2.7. Анализ растворов

Ферросплавы, как и многие другие порошкообразные объекты анализа, достаточно успешно и с хорошими метрологическими показателями можно анализировать различными способами атомной эмиссионной спектрометрии после перевода проб в раствор (табл. 2.8).

Из данной таблицы видно, что при переводе проб ферросплавов в раствор нашли применение две основные схемы разложения: 
- с помощью смесей минеральных и органических кислот [79-82]; 
- с помощью различных плавней с последующим выщелачиванием полученного плава [82, 83].

В некоторых случаях ферросплавы перед кислотным разложением предварительно обрабатывают щелочами [81] или наоборот после кислотного разложения нерастворенный остаток доплавляют с пероксидом натрия [82].

Сложный фазовый и матричный состав ферросплавов, а также сильно различающиеся химические свойства основных, сопутствующих и примесных элементов не позволяют во всех случаях использовать единый универсальный алгоритм разложения проб. Кроме того, некоторые реактивы принципиально не позволяют проводить анализ тех или иных элементов. Например, при определении фосфора нельзя в схеме растворения использовать ортофосфорную, а при анализе кремния - фтороводородную кислоты. Кроме того, фтороводородная кислота и фториды разрушают стеклянные детали распылителя, а после ортофосфорной кислоты требуется тщательная очистка всего распылительного тракта.

При переводе порошковых проб в раствор полностью разрушается их фазовый и гранулометрический состав, и за счет этого появляется возможность свести систематическую погрешность анализа к статистически незначимой величине. К растворенным пробам применимы соответствующие их агрегатному состоянию методические аналитические приемы (разбавление, разделение, концентрирование и др.), что позволяет использовать данный способ атомно-эмиссионного спектрального анализа для решения широкого круга аналитических задач: определение основных компонентов, сопутствующих элементов и примесей (табл. 2.8). Достигаемые при этом значения S_r для матричных элементов составляют 0.001-0.03, сопутствующих элементов – (0.003-0.19), примесей – (0.003-0.54).

Достаточно большой диапазон значений получаемых S_r, по-видимому, связан с тем, что при анализе ферросплавов крайне трудно подобрать условия разложения проб, одинаково оптимальные для всех определяемых компонентов. Возможно поэтому, когда матричные и примесные элементы определяются раздельно, сходимость и повторяемость определений заметно выше [81-83]. Достигаемые пределы обнаружения ряда элементов ферросплавов при анализе проб данным способом находятся в диапазоне от 6·10^-4 до 6·10^-3 мас. % [80], что вполне достаточно для определения примесей.

Основной недостаток данного способа атомно-эмиссионного спектрального анализа состоит в длительных, разнообразных и сложных операциях разложения проб (табл. 2.8), существенно снижающих экспрессность и технологичность анализа.

Ситуацию можно несколько улучшить, используя автоклавный способ разложения проб при повышенном давлении и температуре с резистивным или микроволновым нагревом [88, 89]. Например, при использовании автоклавного микроволнового нагрева затраты времени на растворение ферросплавов в некоторых случаях удается снизить в 5-15 раз по сравнению с обычным термическим нагреванием в открытых сосудах (табл. 2.9). К достоинствам автоклавного способа разложения нужно отнести также минимальное количество используемых реактивов и, как результат, уменьшение внесенных загрязнений и улучшение пределов обнаружения элементов.