原子光谱分析及其在冶金工业中的应用

原子光谱法按检测原理主要分为原子发射光谱法(AES)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)以及X射线荧光光谱法。这些方法各有优势,已广泛应用于冶金、地质、环境、食品、石油化工、精细化工、生物等领域。近些年来,随着检测要求的不断提高，又产生了电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)及相关联用技术,为元素的在线分析和元素化学形态的分析开辟了崭新的天地,因此本书也将该类技术一并介绍。

冶金工业产品的种类繁多,主要分为稀土、钢铁、贵金属、稀有金属、重金属、轻金属及其合金等几大类,并且已广泛应用于军事、通信、材料、能源、先进装备制造业等领域。近年来,随着样品前处理技术的不断改进，原子光谱仪器性能的不断提高,原子光谱法特别是电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)在分析冶金工业产品或相关金属材料(包括镀层材料、金属材料夹杂物及重金属溶出量)的领域取得了快速发展,分析金属材料样品中痕量元素的检出限更低、分析速度更快。

本书重点介绍原子光谱分析技术在冶金领域发挥的重要作用,其中稀土、钢铁、铁合金、贵金属、轻金属(铝、锂、镁、钾、钙）、重金属(铜、镍、锌、锑、铅)、稀有金属(钨、钼、钛、铌、钽、硒（本书中将“硒”视为金属。）、铟）、硬质合金、金属盐、工业硅、石油化工废催化剂等重要冶金工业产品中基体元素、杂质元素以及痕量元素的定量检测技术都趋于成熟,其检测方法都有相应的国家标准或行业标准,在应用于分析冶金产品且现行有效的国家标准中,采用AAS的有146个,采用AFS的有30个,采用ICP-AES的有104个,采用ICP-MS的有32个,共312个。本书着重介绍这三类原子光谱分析方法和电感耦合等离子体质谱法。本书重点解读标准中会影响测定结果的一些步骤和方法,不仅讲解该如何做,还重点分析为什么要这样做,让读者能够知其然并知其所以然,从而使测定结果稳定可靠；并且紧密结合分析工作的实际情况,将其分析过程统一化,使本书具有通用性和实用性。书中针对每一种冶金产品的分析都综合归纳了一整套实验方案,提高了标准方法的综合实用性。

本书以冶金工业产品类别为索引,按照三大原子光谱法(AAS、AFS、ICP-AES)和ICP-MS将300多个国标方法全部分类归纳,详细解析。以大简表的形式,将各类冶金产品不同分析方法的适用范围、被测元素(杂质)、测定范围、检出限、仪器条件、干扰物质及消除方法、国标号一一列出,方便读者查阅。对分析方法步骤中的细节进行了深入剖析,从检测原理、样品的采集和保存、样品的消解处理、分析仪器的参数选择,到干扰物质及消除方法、标准曲线的绘制、样品的测定和注意事项、结果的计算、质量保证与质量控制等方面都有明确的说明和解释,并以表格形式归纳列出了样品的消解方法和标准系列溶液的配制。本书在编著过程中,对一些复杂问题进行了讨论,并提出了自己的观点,请广大读者参考。

本书以从事冶金、地矿产品相关分析的企业检测工作者,特别是各个企业一线化验员和分析检测人员为基本对象,也兼顾从事原子光谱学习和工作的人员，高等院校化学化工、环境工程、冶金工程等专业的师生,高职高专分析化学和工业分析专业的师生的需求。对于没有分析化学基础的读者来说,这也是一本不可多得的原子光谱技术的快速入门工具书。通过查阅此书中相应的分析方法,读者可以直接进行相关检测，而无需查阅标准原文。本书内容编排合理、层次分明、叙述简练、可读性强、方便查阅,对相关工作具有指导意义。

本书基于降升平高级实验师和杨志岩研究员的构思,由赵娟等编著而成,具体编著分工如下:*章由降升平、赵娟完成;第二章至第十二章由赵娟完成；同时,天津科技大学现代分析技术研究中心的部分老师参与了本书资料收集和整理工作；全书*后由降升平、杨志岩审读,由赵娟统稿并定稿。另外,郑国经研究员(北京首钢冶金研究院,现北冶功能材料有限公司)、王永华研究员(北京大学城市与环境学院)为此书提出了修改意见。本书在编著过程中,引用了部分国内外公开发表的资料和相关国家标准或行业标准,在此对文献的原作者表示感谢。本书能顺利出版,要感谢化学工业出版社的大力支持和各位编辑为本书的出版所付出的辛勤劳动。在本书撰稿和出版过程中,得到了北京理化分析测试技术学会、北京海光仪器有限公司的大力支持。借助本书出版之际,在此向所有参与和支持该书策划组织、编著和引用文献原作者等表示衷心的感谢。

限于编著者水平和编著时间,书中不足和疏漏之处在所难免,敬请读者提出批评和修改建议。

编著者

2019年10月于天津

本书共十二章，内容包括原子光谱分析法，稀土及其相关产品的分析，钢和铁、铁合金的分析，贵金属及其合金的分析，铝及其相关产品的分析，钨及其相关产品的分析，钼及其相关产品的分析，铜及其相关产品的分析，镍、锌、锑、铅及其相关产品的分析，锂、镁、钾、钙及其相关产品的分析，钛、铌、钽、硒、铟、硬质合金及其相关产品的分析，金属盐、工业硅和其他产品的分析。

本书具有较强的针对性和参考价值，可供冶金行业从事相关分析的一线技术人员参考，也可供高等学校化学工程、环境科学与工程、冶金工程及相关专业师生参阅。

赵娟，天津科技大学生物工程学院现代分析技术研究中心工程师，从事相关分析工作，参与了多项各个级别的项目，如血脂试纸干化学检测方法开发，基于多组学技术的淀粉酶产色链霉菌突变株高产ε-聚赖氨酸作用机制研究，基于原料分子评价的特色粮食营养功能化深加工关键技术研发，公共场所、生活饮用水、传染病、放射卫生和学校卫生等公共卫生领域的环境检测方法开发，环境颗粒物中水溶性离子的检测等。

1.参考性强，本书重点解读了标准中会影响测定结果的一些步骤和方法，不仅讲解了该如何检测元素，还重点分析了为什么要这样检测，使一线检测人员能测得稳定可靠的结果。

2. 内容扎实全面，本书结合了300个用于冶金行业产品中各元素的定量检测的行业标准。

3.实用性强，本书把复杂的分析方法用通俗易懂的语言进行了阐述，有利于读者的理解。