一种测定锆及锆合金中锂含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学分析技术领域，具体涉及一种测定锆及锆合金中锂含量的方法。【背景技术】
[0002] 金属锆及其合金被广泛应用于水冷动力堆的包壳材料与堆芯结构材料。目前国内 公开报道的锆及锆合金化学分析方法主要为1992年颁布的GB/T 13747锆及锆合金化学分 析方法国标，以及2012年李刚等人发表的电感耦合等离子体发射光谱法测定核级锆合金 中17种常量及痕量元素。这些文献中均未涉及锆及锆合金中锂元素测定方法，主要技术难 度有以下两点：
[0003] 第一、锂元素含量上限要求极低，不得大于0. 0002 %，属于痕量分析范畴；电感耦 合等离子体发射光谱法测定高盐锆基体中常见元素含量检出限通常为〇. 〇〇1〇%，部分元素 检出限更高为〇. 0050 %，属于微量分析范畴，痕量分析通常使用电感耦合等离子质谱仪测 定。
[0004] 第二、目前主流的电感耦合等离子体发射光谱仪为垂直观测矩管，垂直观测技术 在测定易电离类元素（碱金属与碱土金属）中极易受到干扰，并且基体效应对易电离元素 干扰也尤为明显，导致测定结果稳定性差，不符合定量分析要求。通常使用化学分析方法测 定易电离元素，或不测易电离元素。锂元素是元素周期表中第三号元素，原子量轻并且极易 电离，使用垂直观测技术测定锂元素含量难度极大。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种测定锆及锆 合金中锂含量的方法。该方法通过采用360B锆合金标准物质作为校准溶液的基体，并对特 征光谱谱线等条件进行大量选择实验，克服垂直观测技术中易电离元素易受干扰的困难以 及电感耦合等离子体发射光谱仪测定锆基体高盐环境检出限不满足痕量分析的困难，提供 了一种电感耦合等离子体发射光谱仪测定锆及锆合金中锂含量的方法，满足核工业锆及锆 合金检测需求。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种测定锆及锆合金中锂含量 的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0007] 步骤一、对纯锆或锆合金进行车削，得到肩状试样，然后将肩状试样清洗干净后烘 干备用；
[0008] 步骤二、采用堆锥四分法对步骤一中烘干后的肩状试样进行缩分选样，得到待测 样；
[0009] 步骤三、向步骤二中所述待测样中滴加氢氟酸-硝酸复合酸液进行溶解，然后将 溶液转入容量瓶中，用纯水定容后摇匀，得到待测液；所述氢氟酸-硝酸复合酸液的体积V 满足：8m < V < 10m，其中m为待测样的质量，m的单位为g，V的单位为mL ;
[0010] 步骤四、将数份质量均为m的360B锆合金标准物质分置于多个烧杯中，各滴加体 积为V的氢氟酸-硝酸复合酸液进行溶解，得到多份基体母液，然后取多个容量瓶，将基体 母液以及计量的锂标准溶液分别移入各容量瓶中，之后分别用纯水定容后摇匀，得到一系 列不同浓度的锂校准溶液；
[0011] 步骤五、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于670. 780nm处逐一测定步骤四中所 述不同浓度锂校准溶液的锂元素特征光谱强度，由此建立锂校准溶液的浓度与锂元素特征 光谱强度对应关系的校准曲线；
[0012] 步骤六、采用电感親合等离子体发射光谱仪于670. 780nm处测定步骤三中所述待 测液的锂元素特征光谱强度，然后依据步骤五所建立的校准曲线计算出待测液中锂的浓 度，最终计算出纯锆或锆合金试样中锂的质量含量。
[0013] 上述的一种测定锆及锆合金中锂含量的方法，其特征在于，步骤三和步骤四中所 述氢氟酸-硝酸复合酸液中HF的质量百分含量均为12%~18%，HN0 3的质量百分含量均 为5%~9%〇
[0014] 上述的一种测定锆及锆合金中锂含量的方法，其特征在于，步骤三和步骤四中所 述m均满足：0. 5g < m < lg，步骤三和步骤四中所述容量瓶的规格均为50mL或100mL。
[0015] 上述的一种测定锆及锆合金中锂含量的方法，其特征在于，步骤四中所述一系 列不同浓度的锂校准溶液中锂的浓度分别为〇mg/L、0. 002mg/L、0. 005mg/L、0. 01mg/L和 0. 02mg/L〇
[0016] 上述的一种测定锆及锆合金中锂含量的方法，其特征在于，步骤五和步骤六中所 述电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数均为：高频发生器功率1. lkw~~1. 4kW，等离 子气流量12L/min~15L/min，辅助气流量0. 7L/min~1. lL/min，雾化气流量0. 7L/min~ 1. lL/min，懦动泵泵速15rpm~45rpm，观测高度15mm~16_，积分时间2s~5s。
[0017] 上述的一种测定锆及锆合金中锂含量的方法，其特征在于，步骤五中所述校准曲 线的线性相关系数不小于〇. 999。
[0018] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0019] 1、本发明采用360B锆合金标准物质作为校准溶液的基体，有效降低了基体效应， 提高了检测方法的准确度。
[0020] 2、本发明采用通过NIST认证的360B锆合金标准物质以及锂标准溶液配制锂校准 溶液，准确度高、精密度高、国际认可度高。
[0021] 3、本发明采用电感耦合等离子体发射光谱法测定锆及锆合金中锂元素，灵密度 高、精密度高、准确度高，分析步骤简单易于掌握，分析速度快，满足核工业锆及锆合金检测 需求。
[0022] 5、本发明建立了一种测定锆及锆合金中锂含量的方法，弥补国内尚无锆及锆合金 中锂元素测定方法的空白，满足核工业锆及锆合金检测需求。
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例1-3在电感耦合等离子体发射光谱仪上建立的锂校准溶液的 浓度与锂元素特征光谱强度对应关系的校准曲线。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1
[0026] 本实施例测定锆及锆合金中锂含量的方法包括以下步骤：
[0027] 步骤一、对纯锆或锆合金进行车削，得到肩状试样，然后将肩状试样清洗干净后烘 干备用；
[0028] 本实施例在具体实施过程中，先用无水乙醇浸泡清洗纯锆或锆合金肩状试样30s 以上，然后使用纯水冲洗试样10次以上，之后将肩状试样在不超过50°C温度的条件下烘 干；所述无水乙醇为分析纯级以上规格，纯水符合GB/T 6682实验室一级用水要求；
[0029] 步骤二、采用堆锥四分法对步骤一中烘干后的肩状试样进行缩分选样，得到待测 样；
[0030] 本实施例采用堆锥四分法取样后准确称量lg试样，精确至0. 0020g ;
[0031] 步骤三、向步骤二中所述待测样中滴加10mL氢氟酸-硝酸复合酸液进行溶解，然 后将溶液转入100mL容量瓶中，用纯水定容后摇匀，得到待测液；所述氢氟酸-硝酸复合酸 液中HF的质量百分含量为14. 4%，HN03的质量百分含量为6. 8% ;
[0032] 本实施例在具体实施过程中，先将步骤二称量的lg待测样置于50mL耐氢氟酸烧 杯中，加入8mL纯水浸没样品，然后逐滴缓慢加入10mL氢氟酸-硝酸复合酸液溶解样品，之 后将