GB/T 20975.11-2018 铝及铝合金化学分析方法 第11部分：铅含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 1 1—2018代替 GB/T 20975 . 11—2008

　　铝及铝合金化学分析方法第 1 1 部分：铅含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part1 1：Determinationofleadcontent

　　2018-05-14 发布 2019-02-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20975 . 1 1—2018

　　前 言

　　GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为 31 部分：

　　— 第 1 部分：汞含量的测定;

　　— 第 2 部分：砷含量的测定;

　　— 第 3 部分：铜含量的测定;

　　— 第 4 部分：铁含量的测定 邻二氮杂菲分光光度法;

　　— 第 5 部分：硅含量的测定;

　　— 第 6 部分：镉含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 7 部分：锰含量的测定 高碘酸钾分光光度法;

　　— 第 8 部分：锌含量的测定;

　　— 第 9 部分：锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：锡含量的测定;

　　— 第 11 部分：铅含量的测定;

　　— 第 12 部分：钛含量的测定;

　　— 第 13 部分：钒含量的测定 苯甲酰苯胲分光光度法;

　　— 第 14 部分：镍含量的测定;

　　— 第 15 部分：硼含量的测定;

　　— 第 16 部分：镁含量的测定;

　　— 第 17 部分：锶含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 18 部分：铬含量的测定;

　　— 第 19 部分：锆含量的测定;

　　— 第 20 部分：镓含量的测定 丁基罗丹明 B分光光度法;

　　— 第 21 部分：钙含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 22 部分：铍含量的测定 依莱铬氰兰 R分光光度法;

　　— 第 23 部分：锑含量的测定 碘化钾分光光度法;

　　— 第 24 部分：稀土总含量的测定;

　　— 第 25 部分：电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：碳含量的测定 红外吸收法;

　　— 第 27 部分：铈、镧、钪含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 28 部分：钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 29 部分：钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 30 部分：氢含量的测定 加热提取热导法;

　　— 第 31 部分：磷含量的测定 钼蓝分光光度法。

　　本部分为 GB/T 20975 的第 11 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 20975 . 11—2008《铝及铝合金化学分析方法 第 11 部分：铅含量的测定 火焰原子吸收光谱法》。 本部分与 GB/T 20975 . 11—2008 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　— 方法一测定范围由 0.005%~1. 50%修改为>0.005%~12.0%(见第 1 章，2008 年版的第 1

　　章);

　　GB/T 20975 . 1 1—2018

　　— 增加了分析使用试剂和水的要求(见 2 . 2) ;

　　— 增加了溶样酸体积表(见表 1) ;

　　— 增加了铅的质量分数>1.50%~12.0%时试液的制备步骤(见 2.5.4.2) ;

　　— 增加了铅的质量分数>1.50%~12.0%时标准溶液的制备步骤(见 2.5.5.1) ;

　　— 修改了精密度(见 2 . 7 , 2008 年版的第 8 章);

　　— 增加了方法二：氢化物发生-原子荧光光谱法(见第 3 章)。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：中国铝业郑州有色金属研究院有限公司、有色金属技术经济研究院、贵州省分析测试研究院、长沙矿冶研究院有限责任公司、昆明冶金研究院、国标(北京)检验认证有限公司。

　　本部分主要起草人：石磊、张树朝、席欢、李家华、易嘉、周元敬、杨林、王雪、薛宁、刘亚山、刘英波、张炜华、刘丽媛、罗舜、李满芝。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 6987 . 11—1986、GB/T 6987 . 11—2001 ;

　　—GB/T 20975 . 11—2008 。

　　GB/T 20975 . 1 1—2018

　　铝及铝合金化学分析方法

　　第 1 1 部分：铅含量的测定

　　1 范围

　　GB/T 20975 的本部分规定了铝及铝合金中铅含量的测定方法。

　　本部分方法一适用于铝及铝合金中铅含量的测定，铝及铝合金中铝干扰铅的测定，采取在工作曲线

　　中加入等量的铝消除干扰，其他共存元素均不干扰铅的测定。方法一测定范围为：>0.005%~12.0% ;

　　本部分方法二适用于铝及铝合金中铅含量的测定，铝及铝合金中所有共存元素均不干扰铅的测定。 方

　　法二测定范围为：0.0001%~0.005%。

　　2 方法 一 火焰原子吸收光谱法

　　2 . 1 方法原理

　　试料用盐酸-硝酸混合酸溶解，于原子吸收光谱仪波长 217.0 nm 处或 283.3 nm 处，以空气-乙炔贫

　　燃性火焰测量铅的吸光度，计算铅的质量分数。

　　2 . 2 试剂与材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和三级水。

　　2.2. 1 铝[狑(Al) ≥99.99%,不含铅]。

　　2.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　2.2.3 盐酸(ρ= 1.19 g/mL)。

　　2.2.4 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　2 .2 .5 盐酸-硝酸混合酸：移取 375 mL 盐酸(2 . 2 . 3) 和 125 mL 硝酸(2 . 2 . 2) 于烧杯中，用水稀释至1 000 mL,混匀 。

　　2.2.6 铝溶液(20 mg/mL)：称取 10.00 g 经酸洗的铝(2.2.1)置于 1 000 mL烧杯中，盖上表皿，分次加入总量为 200 mL 的盐酸-硝酸混合酸(2.2.5),待剧烈反应停止后，缓慢加热至完全溶解，煮沸，将溶液蒸发至约 100 mL,冷却。将溶液移入 500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2.2.7 铅标准贮存溶液(1.0 mg/mL)：称取 1.000 0 g铅[狑(Pb) ≥99.99%],置于 250 mL烧杯中，加入10 mL硝酸(2.2.2),盖上表皿，缓慢加热至完全溶解，煮沸数分钟，冷却。将溶液移入 1 000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 铅。

　　2.2.8 铅标准溶液(0.1 mg/mL)：移取 100.00 mL铅标准贮存溶液(2.2.7)于 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 0.1 mg 铅。用时现配。

　　2 . 3 仪器设备

　　原子吸收光谱仪，附铅空心阴极灯。在仪器最佳工作条件下，凡达到下列指标的原子吸收光谱仪均可使用：

　　— 特征浓度：在与测量溶液基体相一致的溶液中，铅的特征浓度应不大于 0.4 μg/mL;

　　— 精密度：用最高浓度的标准溶液测量 10 次吸光度，其标准偏差应不超过吸光度平均值的

　　1.0%;用最低浓度的标准溶液(不是“零”浓度溶液)测量 10 次吸光度，其标准偏差应不超过最

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　　高浓度标准溶液平均吸光度的 0.5% ;

　　— 工作曲线线性：将工作曲线按浓度等分成五段，最高段的吸光度差值与最低段的吸光度差值之比，应不小于 0 . 7 。

　　2 . 4 试样

　　将试样加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　2 . 5 分析步骤

　　2 . 5 . 1 试料

　　称取 1.00 g试样(2.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　2 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行两次测定，取其平均值。

　　2 . 5 . 3 空白试验

　　称取 0.500 0 g 铝(2.2.1)代替试料(2.5.1) ,随同试料做空白试验。

　　2 . 5 . 4 测定

　　2 .5 .4 . 1 将试料(2 .5 .1)置于 250 mL烧杯中，按表 1 分次加入盐酸-硝酸混合酸(2 .2 .5)和硝酸(2 .2 .2) ,待剧烈反应停止后，缓慢加热至试料完全溶解，蒸发至溶液体积 10 mL,冷却。加入 25 mL 水，加热煮沸使盐类完全溶解，冷却。

　　表 1 溶样酸体积

　　2 . 5 . 4 . 2 根据试料中铅的质量分数分别按下述方法处理：

　　— 铅的质量分数>0.005%~0.10%时，将试液(2.5.4.1)或处理不溶物后合并的试液移入 100 mL容量瓶中，加入 5mL 硝酸(2.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液稀释倍数 R 为 1 ;

　　— 铅的质量分数>0.10%~1.50%时，将试液(2.5.4.1)或处理不溶物后合并的试液移入 500 mL容量瓶中，加入 25 mL 硝酸(2.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液稀释倍数 R 为 5 ;

　　— 铅的质量分数>1.50%~12.0%时，将试液(2.5.4.1)或处理不溶物后合并的试液移入 500 mL容量瓶中，加入 25 mL 硝酸(2 .2 .2) ,用水稀释至刻度，混匀。移取 10 .00 mL试液置于 100 mL容量瓶中，加入 5 mL 硝酸(2.2.2) ,用水稀释至刻度，混匀。此溶液稀释倍数 R 为 50。

　　注：如有不溶物，过滤、洗涤。将残渣连同滤纸置于铂坩埚中，灰化(勿使滤纸燃烧)，在约 550 ℃灼烧，冷却。加入5 mL氢氟酸(2.2.4),并逐滴加硝酸(2.2.2)至溶液清亮，加热蒸发至干，在 700 ℃灼烧数分钟，冷却。用尽量少

　　的硝酸(2 . 2 . 2)溶解残渣(必要时过滤)。将此溶液合并于原滤液中。

　　2.5.4.3 将空白试验溶液(2.5.3)及试液(2.5.4.2)于原子吸收光谱仪波长 217.0 nm 处或 283.3 nm 处，

　　用空气-乙炔贫燃性火焰，以水调零，测量铅的吸光度。 从工作曲线上查出相应的铅量。

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　　2 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　2 . 5 . 5 . 1 系列标准溶液的制备

　　本系列标准溶液的制备按铅的质量分数分为三段：

　　— 铅的质量分数>0. 005% ~ 0. 10% 时：移取 0 mL、1. 00 mL、3. 00 mL、5. 00 mL、7. 00 mL、 10 .00 mL铅标准溶液( 2 . 2 . 8 ) ,分别置于一组 100 mL 容量瓶中，各加入 50 . 00 mL 铝溶液 (2 .2 .6)和 5 mL 硝酸(2 .2 .2) ,用水稀释至刻度，混匀;

　　— 铅的质量分数>0. 10% ~1. 50%时：移取 0 mL、2. 00 mL、6. 00 mL、10. 00 mL 铅标准溶液 (2 . 2 . 8)及 1 . 50 mL、2 . 00 mL、2 . 50 mL、3 . 00 mL 铅标准贮存溶液 ( 2 . 2 . 7) , 分别置于一组 100 mL容量瓶中，各加入 10 .00 mL 铝溶液(2 . 2 . 6) 和 5 mL 硝酸(2 . 2 . 2) ,用水稀释至刻度，混匀;

　　— 铅的质量分数>1. 50% ~12. 0%时：移取 0 mL、3. 00 mL、6. 00 mL、10. 00 mL 铅标准溶液(2 . 2 . 8)及 1 . 50 mL、2 . 00 mL、2 . 50 mL铅标准贮存溶液(2 . 2 . 7 ) ,分别置于一组 100 mL 容量瓶中，各加入 1 .00 mL铝溶液(2 .2 .6 )和 5 mL 硝酸(2 .2 .2) ,用水稀释至刻度，混匀。

　　2 . 5 . 5 . 2 测量

　　将系列标准溶液于原子吸收光谱仪波长 217.0 nm 或 283.3 nm 处，用空气-乙炔贫燃性火焰，以水

　　调零，测量系列标准溶液的吸光度。 以铅量为横坐标，相应的吸光度(减去“零”浓度溶液的吸光度)为纵坐标，绘制工作曲线。

　　2 . 6 分析结果的计算

　　按式(1)计算铅的质量分数 ∞ (Pb) :

　　……………………( 1 )

　　式中：

　　m1 — 自工作曲线上查得的试料溶液的铅量，单位为毫克(mg) ;

　　m2 — 自工作曲线上查得的随同试料所作空白试验溶液的铅量，单位为毫克(mg) ;

　　R — 稀释倍数;

　　m0 — 试料的质量，单位为克(g)。

　　计算结果保留至小数点后 2 位有效数字。

　　2 . 7 精密度

　　2 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r情况不超过 5% ,重复性限 r按表 2 数据采用线性内插

　　法或外延法求得。

　　表 2 重复性限

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　　表 2(续)

　　2 . 7 . 2 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应不大于表 3 所列允许差。

　　表 3 允许差

　　3 方法二 氢化物发生-原子荧光光谱法

　　3 . 1 方法原理

　　试料用混合酸溶解。以铁氰化钾作氧化剂，使样品中低价态的铅氧化为 Pb4+ 。用盐酸作载流，将

　　溶液引入原子荧光光谱仪进行测量。

　　3 . 2 试剂与材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和一级水。

　　3.2. 1 盐酸(ρ= 1.19 g/mL)。

　　3.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　3 . 2 . 3 盐酸( 1+1 ) 。

　　3 . 2 . 4 硝酸( 1+1 ) 。

　　3.2.5 混合酸：将盐酸(3.2.3)、硝酸(3.2.4)以(3+1)体积比例混合。

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　　3 . 2 . 6 盐酸(2+98) 。

　　3.2.7 硼氢化钾溶液( 10 g/L)：称取 2. 0 g 硼氢化钾和 2. 2 g 铁氰化钾于烧杯中，用氢氧化钠溶液(12 g/L)稀释至 200 mL 中，混匀。用时现配。

　　3.2.8 铅标准贮存溶液(1.0 mg/mL)：称取 1.000 0 g铅[w(Pb) ≥99.99%],置于 250 mL烧杯中，加入10 mL硝酸(2.2.2),盖上表皿，缓慢加热至完全溶解，煮沸数分钟，冷却。将溶液移入 1 000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1.0 mg 铅。

　　3.2.9 铅标准溶液 A(10 μg/mL)：移取 1.00 mL铅标准贮存溶液(3.2.8)于 100 mL 容量瓶中，以盐酸(3.2.6)稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 中含 10 μg 铅。用时现配。

　　3.2. 10 铅标准溶液 B(0.1 μg/mL)：移取 1.00 mL 铅标准溶液 A(3.2.9)于 100 mL 容量瓶中，以盐酸(3.2.6)稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL 中含 0.1 μg 铅。用时现配。

　　3 . 3 仪器设备

　　原子荧光光谱仪，附铅空心阴极灯。

　　3 . 4 试样

　　将试样加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　3 . 5 分析步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　称取 0.10 g试样(3.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　3 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行两次测定，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料(3 . 5 . 1)做空白试验。

　　3 . 5 . 4 测定

　　3.5.4. 1 将试料(3.5.1)置于 250 mL烧杯中，加入 15 mL混合酸(3.2.5),盖上表皿，低温加热使其完全溶解，继续低温加热蒸至溶液近干，取下冷却，用盐酸(3.2.6)洗涤烧杯，移入 100 mL 容量瓶中，用盐酸(3 . 2 . 6)稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 4 . 2 根据试料中铅的质量分数按下述方法处理：

　　— 铅的质量分数 0.000 1%~0.001%时，用试液(3.5.4.1)进行测定。此溶液稀释倍数 R 为 1 ;

　　— 铅的质量分数>0.001%~0.005%时，移取 10.00 mL试液(3.5.4.1)于 100 mL容量瓶中，用盐酸(3 . 2 . 6)稀释至刻度，混匀。 此溶液稀释倍数 R 为 10 。

　　3 . 5 . 4 . 3 将空白试验溶液(3 . 5 . 3)及试液(3 . 5 . 4 . 2)和硼氢化钾溶液(3 . 2 . 7) ,用盐酸 (3 . 2 . 6)做载流，引入原子荧光光谱仪测量荧光强度值，从工作曲线上查出相应的铅的质量浓度。

　　3 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　3 . 5 . 5 . 1 移取 0 mL、1 . 00 mL、2 . 00 mL、4 . 00 mL、8 . 00 mL、10 . 00 mL 铅标准溶液 B(3 . 2 . 10)置于一组100 mL容量瓶中，用盐酸(3 .2 .6 )稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 5 . 2 将系列标准溶液(3 . 5 . 5 . 1)和硼氢化钾溶液(3 . 2 . 7)用盐酸(3 . 2 . 6)做载流引入原子荧光光谱仪

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　　测量荧光强度值，减去系列标准溶液中“零”浓度溶液的荧光强度值，以铅的质量浓度为横坐标，荧光强度值为纵坐标，绘制工作曲线。

　　3 . 6 分析结果的计算

　　按式(2)计算铅的质量分数 ∞ (Pb) :

　　……………………( 2 )

　　式中：

　　ρ1 — 自工作曲线上查得的试料溶液中铅的质量浓度，单位为微克每升(μg/L) ;

　　ρ0 — 自工作曲线上查得的随同试料所做空白试验溶液中铅的质量浓度，单位为微克每升(μg/L);

　　V — 试液的总体积，单位为毫升(mL) ;

　　R — 稀释倍数;

　　m — 试料的质量，单位为克(g)。

　　计算结果保留 2 位有效数字。

　　3 . 7 精密度

　　3 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r情况不超过 5% ,重复性限 r按表 4 数据采用线性内插

　　法或外延法求得。

　　表 4 重复性限

　　3 . 7 . 2 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应不大于表 5 所列允许差。

　　表 5 允许差

　　4 质量保证与控制

　　分析时，用标准样品或控制样品进行校核，或每年至少用标准样品或控制样品对分析方法校核 一次 。 当过程失控时，应找出原因。 纠正错误后，重新进行校核。

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　　5 试验报告

　　试验报告至少应给出以下几个方面的内容：

　　— 试样;

　　— 本部分编号;

　　— 使用的方法;

　　— 分析结果及其表示;

　　— 与基本分析步骤的差异;

　　— 测定中观察到的异常现象;

　　— 试验日期。