ICS 73. 060. 10 D 31
YB
中华人民共和国黑色冶金行业标准
YB/T 4511—2017
直接还原铁、硅、锰、磷、钒、钛、铜、 铝、砷、镁、钙、钾、钠含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法 Direct reduced iron-Determination of silicon, manganese, phosphorus vanadium, titanium, copper, aluminum, arsenic, magnesium, calcium
potassium and sodium contentThe inductively coupled
plasma atomic emission spectrometry
2018-04-01实施
2017-11-07发布
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T4511—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会（SAC/TC317)归口。 本标准起草单位：玉溪大红山矿业有限公司粉末冶金科技分公司。 本标准主要起草人：赵宇、陶俊、刘晓红、荷敏、张坤、曾海梅、陈涛、许涯平。 YB/T4511—2017
直接还原铁、硅、锰、磷、钒、钛、铜、 铝、砷、镁、钙、钾、钠含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法
警告一一使用本标准的人员应有正规实验室工作实践经验。本标准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
本标准规定了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定直接还原铁中硅、锰、磷、钒、钛、铜、铝、砷、镁、 钙、钾、钠含量的方法
本标准适用于直接还原铁中下列元素的测定，各元素测定范围见表1。
表1元素及测定范围
分析元素
测定范围（质量分数)/%
Si Mn P V Ti Cu Al As Mg Ca K Na
0.10~8.00 0.10~5.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00 0.010~2.00
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170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/T12806 实验室玻璃仪器单标线容量瓶 GB/T12807 实验室玻璃仪器 分度吸量管 GB/T12808 3实验室玻璃仪器 单标线吸量管
1 YB/T4511—2017
3原理
试样用酸溶解或用混合熔剂熔融。用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测量出试样溶液中待测元素被激发的特征谱线强度，并通过与其基体匹配的系列校准曲线计算出待测元素在试样中的百分含量。
4试剂及材料
在分析过程中仅使用认可的分析纯试剂和符合GB/T6682规定的三级及以上纯度的水。 4.1混合熔剂，取2份无水碳酸钠与1份硼酸研细混匀。 4.2基准纯铁，纯度在99.99%以上。 4.3盐酸，p1.19g/mL。 4.4硝酸，p1.42g/mL。 4.5氢氟酸，p1.15g/mL。 4.6高氯酸，p1.67g/mL。 4.7盐酸，1十3。 4.8硅贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经1000℃灼烧1h并置于干燥器中冷却至室温的二氧化硅（纯度在99.99%以上）1.0696 g，置于加有3g无水碳酸钠的铂埚中，上面再覆盖1g～2g无水碳酸钠。将铂埚先于低温处加热，再置于950℃高温处加热熔融至透明，继续加热熔融3min，取出，冷却，放人盛有冷水的塑料烧杯中，浸出熔块至完全溶解，取出埚并用水洗净，移人500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。储存于聚四氟乙烯瓶中。 4.9锰贮备溶液，500μg/mL。
称取预先除去表面氧化物的金属锰（纯度在99.9%以上)0.5000g，置于250mL烧杯中，加20mL盐酸（1十1），加热至溶解完全，冷却至室温，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.10磷标准溶液 4.10.1磷贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经105℃～110℃烘2h并置于干燥器中冷却至室温的基准磷酸二氢钾2.1968g，用适量水溶解，移人500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.10.2磷标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL磷贮备溶液（见4.10.1)移人100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.11钒标准溶液 4.11.1钒贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经105℃110℃烘2h并置于干燥器中冷却至室温的基准五氧化二钒0.8925g，置于 400mL烧杯中，加人25mL氢氧化钠溶液（50g/L），加热溶解，用硫酸（1十1)中和至酸性并过量40mL，加热蒸发至冒烟，稍冷，用水溶解盐类，取下，冷却，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.11.2钒标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL钒贮备溶液（见4.11.1)移人100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.12钛标准溶液 4.12.1钛贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经950℃灼烧2h并置于干燥器中冷却至室温的二氧化钛（纯度在99.99%以上）0.8340 g，置于铂埚中，加人5g~7g焦硫酸钾，在600℃熔融至透明，取出，冷却，置于400mL烧杯中，用硫酸（5十95)浸出熔块至完全溶解，取出埚并用水洗净，冷却，移人500mL容量瓶中，用硫酸（5十95)稀释至刻度，摇匀。 2 YB/T4511—2017
4.12.2钛标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL钛贮备溶液（见4.12.1)移入100mL容量瓶中，用硫酸（5十95)稀释至刻度，摇匀。 4.13铜标准溶液 4.13.1铜贮备溶液，1000μg/mL。
称取金属铜（纯度在99.99%以上)1.0000g，置于250mL烧杯中，加人30mL硝酸（1十1），盖上表血，微热溶解，煮沸至溶液清亮，取下冷却至室温，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.13.2铜标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL铜贮备溶液（见4.13.1)移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.14铝标准溶液 4.14.1铝贮备溶液，1000μg/mL。
称取金属铝（纯度在99.99%以上)1.0000g，置于聚四氟乙烯烧杯中，加人30mL氢氧化钠溶液（200 g/L），水浴加热溶解，加人100mL水，滴加盐酸（1十1)至呈酸性后过量10mL，冷却，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.14.2铝标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL铝贮备溶液（见4.14.1)移入100mL容量瓶中，加人10mL盐酸（1十1），用水稀释至刻度，摇匀。 4.15砷标准溶液 4.15.1贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经105℃～110℃烘2h并置于干燥器中冷却至室温的基准三氧化二砷0.1320g，置于 100mL烧杯中，盖上表皿，缓慢加人10mL硝酸（p1.42g/mL），加热溶解完全，加人2mL硫酸（1十1），缓慢加热蒸发除去大部分硝酸后，移至高温处冒硫酸烟，稍冷，用水冲洗烧杯壁和表皿，继续加热冒烟，稍冷，加人10mL水加热溶解盐类，冷却，移人100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.15.2砷标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL砷贮备溶液（见4.15.1)移人100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.16镁标准溶液 4.16.1镁贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经850℃灼烧1h并置于干燥器中冷却至室温的氧化镁（纯度在99.99%以上）1.6582g，置于300mL烧杯中，盖上表皿，用20mL盐酸（1十1)加热至溶解完全，取下，冷却，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.16.2镁标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL镁贮备溶液（见4.16.1)移入100mL容量瓶中，加人10mL盐酸（1十1），用水稀释至刻度，摇匀。 4.17钙标准溶液 4.17.1钙贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经105℃110℃烘2h并置于干燥器中冷却至室温的基准碳酸钙2.4972g，置于300mL 烧杯中，加人20mL水，盖上表皿，小心滴加10mL盐酸（p1.19g/mL）至溶解完全，微沸片刻，取下，冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀 4.17.2钙标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL钙贮备溶液（见4.17.1)移人100mL容量瓶中，加人5mL盐酸（1十3），用水稀释至刻度，摇匀。 4.18钾标准溶液 4.18.1钾贮备溶液，1000μg/mL。
3 YB/T 4511—2017
称取预先经105℃~110℃烘2h并置于干燥器中冷却至室温的基准氯化钾1.9067g，用适量水溶解，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇勾。 4.18.2钾标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL钾贮备溶液（见4.18.1)移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.19钠标准溶液 4.19.1钠贮备溶液，1000μg/mL。
称取预先经105℃～110℃烘2h并置于干燥器中冷却至室温的基准氯化钠2.5420g，用适量水溶解，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.19.2钠标准溶液，100μg/mL。
将10.00mL钠贮备溶液（见4.19.1)移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 4.20氩气：纯度大于99.99%。 5仪器 5.1单标线容量瓶、分度吸量管和单标线吸量管，应符合GB/T12806、GB/T12807和GB/T12808的规定。 5.2分析天平，感量0.0001g。 5.3高温炉，可提供不低于1000℃的工作温度。 5.4电感耦合等离子体原子发射光谱仪
电感耦合等离子体原子发射光谱仪应满足表2所规定的性能要求。试样溶液中元素浓度高于 5000XDL时，只需要满足RSD这一性能参数要求。仪器性能按照附录A的方法进行。
表2仪器性能参数
BEC/(μg/mL)
元素 Si Mn P V Ti Cu Al As Mg Ca K Na
RSD/% ≤1.0 ≤1.0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1. 0 ≤1.0
DL/(μg/mL)
≤0. 5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 <0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5
≤0.05 ≤0. 05 ≤0. 05 ≤0. 05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0. 05 ≤0.05
表3列出的为推荐的分析谱线，这些谱线不受基体元素明显干扰。本方法不对分析谱线作出限制性的规定，也可采用其他分析谱线。在采用这些分析谱线（包括推荐分析谱线）之前，必须仔细评价光谱干扰、背景和离子化，如果不能满足建议的性能参数，表明可能有干扰。 4 YB/T4511—2017
表3 3推荐的分析谱线
元素 Si Mn P V Ti Cu Al As Mg Ca K Na
波长/nm 251.612或288.158 257.610或293.930
178.280a或185.943或213.618
309.311或311.071 334.941或323.452或337.280
324.754或327.396 394.409或396.152 189.042或228.812
279.553或279.079或285.213 315.887或317.933或393.366
766.490 589.592
必要时检查和校准Mn干扰。 必要时检查和校准Cu干扰。
9
b
6 制样
直接还原铁的制样方法按GB/T10322.1的规定进行。 7 分析步骤
7.1 测定次数
对同一试样（见7.2），至少独立测定2次。 7.2 试料量
称取0.50g试料，精确至0.0001g。 7.3 3空白试验
使用与试料相同量的基准纯铁（见4.2)代替试料 7.4试料溶液的制备 7.4.1 测定锰、磷、砷、钾、钠、铜的试料溶液的制备
将试料（见7.2)置于200mL聚四氟乙烯烧杯中，加人20mL盐酸（见4.3）、5mL硝酸（见4.4） 1mL氢氟酸（见4.5)于电炉上低温加热溶解，加入5mL高氯酸（见4.6），缓慢蒸发除去大部分硝酸后，移至高温处冒高氯酸烟至近干，稍冷，加少量水和10mL盐酸（见4.7），加热溶解盐类，冷却至室温，将溶液移人250mL容量瓶中，用水洗涤烧杯3次～5次，用水稀释至刻度，摇匀。干过滤。 7.4.2 测定钙、镁、铝、硅、钛、钒的试料溶液的制备
将试料（见7.2)置于预先加有2g～3g混合熔剂（见4.1)的定量滤纸上，混合均匀后包成球状，置于预先垫有石墨的埚中，放置于900℃高温炉中，熔融15min，取出冷却，熔块放入预先加有100mL的盐酸（见4.7)的烧杯中，搅拌至熔块完全溶解，将溶液过滤于250mL容量瓶中，用水洗涤烧杯及滤纸 3次～5次，用水稀释至刻度，摇匀。
注：碱熔试样应使用高盐雾化器，如不用高盐雾化器应将溶液适当稀释后再测定。
5 YB/T4511—2017
7.5推荐校准曲线溶液的制备 7.5.1 酸处理试料的校准曲线溶液的制备
分别称取0.4000g基准纯铁（见4.2)8份于聚四氟乙烯烧杯中，按7.4.1步骤将其溶解，冷却至室温，将溶液转移至250mL容量瓶中，按表3加入被测元素的标准溶液（钾元素标准溶液需单独制备），使校准曲线覆盖被测元素的浓度范围，要覆盖表4所示的浓度范围至少需要8种溶液。对于浓度范围窄的试料，校准溶液必须包括有效区，如果溶液中元素浓度超过5000×DL，必须另外绘制校准曲线以包括该范围。如果发现校准曲线不呈线性，则增加校准系列。
表4 制作校准曲线的标准溶液序列
元素
溶液浓度/(μg/mL) 样品质量分数/%
标液体积/mL
标准溶液序号
2. 0 10. 0 20. 0 40. 0 60. 0 80. 0 100. 0 40. 0 30. 0 20. 0 10. 0 2. 0 1. 0 0. 2 0. 2 1. 0 2. 0 10. 0 30.0 20. 0 40. 0 20. 0 10. 0 0. 2 2. 0 30. 0 1. 0 40. 0
4. 9 4.9 4. 9 4. 9 4. 9 4. 9 4. 9 4. 10.1 4. 10. 1 4. 10. 1 4. 10. 1 4. 10.2 4. 10.2 4. 10. 2 4.15.2 4. 15. 2 4.15.2 4. 15.1 4. 15.1 4. 15.1 4. 15.1 4. 18. 1 4.18. 1 4.18.2 4.18.2 4. 18. 1 4. 18.2 4. 18.1
1. 00 5. 00 10. 00 20. 00 30. 00 40. 00 50.00 10. 00 7. 50 5. 00 2. 50 5. 00 2. 50 0. 50 0. 50 2.50 5. 00 2. 50 7. 50 5. 00 10. 00 5. 00 2. 50 0. 50 5. 00 7. 50 2. 50 10. 00
0. 10 0. 50 1. 00 2. 00 3. 00 4. 00 5. 00 2. 00 1. 50 1. 00 0. 50 0. 10 0. 050 0. 010 0.010 0.050 0. 10 0. 50 1. 50 1. 00 2. 00 1. 00 0. 50 0. 010 0. 10 1. 50 0. 050 2. 00
锰
磷
砷
钾
6