1、1镍精矿化学分析方法第 5 部分：铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法编制说明北矿检测技术有限公司马丽 阮桂色 李颖2019 年月2镍精矿化学分析方法第 5 部分：铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法一、工作简况1.1 方法概况1.1.1 项目的必要性镍矿是我国紧缺矿种，是地质勘查 13 种重要勘查矿种之一。镍精矿通常是指硫化镍原矿石经过选矿工艺处理得到的精矿。镍精矿作为镍冶炼的主要原料，期中镁、铜、铅等元素含量的指标，对冶炼工艺的选择、冶炼回收率以及冶炼成本等方面都起着非常重要的作用。目前对镍精矿成分的检测方法主要有火焰原子吸收光谱法、原子
2、荧光光谱法、和滴定法等。而且对其中主次元素含量进行分析均为单一元素测定方法。方法准确可靠，但操作繁琐，耗时较长，无法对多元素进行同时测定，不能满足当前市场对镍精矿进行快速准确高效检测的需要。因此，建立对镍精矿中多元素同时进行测定的检测方法，具有十分重要的现实意义和社会价值。1.1.2 适用范围本部分适用于镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定。测定范围见表1。表 1 测 定 范 围元素 测定范围 w/% 元素 测定范围 w/%Cu 0.506.00 Mg 1.009.00Pb 0.0205.00 Cd 0.0101.00Zn 0.0252.00 As 0.0201.001.1.3 可行性目前
3、国内市场上镍精矿年产量达数万吨，本标准的建立对企业在后续生产及市场交易提供有力的指导。本标准在起草、调研中得到了金川集团股份有限公司、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司等冶炼企业的积极响应。1.1.4 要解决的主要问题目前国内镍精矿的化学分析方法中，缺少铅、镉和砷的分析方法。而且，现用的方法不能做到对镍精矿中多元素进行同时测定。镍精矿中的铜、铅、锌、镁、镉、砷的含量对冶炼工艺选择和冶炼产品质量方面都有着非常重要的影响。准确测定镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉、砷的含量，建立相应的准确高效的检测分析方法，可为后续生产和市场交易提供依据，对促进生产和指导贸易具有重要的意义。1.2 任务来源根据工业和信息
4、化部“关于印发 2017 年第一批行业标准制修订计划的通知” （工信厅科201740 号）的文件精神，以及全国有色金属标准化技术委员会“关于印发氧化铟锡靶材化学分析方法等 18 项标准任务落实会会议的通知” （有色标委201795 号）及相关会议纪要的文件精神， 镍精矿化学分析方法第 5 部分：铜、铅、锌、镁、镉和砷量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法由北矿检测技术有限公司起草，金川集团股份有限公司、广东省工业分析检测中心、国标（北京）检验认证有限公司、中国有色桂林矿产地质3研究院有限公司、深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂、山东恒邦冶炼股份有限公司、中国检验认证集团广西有限公司、
5、浙江华友钴业股份有限公司、福建紫金矿冶测试技术有限公司、浙江铜富冶和鼎铜业有限公司、浙江富冶集团有限公司等单位协助起草。项目计划编号：（201795 号 2017-0174T-YS） ，完成年限 2018 年。1.3 主要工作过程2017 年 8 月 24 日26 日全国有色金属标准化技术委员会在山东省泰安市市组织召开了氧化铟锡靶材化学分析方法等 18 项标准任务落实会议，会议确定了标准制定的起草单位和参与验证单位，落实了标准计划项目的进度安排和分工。2017 年 9 月2018 年 3 月由金川集团股份有限公司和北矿检测技术有限公司完成了所有样品的收集工作。2018 年 3 月2018 年
6、6 月北矿检测技术有限公司完成了所有试验，并撰写了试验报告和标准文本（草案） 。2018 年 7 月8 月将样品、试验报告和标准文本（草案） 、征求意见表等发送给其他 11家起草单位进行验证工作。并根据验证单位意见补充实验，完成数据统计分析，完善编制说明、试验报告和标准文本等。2018 年 8 月 21 号8 月 23 日全国有色金属标准化技术委员会在宁夏回族自治区银川市召开了绿色设计产品评价技术规范 阴极铜等 79 项有色金属标准工作会议。北矿检测技术有限公司形成了标准草案，并开展了标准验证等工作。会议对镍精矿化学分析方法标准讨论稿、试验报告及验证报告进行分析和讨论，并安排了标准研究的后续工
7、作。各验证单位在验证过程中以及预审会期间，对本标准的主要修改意见如下：1） 讨论稿 1 范围建议镁测定范围上限外延至 9.00（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司） ，采纳。2） 讨论稿 3.9 铅标准贮存溶液配制建议用 1+2 或者 1+3 的硝酸溶解金属铅（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司） ，不采纳（理由：实际实验过程中用 1+1 硝酸溶解金属铅完全没问题） 。3） 讨论稿试验报告中试样分解方法选择部分补充硝酸溶解时间实验，确保砷不挥发损失（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司） ，不采纳（理由：回收率试验表明，按试验条件进行前处理，砷没有挥发损失） 。4） 讨论稿 6.1 试料，建议元
8、素含量较低时适当增大称样量（紫金矿业集团股份有限公司） ，不采纳（理由：多元素测定统一称样量避免重复性工作，且方法的检测下限都已通过实验确认） 。5） 预审稿 1 范围 Mg 测定范围改为 1.00%9.00% （深圳市中金岭南有色金属股份有限公司） ，采纳。6） 预审稿 3.11 配制镁标准贮存溶液使用的氧化镁描述改为：“氧化镁（wMgO99.99，预先在 700灼烧 4h，稍冷后置于干燥器中冷却至室温） ”，与文本中三氧化二砷描述一致（金川集团股份有限公司） ，采纳。7） 预审稿 6.4.2 表 3 中分取体积“全量”改为“” （广东省工业分析检测中心） ，采纳。8） 预审稿 6.4.3
9、描述参考其他同类型标准后改为“与标准溶液系列同时测定铜、铅、锌、镁、镉、砷的发射强度，由工作曲线计算出各测定元素的质量浓度。 ”（金川集团股份有限公司） ，采纳。9） 预审稿 8 精密度中重复性限和再现性限数据保留有效位数与 7 试验数据处理中要求一致（金川集团股份有限公司） ，采纳。二、标准编制原则本标准是根据 GB/T1.1-2009标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写规则和4GB/T20001.4-2001标准编写规则第 4 部分：化学分析方法的要求进行编写的。编制本标准的目的是以能满足镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的准确快速测定要求为基础。编制本标准的原则是准确、具有一定的
10、先进性和操作简单性。根据国情制订技术规范并力求与国外先进技术接轨。三、标准主要内容的确定依据3.1 铜、铅、锌、镁、镉和砷含量范围确定及使用检测手段确定根据金川集团股份有限公司、北矿检测技术有限公司等单位提供的镍精矿试样以及在实际生产中遇到的样品，确定镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定范围为0.506.00%、0.0205.00%、0.0252.00%、1.009.00% 、0.0101.00% 、0.0201.00%。对于试样中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的检测，从日常检测与生产过程中快速响应的要求及成本方面考虑，最终选择了电感耦合等离子体原子发射光谱法。3.2 试验条件和参数的确定和干
11、扰的排除根据北矿检测技术有限公司、金川集团股份有限公司等单位提供的镍精矿试样进行元素含量分析发现，镍精矿样品基体复杂，含有较高的 Fe、Ni、Si、Mg、Cu 、Pb 等元素，其次含有 Al、As、Ca、Cr、 Zn 以及少量的 Co 等元素。其中铁最高含量 37%，镍最高含量 8.5%，硅最高含量 14%，镁最高含量 9.0%，铜最高含量 6.5%，铅最高含量 5%，锌最高含量 2%，铝最高含量 2%，其它元素含量均不超过 2%。对铅精矿样品的样品分解方法，仪器工作条件参数，各待测元素测定谱线，测定酸度等一系列试验条件和参数的选择，和复杂基体中各共存离子的干扰情况排除。具体结果见试验报告。3
12、.3 重复性及再现性镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量测定的原始数据及原始数据统计检验过程见实验报告中实验数据及处理 。剔除离群值后，重复性、再现性计算结果见表 2。表 2 重复性限和再现性限wCu/% 0.445 1.647 2.853 5.134 6.444r/% 0.030 0.063 0.136 0.190 0.241R/% 0.039 0.090 0.181 0.284 0.294wPb/% 0.0324 0.0967 0.359 1.627 3.296 5.076r/% 0.0046 0.0099 0.026 0.086 0.138 0.244R/% 0.0053 0.0132 0
13、.0344 0.098 0.147 0.261wZn/% 0.0270 0.116 0.792 1.626 2.110r/% 0.0045 0.013 0.049 0.082 0.135R/% 0.0058 0.016 0.074 0.096 0.151wMg/% 0.898 2.053 3.890 6.312 8.921r/% 0.054 0.113 0.150 0.198 0.259R/% 0.061 0.223 0.186 0.208 0.300wCd/% 0.0120 0.131 0.243 0.655 0.9845r/% 0.0014 0.012 0.018 0.028 0.065R
14、/% 0.0021 0.016 0.027 0.048 0.076wAs/% 0.0245 0.152 0.312 0.634 0.899r/% 0.0043 0.030 0.030 0.032 0.043R/% 0.0067 0.030 0.037 0.040 0.0543.4 方法准确度试验对样品 5#中 Pb、Mg 、As，样品 7#-1 中 Cu、Zn 、Cd，按试样分析方法进行加标回收试验，结果见表 3。从表中看出加标回收率在 97.30%103.80%，该方法回收效果较好。方法适用于镍精矿中 0.506.00% 的铜、0.0205.00% 的铅、 0.0252.00%的锌、1.00
15、8.60的%镁、 0.0101.00%的镉、0.0201.00%的砷含量的测定，可作为国家标准方法推广使用。表 3 加标回收试验元素 含量/% 加入量/% 测得量/% 回收率/% 元素 含量 /% 加入量/% 测得量/% 回收率/%0.444 0.2 0.649 102.50 0.361 0.2 0.556 97.500.444 0.4 0.836 98.00 0.361 0.4 0.770 102.25Cu0.444 0.8 1.238 99.25Pb0.361 0.8 1.150 98.621.613 1.0 2.618 100.50 0.898 0.5 1.417 103.801.613
16、 1.5 3.087 98.27 0.898 1.0 1.922 102.40Zn1.613 3.0 4.700 102.90Mg0.898 2.0 2.844 97.300.983 0.5 1.480 99.40 0.904 0.5 1.421 103.400.983 1.0 1.989 100.60 0.904 1.0 1.887 98.30Cd0.983 2.0 3.008 101.25As0.904 2.0 2.951 102.35四、标准水平分析经过资料搜索，均无与镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量测定相关的分析标准。本标准是首次制订，填补了国际、国内镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含
17、量测定标准的空白。与会代表一致认为：镍精矿化学分析方法 第 5 部分：铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法标准的编写符合 GB/T 1.1-2009标准化工作导则的编制要求。该标准技术先进、可操作性强，结构合理、文字简练、条理清晰，达到了国内先进水平。五、与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准协调配套的情况6本标准完全满足现行法律、法规等的要求，标准格式规范。六、标准中涉及到的专利无七、重大分歧意见的处理经过和依据无八、标准作为强制性或推荐性国家（或行业）标准的建议建议该标准作为推荐性行业标准。九、贯彻标准的要求和措施建议无十、废止现行有关标准的建议本标准为首次起
18、草，无废止/替代现行有关标准。十一、其他应予说明的事项本标准首次规定了镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定方法。本标准在制定过程中，调研了国内多家冶炼企业，标准技术先进，具有充分的可操作性、适用性。完全能够满足国内外用户、市场的需求。本标准为镍精矿中铜、铅、锌、镁、镉和砷含量的测定提供依据，有利于企业对镍精矿技术参数的更好控制，为后续生产和市场交易奠定了良好的基础。参与会议代表讨论，将重复性限和再现性限进行了合理调整，调整后结果见表2。表 1 精密度计算水平 1 水平 2 水平 3 水平 4 水平 5T1 433 555 661 752 841T2 1740 2850 4085 5239
19、6557T3 108 108 107 108 108T4 1020 1020 999 1020 1020T5 0.150 0.248 0.289 0.395 0.475Sr2 0.00156 0.00258 0.00304 0.00411 0.00495SL2 0.00510 0.00387 0.00459 0.0161 0.0213SR2 0.00666 0.00645 0.00763 0.0203 0.0263总平均值 4.01 5.14 6.18 6.96 7.79Sr 0.0395 0.0508 0.0551 0.0641 0.0703SR 0.0816 0.0803 0.0873 0
20、.142 0.162r 0.11 0.14 0.15 0.18 0.20R 0.23 0.23 0.24 0.40 0.45线性拟合值Sr Sr=0.0077+0.008000m(Sb)/%再现性限（R）/%60.0399 0.0489 0.0572 0.0635 0.0701SR=0.0001+0.01730mSR 0.0695 0.0890 0.107 0.121 0.135r=0.0218+0.02240mr 0.11 0.14 0.16 0.18 0.20R=0.0003+0.04843mS=a+bmR 0.19 0.25 0.30 0.34 0.38表2 重复性和再现性调整后结果7.2.5 样品加标回收率选
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