ICS73.060.10 CCS D 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T6730.86—2023
铁矿石 放射性核素的测定电感耦合等离子体质谱法
IronoresDeterminationofradionuclides-
Inductively coupled plasma-mass spectrometricmethod
2024-03-01实施
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T 6730.86—2023
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规则起草。
本文件是GB/T6730《铁矿石》的第86部分。GB/T6730已经发布的部分见附录A。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会（SAC/TC317)归口。 本文件起草单位：宁波检验检疫科学技术研究院、日照市质量检验检测研究院、中国辐射防护研究
院、浙江省宁波生态环境监测中心、厦门伟豪泰科技有限公司、中国原子能科学研究院、宁波中盛产品检测有限公司、宁波市计量测试研究院、攀西钒钛检验检测院、冶金工业信息标准研究院。
本文件主要起草人：杨辉、付冉冉、王艳、俞栋、刘栋、孟蕾蕾、丁凯歌、杨佳旺、罗茂益、邬洋、杨永刚、 施江焕、沈碧君、张直焕、赵立飞、王汝怡、朱融、陈贺海、廖海平、孙浩、李子敬。
I GB/T 6730.86—2023
引言
铁矿石是钢铁工业的主要原材料，在钢铁领域标准体系中，铁矿石化学成分测定方法标准体系是其中非常重要的部分，在保证铁矿石产品质量方面发挥着重要作用。该系列方法标准服务于铁矿石的生产、贸易和应用，为我国钢铁工业高质量发展提供技术支撑。
GB/T6730包括了铁矿石化学成分测定方法系列标准，分别规定了铁矿石产品中水分、全铁、金属铁、亚铁、硅、铝、钙、镁、硫、磷、锰、钛、稀土总量、钡、铬、钒、锡、铜、钴、镍、锌、锯、铋、钾、钠、碳、铅、砷、 镉、汞、氟、氯、灼烧减量和化合水等化学成分的测定方法。
1986年，GB/T6730首次发布了51项铁矿石化学成分测定方法国家标准，随着铁矿石领域分析技术的发展和生产实际需求，经过多年来持续不断地制修订工作，形成了比较完善的标准体系，GB/T6730组成文件详见附录A。
= GB/T6730.86—2023
铁矿石放射性核素的测定电感耦合等离子体质谱法
警示一一使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问
题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件
1范围
本文件描述了使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)测定铁矿石中放射性核素铀-238、针-232的方法。
本文件适用于铁矿石、铁精矿、烧结矿及球团矿中放射性核素铀-238、针-232的测定，测定范围如表1所示。
表1测定范围
活度浓度 Bg/g 0.05~4.89 0.07~28.3
核素铀-238 针-232
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 602 化学试剂 杂质测定用标准溶液的制备 GB/T4960.5 核科学技术术语辐射防护与辐射源安全 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T6730.1 铁矿石分析用预干燥试样的制备 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T10322.1 铁矿石取样和制样方法 GB/T 12806 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶
3术语和定义
n
GB/T4960.5界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
核素 nuclide 具有相同数目的质子、中子，并处于同一核能态的一类原子。
3.2
放射性 radioactivity 核素自发地发出粒子或者丫射线，或在发生轨道电子俘获之后放出X射线，或发生自发裂变的性质，
1 GB/T6730.86—2023
3.3
放射性核素radionuclide 具有放射性的核素。
4原理
试样经多酸（氢氟酸、硝酸、高氯酸、硫酸）消解，王水提取，稀释定容，导入电感耦合等离子体质谱仪测定。采用在线内标，以待测核素质谱信号与内标元素质谱信号的强度比与待测核素的浓度成正比进行定量分析。通过放射性核素的质量-活度关系，获得试样中核素的活度浓度
5试剂和材料
除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和符合GB/T6682规定的二级以上蒸馏水或
与其纯度相当的水。 5.1氢氟酸，p~1.30g/mL。 5.2 2硝酸，p~1.42g/mL。 5.3 高氯酸，p~1.67g/mL。 5.4硫酸，p~1.83g/mL。 5.5 盐酸，p~1.19g/mL。 5.6 王水，取适量硝酸（见5.2）与盐酸（见5.5）按体积比1：3混匀，现配现用。 5.7 王水，1十1。取适量王水（见5.6）与水按按体积比1：1混匀，现配现用。 5.8 硝酸，2十98。取适量硝酸（见5.2）与水按体积比2：98混匀。 5.9 铀标准储备溶液，铀质量浓度1000mg/L，按GB/T602配制或使用有证标准溶液 5.10 针标准储备溶液，针质量浓度1000mg/L，按GB/T602配制或使用有证标准溶液。 5.11 系列标准溶液：取铀标准储备溶液（见5.9）、钰标准储备溶液（见5.10）按表2配制标准溶液系列，介质为硝酸（见5.8）。铀-238、针-232同位素丰度值u238和Th232见标准物质证书，如标准物质证书中未注明为天然标准铀、天然标准针的，可取u238=0.992742，Th232=1。
表2混合标准溶液系列配制浓度
单位为纳克每毫升标准溶液5
元素（或核素） 标准空白 标准溶液1 标准溶液2 标准溶液3 标准溶液4
U 238 U Th 232 Th
0.5 0.5X8 u2s
2 2 X8u238
10 10 X 8u238 30 X8u3
30
50 50XOur8
0 0 0 0
10
50 50X8T1232
0.5 0.5XTh232 2X0Th22
2
30
10 XTh232 30X8Th232
5.12 质谱调谐液：1000mg/L锂、钾、钢、亿、铊、铋、铀的混合溶液，按GB/T602配制或使用有证标准溶液。 5.13内标储备溶液：100ug/L铋的标准溶液，按GB/T602配制或使用有证标准溶液。 5.14 内标溶液：取0.5mL内标储备液（见5.13），用硝酸（见5.8）定容至50mL。 5.15 氩气：纯度≥99.99%。 5.16 氨气：纯度≥99.99%。
2 GB/T6730.86—2023
6 仪器和设备
6.1 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS)：配备耐氢氟酸溶液雾化进样系统，参数见附录B。 6.2 聚四氟乙烯烧杯：带盖，100mL容量 6.3 分析天平：分度值0.1mg。 6.4 电热板：加热范围为180℃~220℃。 6.5 容量瓶：100mL，耐氢氟酸材质。 6.6 移液器：移液量程分别为100μL、1000uL和10mL。 6.7 一次性针式过滤器：过滤孔径0.22um，耐酸材质 6.8 单刻线容量瓶：符合GB/T12806的规定。
7取样和制样 7.1 实验室试样
按照GB/T10322.1的规定进行取制样。试样粒度应小于100um。如试样中化合水或易氧化物含量高时，其粒度应小于160um。
化合水和易氧化物含量高的规定见GB/T6730.1。 7.2 预干燥试样
充分混实验室试样，采取份样缩分法取样。按GB/T6730.1的规定制样，并将试样在105℃土2℃
温度下干燥2h后，置于干燥器中冷却至室温备用。
8 ：分析步骤
8.1 测定次数
按照附录C的要求，对同一干燥试样，至少独立测定两次，注：“独立”是指再次及后续任何一次测定结果不受前面测定结果的影响。本分析方法中，此条件意味着在同一实
验室，由同一操作员使用相同的设备、按相同的测试方法，在短时间内对同一被测对象独立进行重复测定，包括采用适当的再校准。
8.2 2试样量
称取约0.1g预干燥试样（7.2），精确至0.0001g。试样称量操作尽可能快，以免试样再吸湿。 8.3 空白试和验证试验 8.3.1 空白试验
除不加待测试样外，其余均按8.4进行空白试验，所有试剂应取自同一试剂瓶。分析多个试样
时，可使用同一空白值。 8.3.2 验证试验
随同试样分析同类型标准样品做验证试验。
3 GB/T6730.86—2023
8.4试样的消解
将试样放入聚四氟乙烯烧杯（见6.2）中，滴加几滴水湿润，并依次加入5mL氢氟酸（见5.1）、2mL
硝酸（见5.2）、1mL高氯酸（见5.3）、1mL硫酸（见5.4)后，放置于电热板（见6.4）上在180℃加热溶解；待试样溶解后，将电热板温度升至220℃，继续加热至硫酸烟冒尽，期间用适量水冲洗聚四氟乙烯烧杯内壁3次5次；溶液蒸干后加入5mL王水（见5.7），待溶液澄清后将聚四氟乙烯烧杯取下，冷却后将溶液转人100mL容量瓶（见6.5）中，用适量水冲洗聚四氟乙烯烧杯内壁3次～5次，合并至母液中，用硝酸（见5.8)稀释定容至刻度，混匀，作为待测溶液。
聚四氟乙烯烧杯加热和冲洗时注意：
加热过程中加盖并留适当缝隙，以免溶液飞溅损失：用水冲洗内壁前，应将烧杯常温静置约5min；
一
-
用水冲洗内壁时，包含盖的内壁。 必要时，试样溶液导人ICP-MS前可使用一次性针式过滤器（见6.7)进行过滤。
8.5 测定 8.5.1校准曲线的绘制
参照附录B，使用质谱调谐液（见5.12)调谐ICP-MS达到测定要求。选择209Bi作为内标，建立分析程序，按质量浓度由低到高顺序对标准系列溶液进行测定。待测核素信号强度值与内标信号强度值之比为该核素的响应值，以该响应值为纵坐标、质量浓度为横坐标绘制校准曲线。 8.5.2试样溶液的测定
按顺序依次对空白溶液（见8.3.1）、试样溶液（见8.4)进行测定，从校准曲线上查得的质量浓度即为
试样溶液中该核素的质量浓度。若测定结果超出校准曲线的质量浓度范围，应将试样溶液稀释，再进行测定。
9分析结果的表示
9.1被测元素含量的计算
按公式(1)计算试样中放射性核素的活度浓度w;：
; = (prpo) ×V
XAs
...(1)
m
式中： w: 试样中待测核素的活度浓度，单位为贝可每克（Bq/g）；
试样溶液中待测核素的质量浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）；
p: po 空白溶液中待测核素的质量浓度，单位为纳克每毫升（ng/mL）； V—试样溶液的体积，单位为毫升（mL）； m 试样的质量，单位为克（g）； As一一单位质量放射性核素的活度，单位为贝可每纳克（Bq/ng），数值见附录D中表D.1。 当公式（1)的计算结果不小于10Bq/g时，其值取小数点后1位；小于10Bq/g时，其值取小数点后
2位。数值修约按照GB/T8170的规则进行。
4 GB/T6730.86—2023
9.2 分析结果的一般处理
9.2.1 精密度
本文件规定的方法的精密度见表3。
表3精密度
活度浓度X
核素铀-238 针-232
再现性限R R=0.154 9X+0.046 7 R=0.088 2X+0.096
重复性限r
Bq/g 0.05~4.89 0.07~28.3
r=0.058 1X+0.029 9 r= 0.045 6X+0.109
注：X是分析结果的平均值
9.2.2 分析结果的确定
按照附录C中步骤，根据公式（1)计算独立重复测量结果，与重复性限r进行比较，来确定最终分
析结果。 9.2.3 实验室间精密度
实验室间精密度用以评价两个实验室报告的最终结果之间的一致性。两个实验室按照9.2.2中规定的相同步骤报告结果后，按公式（2)计算：
μ1 +μ2
..(2)
μ12
2
式中： /L12 最终结果的平均值；
实验室1报告的最终结果：实验室2报告的最终结果。
μ1 μ2 如果|1一μ2|≤R（见9.2.1），则最终结果是一致的。
9.2.4 正确度检查
正确度检查使用有证标准样品（CRM)或标准样品（RM)来进行验证，将实验室最终结果，即CRM 或RM的测量值。与CRM或RM的标准值A。比较，则：
a) 当Iu。一A。I≤C时，测量值与标准值之间无显著差异； b）当|u。一A。I>C时，测量值与标准值之间有显著差异。 注：C值取决于所使用CRM或RM。 通过多个实验室间确定的有证标准样品（CRM)或标准样品（RM)的C值按公式（3)计算：
n - 1 n
1
V2V /R2
+8u
·(3)
C:
式中： 72 u
标准样品重复测定次数； CRM或RM标准值的不确定度，
5