氧化鋁柱預(yù)分離-離子色譜法測(cè)定鋼鐵中痕量硫

1、1氧化鋁柱預(yù)分離－離子色譜法測(cè)定鋼鐵中痕量硫氧化鋁柱預(yù)分離－離子色譜法測(cè)定鋼鐵中痕量硫胡凈宇邵光玓（北京科技大學(xué)，北京100083）胡曉燕王海舟（鋼鐵研究總院，北京100081）摘要本文采用2.25mmoLL鄰苯二甲酸氫鉀為流動(dòng)相，以單柱陰離子色譜法測(cè)定痕量硫，硫的檢出限達(dá)3ngmL；詳細(xì)研究了氧化鋁柱分離條件，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵中痕量硫與基體快速分離并定量回收，消除了酸溶路線中大量雜質(zhì)離子的干擾及重金屬離子對(duì)色譜柱的危害，研究了不同基體對(duì)痕量

2、硫測(cè)定的干擾情況及消除方法，建立了氧化鋁色層預(yù)分離IC法測(cè)定鋼鐵中痕量硫的新方法。該方法的檢出限為0.000098％。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞離子色譜法，鋼鐵，痕量硫1引言超高純凈的高性能合金對(duì)痕量分析提出了更高的要求，然而μgg級(jí)痕量硫的分析目前尚無準(zhǔn)確的方法。離子色譜法（IC）是測(cè)定陰離子的首選方法，對(duì)SO42的檢出限低達(dá)pgmL【1】，但由于IC法要求進(jìn)樣溶液中不得含有對(duì)色譜柱的污染物，尤其是重金屬離子可能使陰離子色譜柱中毒甚至報(bào)廢。因此IC

3、法在鋼鐵分析中的應(yīng)用研究很少。Tusset等人【23】采用燃燒－IC法測(cè)定鋼鐵中痕量硫，空白高，檢出限為1－4μgg，未見進(jìn)一步的應(yīng)用研究。燃燒法中硫的釋放率及轉(zhuǎn)化率不穩(wěn)定，且空白高；而活性氧化鋁能有效地去除金屬離子，其吸附和洗脫SO42的機(jī)理及應(yīng)用有較多報(bào)導(dǎo)【45】。因此本文選取酸溶路線，以活性氧化鋁柱為預(yù)分離柱，使痕量硫與鋼樣基體快速分離并定量回收，以IC法測(cè)定。2實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑和儀器試劑和儀器在分析過程中均采用分析純以

4、上試劑；流動(dòng)相采用二次蒸餾水配制，其他用去離子水。島津（Shimadzu）離子色譜儀CLASS－LC10，配有電導(dǎo)檢測(cè)器CDD6A及色譜柱ShimpackICA3等；ICP－AES光譜儀；氧化鋁柱分離裝置（圖1）。2.22.2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法2.2.12.2.1預(yù)分離過程預(yù)分離過程用10mL鹽酸（1:19VV）酸化預(yù)分離柱，定量轉(zhuǎn)移試液到柱中，以每分鐘10mL左右抽吸，然后以20mL水淋洗；洗脫過程采用10mL濃氨水重力靜流、20mL水

5、快速淋洗；將洗脫液濃縮到一定體積。2.2.22.2.2色譜條件色譜條件進(jìn)樣量為25μL；以2.25mmolL鄰苯二甲酸氫鉀為流動(dòng)相，流速1.5mLmin。3表2痕量硫（50g）在不同基體中的回收情況TabLe2RecoveryofsuLfurindifferentmatrix元素（量）Element(Amount)加入形式Fmofmatrix殘留量Remnantofmatrix(μgmL)硫回收率Recoveryofsulfur（%）元

6、素（量）Element(Amount)加入形式Fmofmatrix殘留量Remnantofmatrix(μgmL)硫回收率Recoveryofsulfur（%）Fe(1.0g)FeCl30100.1Pb(0.5g)Pb(NO3)20100.9Ni(1.0g)Ni(NO3)30100.3Cr(0.5g)CrCl30.243.9Co(0.5g)CoCl20.1101.0Ti(0.5g)TiCl41.548.0Cu(0.5g)Cu(NO3)2

7、0102.5Mo(0.5g)(NH4)6Mo7O24100098.6Zn(0.5g)ZnCl20100.6Al(0.5g)Al(NO3)30.299.8Sn(0.5g)SnCl20100.3Ca(0.5g)CaCl21.5102.8Mn(0.5g)MnCl20.1100.5W(0.5g)Na2WO3552.54ICPAES法測(cè)定(measuredbyICPAES)鉻（III）、鎢、鈦對(duì)痕量硫測(cè)定的干擾情況如下：當(dāng)鋼樣中鎢含量小于20%、

8、鈦含量小于5%、鉻（III）含量小于2%時(shí)，其痕量硫能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定；對(duì)于含鉻鋼樣可采用高氯酸冒煙氧化至六價(jià)消除其影響（對(duì)于高鉻鋼樣，可在冒煙過程以鹽酸揮鉻）。3.4鋼樣分析鋼樣分析3.4.1鋼樣預(yù)處理鋼樣預(yù)處理稱取鋼樣0.5000g，加入飽和溴水1.0mL以10mL（1:3VV）稀硝酸溶解（難溶鋼樣以適當(dāng)比例的王水溶解），反應(yīng)緩慢時(shí)可適當(dāng)加熱；試樣基本溶解后，加熱略蒸發(fā)至約5mL；稍冷后加入20mL高氯酸冒煙至濕鹽狀；以10mL水溶解鹽

9、類；過濾，用水洗滌68次，控制體積約為40mL左右；按實(shí)驗(yàn)方法（2.2.1）上柱分離。3.4.2硫的測(cè)定硫的測(cè)定鋼樣經(jīng)預(yù)處理后以方法（2.2.2）測(cè)定，色譜圖見圖2（B），結(jié)果如表3。(A)(A)(B)(B)圖2樣品的IC譜圖Fig.2ChromatographyofsamplesA.標(biāo)準(zhǔn)溶液(stardsolution)B.鋼樣(steelsampLe)。1.進(jìn)樣峰(injectionpeak)；2.PO43－；3.Cl－；4.NO3

10、－；5.SO42－；6.系統(tǒng)峰(systempeak)；7.ClO4－。表3樣品的分析結(jié)果Table3Analyticalresultofsamples樣品sampleNr.2841S82S821S824電解鎳PureNi參考值（S%）Referencevalue0.00060.00010.00040.00020.00040.00020.00040.00020.00050.0002測(cè)定值（S%）DeterminationvaLue0.0