ICS77.080.01 H11 中华人民共和国国家标准 GB/T31927—2015 钢板及钢带 锌基和铝基镀层中铅和镉 含量的测定 电感耦合等离子体质谱法 Zincandaluminumbasedcoatingsonsteelsheetsandstrips— Determinationofleadandcadmiumcontents— Inductivelycoupledplasmamassspectrometricmethod 2015-09-11发布 2016-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准主要起草单位:鞍山钢铁集团公司。 本标准主要起草人:于媛君、亢德华、王海丹、王铁、顾继红、杨丽荣、李锋、徐承明。 ⅠGB/T31927—2015 钢板及钢带 锌基和铝基镀层中铅和镉 含量的测定 电感耦合等离子体质谱法 警告———使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准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 本标准规定了电感耦合等离子体质谱法测定铅和镉含量的方法。 本标准适用于钢板及钢带纯锌、锌铁、锌铝和铝锌合金镀层中铅和镉含量的测定,测定范围分别为 Pb:20.0μg/g~2000.0μg/g,Cd:5.0μg/g~2000.0μg/g。 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/T6379.2 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分:确定标准测量方法重复性 与再现性的基本方法 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T12806—2011 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶 GB/T12808—1991 实验室玻璃仪器 单标线吸量管 GB/T20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法 3 原理 将钢板及钢带的镀层采用化学方法剥离后,消解处理成待测试样溶液,经雾化系统由载气引入等离 子体内,测定铅和镉的强度,在校准曲线上查出铅和镉的浓度,按公式换算出单位钢板及钢带镀层中铅 和镉元素的质量分数。 4 试剂和材料 除非另有说明,在分析中仅使用优级纯的试剂和符合GB/T6682规定的二级以上蒸馏水或纯度相 当的水。 4.1 盐酸,ρ1.19g/mL。 4.2 硝酸,ρ1.42g/mL。 4.3 硝酸,1+1。 4.4 无水乙醇。 4.5 氢氧化钠溶液,100g/L。 4.6 过氧化氢溶液,30%。 4.7 剥离液,将3.5g六次甲基四胺(分析纯)溶解于250mL盐酸(见4.1),用水稀释至1000mL, 混匀。 1GB/T31927—2015 4.8 铅标准贮备溶液,1000mg/L。 称取1.0000g金属铅(质量分数≥99.99%),置于200mL烧杯中,加入20mL硝酸(见4.3)溶解, 待完全溶解后,加热除去二氧化氮,取下冷却,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。 4.8.1 铅标准溶液A,100mg/L。 准确移取100.00mL铅标准贮备溶液(见4.8)至1000mL容量瓶中,加入50mL硝酸(见4.2),用 水稀释至刻度,混匀。 4.8.2 铅标准溶液B,10mg/L。 准确移取100.00mL铅标准溶液A(见4.8.1)至1000mL容量瓶中,加入50mL硝酸(见4.2),用 水稀释至刻度,混匀。 4.9 镉标准贮备溶液,1000mg/L。 称取1.0000g金属镉(质量分数≥99.99%),置于250mL烧杯中,加入30mL盐酸(见4.1),盖上 表面皿,加热至完全溶解,冷却,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。 4.9.1 镉标准溶液A,100mg/L。 准确移取100.00mL镉标准贮备溶液(见4.9)至1000mL容量瓶中,加入50mL盐酸(见4.1),用 水稀释至刻度,混匀。 4.9.2 镉标准溶液B,10mg/L。 准确移取100.00mL镉标准溶液A(见4.9.1)至1000mL容量瓶中,加入50mL盐酸(见4.1),用 水稀释至刻度,混匀。 4.10 锌标准溶液,10mg/mL。 称取10.00g高纯锌(铅、镉质量分数≤0.00005%),溶于200mL盐酸(见4.1),冷却后将溶液转入 1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。 4.11 铝标准溶液,10mg/mL。 称取10.00g高纯铝(铅、镉质量分数≤0.00005%),溶于200mL盐酸(见4.1),冷却后将溶液转 入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。 5 仪器和设备 5.1 通则 5.1.1 玻璃量具应符合GB/T12806—2011和GB/T12808—1991规定的A级,并经过校准。 5.1.2 使用感量为0.1mg的分析天平,并经过校准。 5.2 电感耦合等离子体质谱仪 所用电感耦合等离子体质谱仪应按照生产厂家使用说明书将仪器最优化后使用,仪器经优化后应 满足: 5.2.1 短时精密度应好于5%。 测量10次与样品溶液相同基体的10ng/mL铅和镉溶液的质谱信号强度,其相对标准偏差应小 于5%。 5.2.2 检出限应小于0.05ng/mL。 检出限为浓度接近空白的溶液测量11次,测量浓度结果的标准偏差的3倍(3σ)。 5.2.3 测定下限应小于0.2ng/mL。 测定下限为浓度接近空白的溶液测量11次,测量浓度结果的标准偏差的10倍(10σ)。 2GB/T31927—2015 6 取样和制样 除特殊规定外,按照GB/T20066和相关的产品标准规定取样和制样。 7 分析步骤 7.1 试样制备 将带有镀层的钢板或钢带用冲床冲成圆片或利用其他工具剪切成规则形状的试样片(如30mm× 30mm的正方形样片),用无水乙醇(见4.4)去除表面的玷污并经水清洗,吹干试样表面,用天平称量试 样片质量m1,精确至0.1mg。 7.2 空白试验 随同试样作空白试验。 7.3 测定次数 同一试样应进行2次平行测定,取其平均值。 7.4 镀层剥离 纯锌、锌铁、锌铝合金镀层:将试样片(见7.1)置于烧杯中,加入50mL剥离液(见4.7),在室温条件 下,试样完全浸没于溶液中,不时摇动烧杯并翻动试样,直到镀层表面没有氢气析出。然后冲洗试样,必 要时可用尼龙刷刷去可能吸附在试样表面的疏松附着物,合并洗液。然后将试样基板迅速干燥后,天平 称量试样基板质量m2,精确至0.1mg。将溶液移入容量瓶中,稀释至刻度,混匀,作为待测溶液。 铝锌合金镀层:将试样片(见7.1)置于250mL聚四氟乙烯烧杯中,加入50mL氢氧化钠溶液 (见4.5),3mL过氧化氢溶液(见4.6),低温加热,中间翻动试样,试样表面全部呈光亮状时,取出试样, 以少量水洗净,洗下溶液并入烧杯中,继续加热5min,取下冷却。然后将试样基板迅速干燥后,用天平 称量试样基板质量m2,精确至0.1mg。在溶液中加入20mL盐酸(见4.1),冷至室温后移入容量瓶中, 稀释至刻度,混匀,作为待测溶液。 7.5 校准曲线的绘制 取7个100mL容量瓶,分别加入与试样处理时相同用量的试剂和适量用于基体匹配的锌标准溶 液(见4.10)和铝标准溶液(见4.11),使锌和铝的含量与试验溶液中的含量相当。按表1、表2加入被测 元素的标准溶液于7个100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。测量标准系列溶液的强度,减去零 浓度校准溶液的强度即为净强度,以待测元素的浓度(μg/mL)为横坐标,待测元素相应的净强度为纵 坐标,绘制校准曲线。 表1 制作校准曲线的标准溶液系列一 分析元素 标准溶液 加入标准溶液的体积/mL 元素浓度/(μg/mL) 铅 4.8.1 00.500.751.001.501.752.00 0.50~2.00 镉 4.9.1 00.500.751.001.501.752.00 0.50~2.00 3GB/T31927—2015 表2 制作校准曲线的标准溶液系列二 分析元素 标准溶液 加入标准溶液的体积/mL 元素浓度/(μg/mL) 铅 4.8.2 00.200.501.002.004.005.00 0.020~0.50 镉 4.9.2 00.100.501.002.004.005.00 0.010~0.50 7.6 测量 按照仪器说明书使仪器最优化,待灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到测定要求后,选 择Pb(208)和Cd(111)质量数,按照编制好的分析程序将空白溶液、标准系列溶液、试样待测液分别测 定。根据试样待测液中各待测元素的信号强度,计算出试样待测液中各待测元素的含量。如果试样待 测液的浓度超过校准曲线的范围,则用盐酸溶液(1+10)进行适当稀释后测定。 7.7 结果计算 试样中铅和镉含量,按式(1)计算,数值以微克每克(μg/g)表示: w=(c-c0)×V×F m1-m2…………………………(1) 式中: w———试样片镀层或涂层中铅、镉含量,单位为微克每克(μg/g); c———试样溶液中铅、镉的浓度,单位为微克每毫升(μg/mL); c0———空白溶液中铅、镉的浓度,单位为微克每毫升(μg/mL); V———试样待测液体积,单位为毫升(mL); F———试样待测液的稀释倍数; m1———镀层剥