阅读说明：本技术 测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法 (Method for measuring contents of aluminum element, iron element, cadmium element and lead element in zinc liquid ) 是由 嵇龙 喻能利 蔡璐 戴国宣 周露 方利红 吴振 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法,包括步骤：S1、取样；S2、制样：对锌锭试样进行铣削,控制刀具的进刀径程在50-250mm/min范围内,控制刀具的转速在300-800r/min范围内；S3、试样测定：采用X射线荧光光谱仪对锌锭试样进行检测。本发明的测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法,通过对铣削参数的控制,提高锌锭试样分析面的光洁度,从而可以满足采用X射线荧光法的测定要求。(The invention discloses a method for measuring the contents of aluminum element, iron element, cadmium element and lead element in zinc liquid, which comprises the following steps: s1, sampling; s2, sample preparation: milling a zinc ingot sample, controlling the feed diameter range of a cutter within 50-250mm/min, and controlling the rotating speed of the cutter within the range of 300-800 r/min; s3, sample measurement: and detecting the zinc ingot sample by adopting an X-ray fluorescence spectrometer. The method for measuring the contents of the aluminum element, the iron element, the cadmium element and the lead element in the zinc liquid improves the smoothness of the analysis surface of a zinc ingot sample by controlling milling parameters, thereby meeting the measurement requirement of an X-ray fluorescence method.)

测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法

技术领域

本发明属于元素含量测定技术领域，具体地说，本发明涉及一种测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法。

背景技术

目前，对于锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的分析采用电感耦合等离子体发射光谱法分析(ICP)，该方法需经过钻样、称样、溶样、ICP检测。每批试样从接收至数据报出，需要40-60分钟，遇到数据异常需复检时，很难在短时间内报出分析数据。

而采用X射线荧光法测定锌液样品时，对锌液试样的形状、尺寸有一定的要求，对锌液样品要求成分均匀，要求样品分析面平整、光洁、无裂纹。样品分析面的光洁度直接影响测得的X射线强度，锌液中的轻元素铝对此尤其敏感。而现有技术中缺少提高锌液试样的分析面的光洁度的手段。

由于上述存在的问题，以致于采用X射线荧光法测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法一直难以实现。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法，目的是提高锌锭试样分析面的光洁度，满足采用X射线荧光法的测定要求。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法，包括步骤：

S1、取样；

S2、制样：对锌锭试样进行铣削，控制刀具的进刀径程在50-250mm/min范围内，控制刀具的转速在300-800r/min范围内；

S3、试样测定：采用X射线荧光光谱仪对锌锭试样进行检测。

在所述步骤S2中，控制刀具的进刀径程为50mm/min，控制刀具的转速为800r/min。

在所述步骤S2中，将锌锭试样的铣削深度控制在0.9-1.2mm，并进行多次铣削，且控制每次铣削的进刀量大小为相同或不同。

在所述步骤S2中，对锌锭试样进行三次铣削，且在对锌锭试样进行第一次铣削时，控制进刀量为0.2-0.5mm；在对锌锭试样进行第二次铣削时，控制进刀量为0.2-0.5mm；在对锌锭试样进行第三次铣削时，控制进刀量为0.1-0.2mm。

在所述步骤S2中，将锌锭试样的铣削深度控制在1.0mm。

在所述步骤S3中，绘制X射线荧光法分析锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的工作曲线，确定分析线、X光管电压、X光管电流、分析晶体、探测器和测量时间参数。

本发明的测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法，具有如下的优点：

(1)通过对铣削参数的控制，提高锌锭试样分析面的光洁度，从而可以满足采用X射线荧光法的测定要求；

(2)采用X射线荧光法测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量，检验周期缩短为10min左右，满足生产检验需求；

(3)减少了酸、碱化学试剂的使用，降低了废液的排放，符合了节能减排、低碳生产的现代化企业要求；

(4)降低劳动强度，减少人力资源成本，缓解人员不足问题，有力于优化检验队伍；

(5)可以解决锌液样品的形状、尺寸及均匀性满足X射线荧光测定时的需求，解决锌液样品制备中存在的问题，从而能够建立X射线荧光光谱法的工作曲线，实现采用X射线荧光光谱法快速、准确测定锌液中铝、铁、镉和铅含量。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法的流程图；

图2是锌锭试样的结构示意图；

图3是制样后的等待时间对样品表面铝元素含量的影响趋势。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本发明提供了一种测定锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的方法，包括步骤：

S1、取样；

S2、制样：对锌锭试样进行铣削，控制刀具的进刀径程在50-250mm/min范围内，控制刀具的转速在300-800r/min范围内；

S3、试样测定：采用X射线荧光光谱仪对锌锭试样进行检测。

具体地说，在上述步骤S1中，采用取样模具取锌锭试样，该取样模具使用黄铜作为内衬材质。使用该取样模具取样时，锌锭试样能很好地与黄铜模具剥离，提高了取样模具的使用寿命，同时确定锌锭试样的形状、尺寸。

如图2所示，锌锭试样为圆柱形结构，锌锭试样的直径为30-50mm，锌锭试样的长度为15-30mm。

作为优选的，在上述步骤S2中，采用铣样机铣削锌锭试样，控制铣样机的刀具的进刀径程为50mm/min，控制铣样机的刀具的转速为800r/min。在此进刀径程和转速下，铣削后测定的铝元素、铁元素、镉元素和铅元素的相对标准偏差最小，可以提高锌锭试样表面(也即分析面)的光洁度。

为了确认用不同径程、转速参数铣削对锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素荧光强度的影响，分别用进刀径程为50mm/min和刀具转速为800r/min，进刀径程为150mm/min和刀具转速为550r/min，以及进刀径程为250mm/min和刀具转速为300r/min铣削同一块锌锭试样，对锌锭试样每铣削一次后用X射线荧光光谱仪对锌锭试样检测一次，其测定结果见表1和表2。由表1和表2可以看出，当将铣样机的刀具的进刀径程设置为50mm/min和将刀具转速设置为800r/min时对锌锭试样进行铣削后，测定的锌锭试样的铝元素、铁元素、镉元素和铅元素的相对标准偏差最小，锌锭试样表面光洁度最好。因此，可以确认径程50mm/min，转速800r/min为最佳铣削参数。

表1：用不同径程(mm/min)、转速(r/min)铣削的实验数据

表2：用不同径程(mm/min)、转速(r/min)铣削的实验数据续表

在上述步骤S2中，将锌锭试样的铣削深度控制在0.9-1.2mm，并进行多次铣削，且控制每次铣削的进刀量大小为相同或不同。铣样机的刀具的型号为SEMT1204AGN HK3205。

在本实施例中，在上述步骤S2中，对锌锭试样进行三次铣削，且在对锌锭试样进行第一次铣削时，控制进刀量为0.2-0.5mm；在对锌锭试样进行第二次铣削时，控制进刀量为0.2-0.5mm；在对锌锭试样进行第三次铣削时，控制进刀量为0.1-0.2mm。而且，在上述步骤S2中，将锌锭试样的铣削深度控制在1.0mm。通过控制铣削深度和分多次铣削，能有效地去除锌锭试样分析面存在的凹面、夹杂、表面氧化等问题，可以进一步提高锌锭试样分析面的光洁度。

为了确认块状锌锭试样在不同铣削深度的元素分布情况，对同一锌锭试样用铣床铣削1次测定1次，共测定10次，其测定结果见表3，从表3中可看出锌锭试样的铝元素、铁元素、镉元素和铅元素在不同的深度分布是均匀的。

表3：块状样品不同深度测定结果

在上述步骤S3中，绘制X射线荧光法分析锌液中铝元素、铁元素、镉元素和铅元素含量的工作曲线，确定分析线、X光管电压、X光管电流、分析晶体、探测器和测量时间参数。

X射线荧光光谱仪的工作条件、各元素的线性回归方程、相关系数见表4和表5。绘制工作曲线时，按X射线荧光光谱仪的工作条件对标准样品进行测定，以各元素含量为横坐标，荧光强度为纵坐标，进行线性回归。

表4：元素测量条件

表5：线性回归方程、相关系数

元素	线性回归方程	相关系数
			AL	y＝0.27x-0.0133	0.9993
Fe	y＝0.006x-0.0276	0.9991
			Pb	y＝0.0232x-0.2201	0.9998
Cd	y＝0.0383x-0.2194	0.9992

在上述步骤S3中，锌锭试样制备好后，为防止样品表面铝元素被氧化，制备好的锌锭试样应立即用X射线荧光光谱仪进行检测。制样后的等待时间对样品表面铝元素含量的影响见表6和图3。

表6：制样后的等待时间对样品表面AL含量的影响

元素测定范围的确定，选取高、中、低各含量范围的锌液标准样品测定，与标准值进行比对。比对结果良好，符合生产过程质量控制要求，测定结果见表7。由表7的实验数据可以确定本方法测定铝、铁、铅、镉的测定范围，见表8。

表7：标准样品测定数据

表8：元素及测定范围

为了计算不同含量范围铝、铁、铅、镉的标准偏差，采用本方法分别将S-5、D-4块锌液试样在铣床上铣削1次测定1次，共测定10次，其测定结果列于见表9、表10。

由表9、表10可以计算出本方法的允许差，见表11。

对未知样品用铣床铣削后在X射线荧光光谱仪上测定，其测定结果与化学值比较见表12，从表12结果中可以看出，X射线荧光光谱仪测定值从方法比对结果看，效果良好，符合生产过程质量控制要求。

表9：样块S-5分析标准偏差表

分析次数	AL，％	Cd，％	Fe，％	Pb，％
					1	0.276	0.0045	0.0105	0.0035
2	0.275	0.0041	0.0108	0.0034
					3	0.266	0.0046	0.0107	0.0033
4	0.275	0.0043	0.0109	0.0032
					5	0.273	0.0042	0.0106	0.0035
6	0.276	0.0043	0.0107	0.0034
					7	0.280	0.0042	0.0108	0.0035
8	0.278	0.0044	0.0106	0.0032
					9	0.270	0.0046	0.0108	0.0035
10	0.270	0.0045	0.0106	0.0034
					平均值	0.2739	0.00437	0.0107	0.00339
标准偏差	0.004202	0.000177	0.000125	0.000120

表10：样块D-4分析标准偏差表

表11：本方法允许差表

表12：X射线荧光测定结果与化学分析值比较

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。