反饋

編號意見內(nèi)容處理意見

15.17鋁標準貯存溶液和5.23錫標準貯存溶液配制方法采納

2表2可以不寫出潛在質(zhì)譜干擾。采納

3建議鈣、硒、銀增加推薦同位素質(zhì)量數(shù)采納,增加Ca44、Se78、Ag109

4建議增大稱樣量不采納

580Se受40Ar40Ar+影響,建議選擇78作為Se的同位素質(zhì)量數(shù)。80保留,補充推薦質(zhì)量數(shù)78

6基體濃度為1.0mg/mL時,內(nèi)標校正對100ng/mLBi的校正效果不好增加備注試液適當稀釋后測定,如基體濃

7賽默飛ICPQ測定過程中,基體效應嚴重,內(nèi)標回收率低度0.5mg/mL,見8.4.1注

8明確是否采用高純鉛進行空白采納

溶樣的酸(1+2)5mL偏少,由于體積損失,會出現(xiàn)白色沉淀物,建議將

9采納,采用硝酸(1+4)增加體積

酸量增加至10ml

5.2征求意見階段

2023年6月25日~28日有色標委會在遼寧沈陽召開預審會。來自有研粉末新材料(合肥)有限公司、

云南錫業(yè)股份有限公司、浙江華友鈷業(yè)股份有限公司、云南云銅鋅業(yè)股份有限公司等單位的40多位專家對

《征求意見稿1》進行討論,并提出了寶貴意見。

5.3審查階段

5.4報批階段

二、標準編制原則

本標準起草過程中遵循以下原則:

(一)規(guī)范性原則:本標準是根據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》和GB/T20001.4-2015《標準編寫規(guī)則第4部分:試驗方法標準》的要求進行編寫的;并按照GB/T

6379.2-2004《測量方法與結(jié)果的準確度》進行數(shù)理統(tǒng)計分析。

(二)先進性:標準采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛及鉛合金中銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、

鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲等15種雜質(zhì)元素含量。本標準在國內(nèi)外均為首次制定,具有前瞻性和引領性。

(三)適用性:本標準以滿足我國鉛及鉛合金產(chǎn)品實際檢測需求為原則,宜于應用。標準適用于GB/T469

《鉛錠》、GB/T26045《蓄電池板柵用鉛鈣合金錠》、GB/T26011《電纜護套用鉛合金錠》、GB/T21181

《再生鉛及鉛合金錠》、YS/T915《蓄電池板柵用鉛銻合金錠》、YS/T498《電解沉積用鉛陽極板》、YS/T

636《鉛及鉛銻合金棒和線材》等多種鉛產(chǎn)品中雜質(zhì)元素的測定,有利于快速確定產(chǎn)品牌號,對生產(chǎn)企業(yè)的

技術進步產(chǎn)生積極的促進作用。

(四)合規(guī)性:充分考慮國家法律、安全、衛(wèi)生、環(huán)保法規(guī)的要求。

三、標準主要內(nèi)容的確定依據(jù)

本標準為首次制定標準。在標準的制定過程中對以下幾個方面進行了確認:

1、元素種類及測定范圍

電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)適用于金屬及合金中微痕量雜質(zhì)元素的測定,本方法制定過程對

3

GB/T469《鉛錠》、GB/T26045《蓄電池板柵用鉛鈣合金錠》、GB/T26011《電纜護套用鉛合金錠》、GB/T

21181《再生鉛及鉛合金錠》、YS/T915《蓄電池板柵用鉛銻合金錠》、YS/T498《電解沉積用鉛陽極板》、

YS/T636《鉛及鉛銻合金棒和線材》等鉛及鉛合金相關產(chǎn)品標準中對產(chǎn)品化學成分的要求進行了統(tǒng)計,發(fā)

現(xiàn)上述純鉛及鉛合金中涉及到的微痕量雜質(zhì)元素主要包括銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、

鋁、鈣、硒、碲等元素。同時,各種牌號鉛及鉛合金產(chǎn)品中Ag、Cu、As、Sn、Sb、Zn、Fe、Ni、Cd等雜

質(zhì)元素的最低限量要求為不大于0.0002%~0.0008%;Mg、Ca、Bi、Se、Te、Al等雜質(zhì)元素的最低限量要

求為不大于0.003%~0.01%。

綜上,結(jié)合ICP-MS在日常檢測中的應用情況,確定本方法用于鉛錠、再生鉛、再生鉛銻合金、再生

鉛鈣合金、蓄電池板柵用鉛鈣合金錠、蓄電池板柵用鉛銻合金錠、電纜護套用鉛合金錠、電解沉積用鉛陽

極板、鉛及鉛銻合金棒和線材中銀、銅、鉍、砷、銻、錫、鋅、鐵、鎘、鎳、鎂、鋁、鈣、硒、碲含量的

測定。元素及測定范圍見表2。

表2元素及測定范圍

元素測定范圍/%

Ag、Cu、As、Sb、Sn、Zn、Fe、Cd、Nia、Mg、Al、Se、Te0.0001~0.010

Bi、Ca0.0010~0.010

注:鉛合金(wSn≤2%)中鎳測定范圍0.0010%~0.010%,鉛合金(wSn>2%)中鎳的測定不適用于本文件。

a鉛錠、再生鉛等純鉛中鎳的測定。

2、樣品的溶解方法

YS/T229.1~.3《高純鉛化學分析方法》中采用稀硝酸溶解樣品測定高純鉛中As、Sb、Ag、Cu、Bi、

Al、Ni、Sn、Mg、Fe含量。GB/T4103.1~.17《鉛及鉛合金化學分析方法》中采用稀硝酸、硝酸-酒石酸、

硝酸-酒石酸-EDTA-檸檬酸溶解樣品測定鉛錠、鉛合金中Sn、Sb、Cu、Fe、Bi、As、Se、Te、Ca、Ag、Zn、

Tl、Al、Cd、Ni、Na、Mg含量,部分元素的檢測涉及采用硫酸或鹽酸沉淀鉛基體從而獲得更低的測定下

限。綜上,本方法擬采用稀硝酸溶解鉛錠、再生鉛等純鉛樣品以及鉛銀合金,對于錫、銻、鈣含量較高的

鉛銻合金、鉛鈣合金則采用硝酸-酒石酸混酸溶解金。

通過條件實驗對硝酸和酒石酸的用量進行了確認。由表3和表4結(jié)果可知,硝酸酸度在1%~3%、酒

石酸用量在0.1g/100mL~0.3g/100mL%范圍內(nèi)變化時,對測定結(jié)果無明顯影響。

本實驗中稱取0.10g試料于100mL燒杯中,加入5mL硝酸(1+2),樣品為鉛銻合金、鉛鈣合金時補

加0.1g酒石酸,加熱可使樣品溶解至澄清,稀釋定容至100mL無沉淀析出。

表3硝酸酸度對測定結(jié)果的影響

硝酸酸度

元素

1%2%3%

Mg39.7340.3939.55

Al41.0441.5641.27

Ca39.4339.8739.50

Fe38.9238.7338.55

Ni39.3139.7839.76

Cu39.0739.2239.18

Zn40.1239.5339.74

As39.4339.1739.56

Se40.0140.1539.86

Ag40.0240.3240.46

Cd40.7640.1840.98

4

Sn40.7440.6340.80

Sb40.3840.9441.06

Te40.0339.1439.67

Bi40.9840.5141.67

表4酒石酸用量對測定結(jié)果的影響

酒石酸用量g/100mL

元素

0.10.20.3

Mg40.4840.5441.19

Al41.0441.1641.48

Ca40.6539.9240.39

Fe39.1039.7839.75

Ni39.1139.6339.37

Cu39.3140.0039.68

Zn41.4940.3539.65

As39.2739.5039.39

Se40.4340.8839.21

Ag39.9739.9940.45

Cd40.6640.8241.05

Sn40.6840.7940.87

Sb40.9641.1741.45

Te40.2641.2041.33

Bi40.6940.3040.61

一驗單位廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心、阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,質(zhì)譜干擾條件試驗與起草單

位結(jié)論一致。水口山有色和紫金銅業(yè)驗證過程中出現(xiàn)隨著溶液體積蒸發(fā),析出白色物質(zhì),補水后加熱復溶。

推測可能是100mL燒杯中溶劑蒸發(fā)快,導致有溶質(zhì)析出,修改為在50mL燒杯中加入10mL硝酸(1+4)

(鉛銻合金、鉛鈣合金補加0.1g酒石酸),蓋上表面皿,低溫加熱。經(jīng)確認,純鉛、鉛銀、鉛銻合金、鉛

鈣合金均能夠較快(10min內(nèi))溶解,且無白色物質(zhì)析出。

2023年6月預審會專家建議采納增大稱樣量的意見,改為稱取試料0.50g。起草單位對溶解進行了新

的條件實驗。稱取0.50g樣品,置于100mL燒杯中,加入25mL硝酸(1+4)(鉛銻合金、鉛鈣合金補加

0.5g酒石酸),蓋上表面皿,低溫加熱至完全溶解,冷卻后移入50mL容量瓶中。用水稀釋至刻度,混勻。

遼寧中科力勒檢測技術服務有限公司對上述補充條件進行了驗證,無異議。

3、質(zhì)譜干擾情況

鉛及鉛合金中24Mg、27Al、63Cu、66Zn、75As、107Ag、111Cd、118Sn、128Te同位素豐度高且無同量異位

素干擾,無基體氧化物、雙電荷干擾,可以直接采用。40Ca+、56Fe+、80Se+受到40Ar+、40Ar16O+、40Ar40Ar+

的干擾,可采用H2/He碰撞反應模式進行測定。

本標準適用的鉛合金包括蓄電池板柵用鉛鈣合金錠、蓄電池板柵用鉛銻合金錠、電纜護套用鉛合金錠、

電解沉積用鉛陽極板。上述鉛合金中除了基體元素Pb,還存在Sb、Sn、Ag、Cu、Ca、Al,其最高含量見

表5。

表5鉛合金中合金元素最大質(zhì)量分數(shù)

元素質(zhì)量分數(shù)/%元素質(zhì)量分數(shù)/%

Sb8.5Cu0.2

5

Sn1.8Ca0.12

Ag1.2Al0.05

因此,分析試液中除了大量的Pb+,還存在一定量的Sb+、Sn+、Ag+、Cu+、Ca+、Al+,需要考察上述

離子對待測元素的質(zhì)譜干擾。經(jīng)分析,重點明確了208Pb1H對209Bi的干擾;116Sn2+、120Sn2+、122Sn2+、124Sn2+

等雙電荷離子對58Ni+、60Ni+、61Ni+、62Ni+的干擾;以及Sn的氫化物和Ag的氧化物離子對Sb的干擾。

3.1鉍質(zhì)譜干擾情況

209Bi(M=208.98039)易受到208Pb1H(M=208.98447)的質(zhì)譜干擾,導致測定結(jié)果偏高。實驗室采用

硫酸沉淀分離鉛基體,對Bi的干擾情況進行了確認。

分別稱取5N高純鉛樣品0.10g,按照實驗方法溶解后,加入0.5mL硫酸(1+1)沉淀分離鉛基體,轉(zhuǎn)

移到100mL容量瓶中,與不分離基體直接測定結(jié)果進行對比。2#鉛標樣沉淀分離鉛基體,并考察加入20

ng/mLBi時的加標回收率。結(jié)果見表6。

表6分離基體對Bi測定結(jié)果的影響

5N高純鉛結(jié)果/%2#鉛標樣結(jié)果/%

元素

直接測定分離基體測定直接測定分離基體測定加標回收率

Bi0.000100.000050.001660.0016997.0

由上述結(jié)果可知,ICP-MS直接測定Bi,存在0.00005%左右的基體干擾,幾乎不影響質(zhì)量分數(shù)≥0.0010%

的鉍的結(jié)果的準確性。提高Bi結(jié)果的準確度,采用高純鉛基體(wPb≥99.999%)對基體空白進行監(jiān)測,必

要時進行扣除。

3.2鎳質(zhì)譜干擾情況

Ni共有5個同位素,見表7。由表可知,其4個同位素均受到Sn雙電荷干擾,Ni64豐度小,而同量

異位素Zn64豐度很大,也無法用于定量分析。因此有必要對Sn的雙電荷干擾進行確認。目標鉛合金中Sn

質(zhì)量分數(shù)不大于2%,配制質(zhì)量濃度分別為0、0.1μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL

的Sn溶液,測定Ni。

表7鎳同位素豐度及潛在質(zhì)譜干擾

質(zhì)量數(shù)豐度干擾

5868.08116Sn2+

6026.22120Sn2+

611.14122Sn2+

623.63124Sn2+

640.9364Zn+(豐度49.17%)

實驗結(jié)果表明,鉛錠及再生鉛等純鉛中Sn含量不大于0.01%,Ni60和Ni58處Sn的雙電荷干擾均小

于0.1ng/mL,定量分析0.0001%及以上的Ni時可以忽略不計。

隨著Sn含量的增加,雙電荷干擾愈加明顯,Sn質(zhì)量濃度為20μg/mL(對應樣品中Sn質(zhì)量分數(shù)2%)

時,58Ni受到的質(zhì)譜干擾約0.4ng/mL,其余質(zhì)量數(shù)受到的質(zhì)譜干擾3~10ng/mL,質(zhì)譜干擾無法忽略不計。

含錫鉛合金中Ni≥0.0010%時,可選Ni58定量分析。因此,本方法規(guī)定鉛合金(wSn≤2%)中鎳測定范圍

0.0010%~0.010%,鉛合金(wSn>2%)中鎳的測定不適用于本文件。

3.3銻質(zhì)譜干擾情況

按照Sn、Ag最大質(zhì)量分數(shù)2%配制溶液,即Sn、Ag濃度分別為20μg/mL時測定Sb。由結(jié)果可知,

107Ag16O的氧化物對121Sb、123Sb的干擾<0.1ng/mL,定量分析0.0001%以上的Sb時Ag的質(zhì)譜干擾可以忽

略不計。121Sb+受到120Sn1H+的質(zhì)譜干擾約為0.3ng/mL;123Sb+受到122Sn1H+的質(zhì)譜干擾小于0.1ng/mL,可

以忽略。

綜上,各元素推薦的同位素質(zhì)量數(shù)見表8。

6

表8推薦的同位素質(zhì)量數(shù)和內(nèi)標及潛在質(zhì)譜干擾

元素同位素質(zhì)量數(shù)內(nèi)標潛在質(zhì)譜干擾元素同位素質(zhì)量數(shù)內(nèi)標潛在質(zhì)譜干擾

Mg2445ScSe8045Sc40Ar40Ar+

Al2745ScAg107133Cs

Ca40/4445Sc40Ar+Cd111133Cs

Fe5645Sc40Ar16O+Sn118133Cs

Ni58/6045Sc116Sn2+、120Sn2+Sb121/123133Cs120Sn1H+、122Sn1H+、123Te+

Cu6345ScTe128133Cs

Zn6645ScBi209187Re208Pb1H+

As7545Sc————

一驗單位廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心、阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,質(zhì)譜干擾條件試驗與起草單

位結(jié)論一致。

4、基體效應與內(nèi)標元素

采用5N高純鉛進行基體效應試驗。在基體濃度分別為0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.5mg/mL、1.0mg/mL

時,測定20ng的雜質(zhì)元素CPS,繪制折線圖,見圖1。由結(jié)果可知,隨著基體濃度的增加,除Mg、Al外,

其余元素信號強度均有不同程度的下降,受到基體的的抑制作用。

圖1基體濃度對待測元素信號強度的影響

ICP-MS測定雜質(zhì)元素含量通常采用內(nèi)標法校正基體效應及儀器波動對結(jié)果的影響。調(diào)諧儀器至最佳狀

態(tài),以鈧、銫、錸為內(nèi)標(見表1),20ng/mL待測元素測定值在19.3ng/mL~20.5ng/mL范圍內(nèi),即內(nèi)

標法可以校正基體效應對測定結(jié)果的影響。標準系列可直接配制,不需要高純鉛進行基體匹配。

一驗單位廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心、阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,基體效應及內(nèi)標選擇與起草

單位結(jié)論一致。

5、工作曲線及檢出限

配制系列標準溶液,以待測元素的質(zhì)量濃度為橫坐標,待測元素與內(nèi)標元素信號強度的比值為縱坐標,

繪制標準工作曲線。各雜質(zhì)元素線性方程及相關系數(shù)見表9。對11份全流程空白溶液進行測定,計算標準

偏差,以3倍標準偏差對應濃度計算檢出限,結(jié)果見表9。

表9方法的檢出限和檢測下限

元素質(zhì)量數(shù)范圍(ng/mL)線性方程相關系數(shù)檢出限(ng/mL)

7

元素質(zhì)量數(shù)范圍(ng/mL)線性方程相關系數(shù)檢出限(ng/mL)

Mg240.0001%~0.010%Y=0.0346X+0.00740.99940.04

Al270.0001%~0.010%Y=0.0393X+0.01260.99950.02

Ca400.0010%~0.010%Y=0.0229X+0.04100.99980.27

Fe560.0001%~0.010%Y=0.0355X+0.01140.99990.08

580.0010%~0.010%Y=0.0399X+0.01671.0000.17

Ni

600.0001%~0.010%Y=0.0119X+0.00131.00000.08

Cu630.0001%~0.010%Y=0.0298X+0.00260.99980.03

Zn660.0001%~0.010%Y=0.0087X+0.00301.00000.11

As750.0001%~0.010%Y=0.0079X+0.00010.99990.02

Se800.0001%~0.010%Y=0.0021X+0.00170.99990.21

Ag1070.0001%~0.010%Y=0.0424X+0.00411.00000.03

Cd1110.0001%~0.010%Y=0.0088X+0.00010.99980.01

Sn1180.0001%~0.010%Y=0.0264X+0.00150.99980.02

1210.0001%~0.010%Y=0.0369X+0.00030.99990.06

Sb

1230.0001%~0.010%Y=0.0268X+0.00260.99990.03

Te1280.0001%~0.010%Y=0.0066X+0.00330.99960.16

Bi2090.0010%~0.010%Y=0.1125X+0.00070.99980.04

6、精密度數(shù)據(jù)的確定

本標準基于對5個梯度的鉛錠標樣(GSB04-3278-2016)和3個鉛合金樣品(鉛鈣合金、鉛銀合金、鉛

銻合金)中雜質(zhì)元素的測定數(shù)據(jù)計算重復性限和再現(xiàn)性限。樣品由國標(北京)檢驗認證有限公司、阜陽

市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所提供。精密度數(shù)據(jù)是在2023年由10家試驗室進行共同試驗確定的。實驗室代碼見

表10。每個實驗室對每個水平的雜質(zhì)含量均獨立測定7次。測量的原始數(shù)據(jù)見附錄A。

表10實驗室代碼

代碼實驗室名稱代碼實驗室名稱代碼實驗室名稱

1國合通用測試評價認證股份公司2廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心3北礦檢測技術股份有限公司

4紫金銅業(yè)有限公司5阜陽市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所6湖南水口山有色金屬集團有限公司

7國合通用(青島)測試評價有限公司8深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司9銅陵有色金屬集團控股有限公司

10金川集團股份有限公司

在對原始測定數(shù)據(jù)進行柯克倫檢驗及格拉布斯檢驗,剔除離群值后,進行精密度數(shù)據(jù)計算,從而確定

重復性限和再現(xiàn)性限。各雜質(zhì)元素統(tǒng)計分析后結(jié)果可接受的實驗室個數(shù)、可接受的數(shù)據(jù)個數(shù)、平均值、及

重復性標準差、再現(xiàn)性標準差、重復性限、再現(xiàn)性限見表11。根據(jù)表7對重復性限和再現(xiàn)性限進行綜合評

定,確定方法的重復性限和再現(xiàn)性限,分別見表12、表13。

表11不同水平統(tǒng)計結(jié)果表

結(jié)果可接受的可接受的離群實驗平均值重復性標準差再現(xiàn)性標準差重復性限再現(xiàn)性限

元素水平

實驗室個數(shù)數(shù)據(jù)個數(shù)室代碼/%SrSRr/%R/%

196390.00030.000020.000050.00010.0002

21070無0.00160.000070.000110.00020.0003

Ag31070無0.00360.000130.000210.00040.0006

4963100.00630.000210.000320.00060.0009

5963100.0100.000350.000710.0010.002

8

結(jié)果可接受的可接受的離群實驗平均值重復性標準差再現(xiàn)性標準差重復性限再現(xiàn)性限

元素水平

實驗室個數(shù)數(shù)據(jù)個數(shù)室代碼/%SrSRr/%R/%

196390.00050.000040.000080.00010.0002

296350.00160.000080.000120.00020.0003

Cu396320.00360.000100.000180.00030.0005

48562,100.00590.000180.000240.00050.0007

58569,100.0100.000280.000710.0010.002

196390.00040.000020.000050.00010.0002

28566,90.00170.000050.000090.00020.0003

Bi

38562,50.00430.000140.000200.00040.0006

48562,80.00850.000280.000460.00080.0013

196380.000180.000020.000040.000050.00011

28562,8,100.001430.000050.000080.000150.00024

As37495,8,100.004710.000090.000140.000240.00039

41070無0.007940.000100.000220.000300.00062

5963100.01000.000210.000510.00060.0014

11070無0.00050.000040.000070.00010.0002

27492,8,100.00270.000060.000130.00020.0004

Sb

396320.00560.000180.000300.00050.0009

48562,100.0100.000250.000530.0010.002

17492,8,100.00020.000020.000050.00010.0002

296320.00060.000070.000110.00020.0003

Sn

396390.00330.000110.000180.00030.0005

4963100.00410.000140.000190.00040.0006

18568,100.00060.000040.000070.00010.0002

27492,8,100.00210.000070.000110.00020.0003

Zn38568,100.00410.000090.000140.00030.0004

41070無0.00800.000210.000290.00060.0008

5963100.0100.000250.000710.0010.002

11070無0.00050.000040.000110.00010.0003

28564,60.00200.000080.000140.00020.0004

Fe31070無0.00400.000110.000170.00030.0005

41070無0.00800.000250.000320.00070.0009

5963100.0100.000250.000640.0010.002

196380.00020.000020.000050.00010.0002

2963100.00100.000070.000100.00020.0003

Cd31070無0.00400.000110.000180.00030.0005

41070無0.00800.000250.000280.00070.0008

5963100.0100.000250.000710.0010.002

196360.00010.000020.000020.00010.0001

2963100.00090.000070.000100.00020.0003

Ni

31070無0.00410.000110.000180.00030.0005

41070無0.00790.000140.000250.00040.0007

9

結(jié)果可接受的可接受的離群實驗平均值重復性標準差再現(xiàn)性標準差重復性限再現(xiàn)性限

元素水平

實驗室個數(shù)數(shù)據(jù)個數(shù)室代碼/%SrSRr/%R/%

5963100.0100.000210.000710.0010.002

196320.00060.000040.000060.00010.0002

28562,100.00200.000060.000090.00020.0003

Mg31070無0.00410.000090.000180.00030.0005

41070無0.00810.000210.000230.00060.0007

5963100.0100.000280.000670.0010.002

196320.00050.000040.000060.00010.0002

27492,3,100.00200.000070.000090.00020.0003

Al

3963100.00400.000140.000180.00040.0005

41070無0.0080

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