1、冶金分析简介,昆 明 冶 金 研 究 院云 南 省 有 色 金 属 质 检 站,主讲： 杨 毅正高级工程师,物质的分析步骤,物质的一般分析步骤，通常包括取样、制样,称样, 试样的分解, 测定和结果计算四大环节。,取制样,称样,分解,测定与 结果计算,物质的分析步骤,重点介绍 一、取（制）样 二、试样的分解 三、测定,一、取、制样,在实际工作中，要化验的物料常常是大量的，其组成有的比较均匀，也有的很不均匀，化验时所称的分析试样只是几克、几百毫克或几十毫克，而分析结果必须能代表全部物料的组成，因此仔细而正确地采取具有代表性的“平均试样”，就具有极其重要的意义。,一、取、制样,一般地讲，取制样误差通
2、常大于分析误差，如果取样和制样的方法不正确，即使分析工作做的非常仔细和准确，也是毫无意义的。有时甚至给生产和科研带来很大的影响。,一、取、制样,1. 组成比较均匀的试样的取样2.组成很不均匀的试样的取样3.制样,一、取、制样,根据经验，平均试样选取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关。取制样的经验公式：Q = Kda,取制样实例,例如在采取赤铁矿的平均试样时（赤铁矿的K值为0.06）此矿石最大颗粒的直径为20mm，则 Q=0.06202=24Kg 由采(取)样的经验公式可知，欲使所取得试样即具有代表性，且量还要小，满足分析要求，只有降低样品颗粒的直径d。,一、取、制样,3.制样,二、试样的分解
3、（前处理）,试样应该分解完全，不应残留原试样的细屑或粉末。 试样分解过程中待测成分不应有挥发损失。 分解过程中不应引入被测组分和干扰物质。,1.分解试样的一般要求,二、试样的分解（前处理）,试样的品种繁多，所以各种试样的分解要采用不同的方法。常用的分解方法大致可分为溶解和熔融两种。 溶解：a.酸溶法：b.碱溶法：,2.分解试样的方法,二、试样的分解（前处理）,熔融：,2.分解试样的方法,熔融,a.酸熔,b.碱熔,二、试样的分解（前处理）,a.酸熔法：焦硫酸钾（K2S2O7熔点419）和硫酸氢钾（KHSO4熔点219）。 b.碱熔法：NaCO3（熔点853）、K2CO3（熔点903）、NaOH（
4、熔点318）、KOH（熔点404）、Na2O2（熔点460）和它们的混合剂。,2.分解试样的方法,二、试样的分解（前处理）,3. 微波加热技术在分析化验中的应用,微波消解仪,三、测定,主要分析方法有重量法、滴定法、吸光光度法、电化学分析法、原子光谱法（原子荧光、原子吸收、原子发射、ICP光谱 ）、 ICP质谱、辉光质谱、X射线荧光光谱等方法。,三、测定,a. 沉淀法b. 挥发法,1、重量法,三、测定,滴定分析的化学反应应满足下列条件：应按一定的化学式进行，不发生副反应。必须定量地进行完全。反应速度要快，最好在瞬间完成。必须有简便、可靠的确定理论终点或滴定终点的方法。滴定法可分为酸碱滴定法、络合
5、滴定法、氧化还原滴定法、和沉淀滴定法四类。,2、滴定法,三、测定,酸碱滴定法 络合滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法,2、滴定法,三、测定 酸碱滴定实例,SiO3 2- + 6F- + 6H+ = SiF62- + 3H2OSiF62- + 2K+ = K2SiF6K2SiF6 + 3H2O = 2KF + H2SiO3 + 4HFHF + NaOH = NaF + H2O,三、测定 络合滴定实例,H2Y2- + Pb2+ PbY2- + 2H+ H2Y2- + Zn2+ ZnY2- + 2H+,三、测定,1）锑的测定： Sb3+2Ce4+=Sb5+2Ce3+2）铁的测定：6Fe2+Cr2O7
6、2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O3）铜的测定（碘量法）：2Cu2+4I-=Cu2I2+I2I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,氧化还原滴定实例,三、测定 沉淀滴定实例,Ag+ + SCN- = AgSCN,三、测定,吸光光度法 朗伯 比尔定理 A吸光度k摩尔吸收系数，单位为L/molcm；c待测物质的浓度，单位为mol/L；b比色皿厚度，单位为cm。,3、吸光光度法,三、测定,a. 电重量分析b. 示波极谱分析c. 电位滴定分析,4、电化学分析方法,三、测定,a.分析方法 1）标准曲线法 2）标准加入法 3）内插法,5. 原子吸收光谱,三、测定,b. 鉴定仪器的几项指标 新仪
7、器的验收及使用1年以上的仪器，为确保仪器处于最佳状态，应对下列几项指标进行鉴定: 波长的准确性（0.5nm，0.2nm左右）和重现性（0.3nm）。 分辨率Mn279.5 279.8nm40%(此时分辨率为0.2nm) 特征浓度（灵敏度）能产生1%的吸收（A=0.0044），所需的元素浓度（g/mL，Cu0.05） 边缘能量：Hg灯。 基线稳定性：这是一个重要的指标，是判断一台仪器性能好怀的重要指标。Cu324.7nm、S=0.2nm，灯预热30min，静态30min，A0.005，动态10min，A0.006。,5. 原子吸收光谱法,原子吸收分光光度计(AAS),WFX-210/200原子吸
8、收分光光度计,三、测定,原子荧光光谱 检测元素：Hg、As、Sb、Bi、Se、Te、 Sn、 Pb、Zn、Cd、Ge，11种元素的痕量分析。,6. 原子荧光光谱法,原子荧光光谱仪（AFS),AF-640A环保型双道原子荧,三、测定,原子发射光谱是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，进行元素的定性与定量分析的方法。,7. 原子发射光谱法（AES）,三、测定,a. 原子发射光谱法的特点： 一个样品中多元素的同时测定； 分析速度快，可在几分钟内同时对几种元素进行定量分析； 检出限低，ppmppb； 准确度高，ICP-AES可达1%以下； 试样消耗少； 线性范
9、围宽，可达46个数量级。,7. 原子发射光谱法（AES）,三、测定,b. 发射光谱分析的缺点高含量分析的准确度差，常见的非金属元素，如：O、S、N、卤素等谱线在紫外区，一般光谱仪器无法检测，还有一些非金属和半金属元素，如：P、Se、Te，由于其激发电位高，灵敏度较低。,7. 原子发射光谱法（AES）,三、测定,c. 原子发射光谱仪的种类： 照相式摄谱仪（光栅摄谱仪，一米、两米），主要用于矿物、纯物质的定性半定量分析（光源激发温度达40007000K）。 光电直读光谱仪火花（光源）直读光谱仪（瞬间激发温度10000K），主要用于金属与合金，难激发元素的定量分析。 电感耦合等离子体（ICP）直读光
10、谱仪（激发温度60008000 K），主要用于溶液的定量分析。,7. 原子发射光谱法（AES）,光栅摄谱仪,WP1型平面光栅摄谱仪,光电直读光谱仪,WLD-4C光电直读光谱仪,火花直读光谱仪,SPECTROMAXx（斯派克）,火花直读光谱仪,ARL 3460/4460 Advantage 金属分析仪,ICP-AES,ICP光谱仪的新进展,ICP-AES,PerkinElmer ICP-OES,8ICP质谱（inductively coupled plasma mass spectrometer ）,ICP-MS主要由以下六部分组成：进样系统，ICP离子源，进样接口，离子镜，质谱仪（四极杆、八机
11、杆，离子根据质量/电荷比值的不同依次分开），离子检测器。 ICP-MS的主要优点： 检出线低（达ppt级），主要用于痕量分析， 谱线简单，谱线干扰少， 可进行同位素及同位素比值测定， 与石墨炉原子吸收相比，除具有上述优点外，还具有多元素同时测定功能。,ICP-MS,9. GD-MS 辉光放电质谱仪,GD-MS由辉光放电离子源和质谱分析仪两部分组成。,9. GD-MS 辉光放电质谱仪,GD-MS的特点 用辉光放电质谱仪进行高纯材料分析有以下优势： 1）它还具有质量分辨率高, 重复性好, 动态范围宽,可进行全元素分析。 2）由于采用了低噪声的离子计数器,元素检出限非常低，对于大多少元素的实际分析能
12、力为10ppt级（1.010- 11量级）。 3）基体效应低。因此，即使在没有标样的情况下，也能给出较准确的多元素半定量分析结果，十分有利于超纯样品的半定量分析。,9. GD-MS 辉光放电质谱仪,4）直接分析固体样品，样品的制备和处理非常简单； 5）无需建立千级高纯实验室。,GD-MS,ELEMENT GD双聚焦辉光放电质谱仪（ELEMENT GD）,GD-MS,GD-90双聚焦辉光放电质谱仪,10. X射线荧光光谱法,根据检测器的不同XRF可分为波长色散光谱仪和能量色散光谱仪两种。 特点：可用于各类材料中主量、少量和痕量元素的分析，具有可分析元素范围广（4Be92U）,含量范围宽（0.001100%）； 自动化程度高，可直接分析固体、粉末、液体试样；由于分析速度快、准确度高以及可作非破坏分析等特点，而被广泛应用于冶金生产、环保和科研等各个领域。,XRF光谱仪,波长色散X射线荧光光谱仪,型号：Axios mAX（帕那科）,XRF光谱仪,S8 TIGER X射线荧光仪,XRF光谱仪,下照式X射线荧光光谱仪理学型号：primus,
