标准IEC62321-2013对电子电气产品中微量重金属(汞、铅、镉、铬)的规范检测

丁伟（通标标准技术服务有限公司宁波分公司，浙江宁波，315000）

标准IEC62321-2013对电子电气产品中微量重金属(汞、铅、镉、铬)的规范检测

丁伟
（通标标准技术服务有限公司宁波分公司，浙江宁波，315000）

本文阐述了标准IEC62321-2013出台背景，介绍电子电气产品中微量重金属的检测方法和过程，从而为社会、各行企业规范微量重金属限量检测提供了标准。

标准IEC62321-2013；电子电气产品；微量重金属

0 引言

电子电气产品便利我们的同时，其含有的超标有害物质也带来了极大伤害。2003年欧盟组织发布了电子电气产品中限量使用微量重金属的指令，就是要降低这些产品的危害。就我国而言，目前电子电气产品中微量重金属限量检测仍是该行业乃至社会关注的重点[1]。

1 标准IEC62321-2013出台

2005年欧盟官方杂志公布出《为确立电子电器设备中某些有害物质的最大限量而修改欧盟议会和委员会2002／95／EC指令》委员会决议，规定了电子电气设备中六种有害物质的最大限量，镉最大限量为0.01%，其他五项有害物质在均一物质中最大限量为0.1%[2]，标准IEC62321-2013的出台给微量重金属检测提供了更加详细、准确的检测方法。

2 电子电气产品中微量重金属检测分析

标准IEC62321-2013对电子电气产品微量重金属检测方法如下：

2.1 测定Hg（IEC62321-4:2013）

2.1.1 湿法消解

（1）湿法消解适用于金属材料和电子装置。将1g消解样品放入反应容器中，加入30mL浓硝酸溶液，然后设置吸收装置10mL、0.5 mol/L硝酸溶液，同时装入回流冷却装置。室温时在设定程序下消解1h,再转入90℃环境下继续消解2h后冷却消解液,用吸收管吸取后转入250mL容量瓶中。为防止部分元素被氧化，当样品被消解完时需加入5%(m/m)硝酸溶液。

（2）采用ICP-MS和ICP-OES分析。先用水稀释消解样品后再检测，需加内标时要先加入250µL内标溶液再定容。

（3）若样品没有被完全消解,要对溶液进行过滤，用l5%(m/ m)硝酸溶液清洗残渣3-4次，还需加入5%(m/m)硝酸溶液。

2.1.2 微波消解

（1）微波消解用于以下材料: 含有大量Si、Zr、Hf、Ti、Nb 或W 的金属材料、聚合物。将100mg样品放入PTFE-TFM 或PFA-TFM 消解容器中,加入5mL浓硝酸、1.5mL HBF4溶液、1.5mL 30%(m/m) H2O2和1mL水，封闭消解瓶，按反应程序在微波环境下消解（当样品中无易被氧化的物质时才可以加入H2O2）。

（2）消解完成后冷却1h,过滤消解液并转至25mL容量瓶中,用水定容。

（3）消解时，任何样品的残渣都要用离心机或滤纸将它们分离。

（4）热解析金汞齐化系统

先加入样品再将容器放在加热炉上加热，收集产生的气体并压入分解炉中进一步分

解。将气体排入水银收集管内，因只有汞可以溶于水银，其他不容气体通过排气阀排出，然后从350—600°C加热含有汞的水银收集管，将得到的汞吸入荧光池或吸收池中在波长为253.7nm环境下测定其吸收峰和荧光强度。

2.2 测试Pb、Cd和Cr(IEC62321-5:2013)

2.2.1 聚合物测试

采用酸消解法时，经研磨或切割的400mg样品准确称量至0.1mg。采用干灰化法或微波消解时，称取的200mg样品至0.1mg。

（1）干灰化法

当样品中不含有卤化物时：

将样品放入坩埚容器中，将容器放在耐热绝热板孔中用喷灯加热，盖子通风。当样品分解剩一个焦块时，缓慢加热直到挥发分解物被充分排出，到只剩下干的碳质残渣时再将坩埚放入525—575°C马沸炉中，注意炉门打开的程度，继续加热至碳完全氧化得到干净的灰烬。将坩埚从炉中拿出并冷却，加入5mLHNO3溶液，获得液移入50mL容量瓶中，用水定容后得到浓缩样品溶液，再转至100mL容量瓶用水定容。用吸管取2.5mL溶液放入烧杯中，将烧杯置于电热板上加热至溶液干燥完全，用水洗烧杯内壁，加入1mL盐酸溶液用于测定隔或加入1.5mL盐酸溶液测定铅。慢慢升温溶解烧杯中的盐后冷却，再转至50mL容量瓶中，根据情况做如下处理：

测定Pb，用水定容、摇匀。

测定Cd，若样品中不含有杂质（铜、铁、锌或镍等），加1mL钴溶液和5mL硫脲溶液。如果样品中含有其他杂质时，用10mL掩体剂替代5mL硫脲溶液。

当样品中含有一定卤素化合物时：

将样品放入坩埚中，加入10-15mL硫酸，放在电热板或砂浴上加热至槊料融化变黑后冷却，再加入5mLHNO3溶液，持续加热至产生白烟，冷至室温后将坩埚放入525—575°C马沸炉中，蒸发、干燥和灰化样品直到碳被完全焚化。灰化后，加5mLHNO3溶液，再将获得液转入50mL容量瓶内定容。

（2）酸消解法

用于测定Cd，Cr，不适用测定Pb，Pb与硫酸生成PbSO4沉淀造成Pb 损失。

a)将样品放入长颈瓶，加入5mL硫酸和1mL硝酸，加热长颈瓶直到样品灰化并产生白烟。停止加热，加入少量（约0.5mL）硝酸继续加热直到白烟产生。重复以上过程直到消解液变成浅黄色。

b)冷却样品，加入少量H2O2，然后再次加热直到产生白烟。冷却后将溶液移入100mL容量瓶，用水定容。若需加内标时，以100mL的最后体积为参考，对于ICP-OES 和ICP-MS（在1:1000稀释步骤之后），在加满之前加入1000 μL内标。

c)当一般的消解方法不足以消解或样品中含有相当量的Si、Tl时：

步骤同a)

冷却样品，加入少量H2O2，然后再次加热到产生白烟。冷却后将溶液移入碳氟树脂容器，加入5mL HF，加热容器到产生白烟。加入硼酸形成氟络合离子化合物以保护石英电浆火焰管。冷却后将溶液移入100mL PTFE/PFA 容量瓶，加水定容。

d)任何样品遗留物都应用离心机或滤纸将它们分离，残渣应用合适的测量手段（如XRF）来检测以确定不含目标元素（这法不适合AFS）。

（3）微波消解法

a)将样品放入PTFE-TFM 或PFA-TFM 消解容器中,加入5mL浓硝酸，加少量H2O2，封闭消解瓶按反应程序将其放在微波环境下进行消解。

b)完成消解后拿出消解罐冷却,过滤消解溶液，将滤液转到25mL容量瓶中,用水定容。

2.2.2 金属测试

（1）常规消解法

把样品放入烧杯中用表面皿覆盖，加入20mL混酸1（2体积盐酸、1体积硝酸和2份水）后加热至样品溶解。冷却后用水冲洗容器内壁，将溶液转移入100mL容量瓶中加水定容。元素种类和数量由选择的分析方法而定。

使用AFS时：在稀释样品前，吸收2.50mL溶液转至100mL烧杯中，然后在电热板上低温加热，直到溶液干燥后用水冲洗烧杯内壁，加入1.0mL盐酸测定镉或加入1.5mL盐酸测定铅。缓慢加热烧杯溶解其内盐后冷却，将溶液移至50mL容量瓶中，处理如下：

测定Pb，加4mL掩体剂，用水定容，然后将溶液充分混合、静置停放30min后，过滤出上清夜、检测。

测定Cd，加1mL钴溶液、5mL掩体剂，用水定容，将溶液充分混合、静置后过滤出上清夜、检测。

（2）样品含有Zr，Hf，Ti，Ta，Nb或W

将样品放入PTFE/PFA烧杯中并覆盖，加入20mL混酸2（1体积硝酸和3体积氢氟酸）后加热使样品溶解。冷却室温后用水冲洗容器内壁，将溶液转入100mL容量瓶中定容。因使用了HF，作为内标的溶液不能含有稀土元素。（此法不适合AFS）。

（3）样品含有Sn

将样品放入烧杯中覆盖，将10mL混酸3（3体积盐酸和1体积硝酸）分次加入烧杯，剧烈反应后慢慢加热烧杯至样品溶解，冷却至室温后洗容器内壁，再加入10mL硫酸溶液至产生SO3。冷却后加入20mL氢溴酸加热到产生白烟，重复此过程三遍。冷却后，加入10mL硝酸。将所得溶液转至100mL容量瓶内定容，得到浓缩的样品溶液。

2.2.3 电子产品测试

（1）王水消化法

a）不使用AFS时：称2g样品充分粉碎放入反应器中，加入22.5mL盐酸和7.5mL硝酸，然后将样品进行消解。室温消解试样12h，再在120℃下消解2h，冷却、过滤滤液，用盐酸清洗滤渣3-4次，所得滤液转至容量瓶，用5%（m/m）盐酸定容。

b）使用AFS时：将2.5mL浓样品溶液按照1:40比例稀释，将稀释液放入烧杯中加热，直到烧杯中溶液变干，然后加入1.0mL盐酸测定镉或1.5mL盐酸测定铅。再加热烧杯，充分溶解盐后冷却，将含盐溶液转移容器中。测定如下：

测定Pb，加入掩体剂，用水定容，然后将溶液充分混合、静置停放，过滤出上清夜、检测。

测定Cd，加入钴溶液、掩体剂，用水定容。然后将溶液充分混合、静置停放，过滤出上清夜、检测。

（2）微波消解

a）称试样200mg放入消解罐，加入4mLHNO3、2mL HBF4、1mL H2O2和1mL水。为使刚产生的气体立刻释放，封闭前要轻摇消解罐。然后将消解罐放入微波炉中对样品消解。

b）消解完成后，取出消解罐冷却，加入4mL盐酸溶液。混合后，再密闭消解罐，对试样进行二次消解。完成消解后，过滤消解液并转入25mL容量瓶中，加入5%（m/m）盐酸溶液定容。

在实际操作中一次试验要做2-3次重复分析，称取样品应少于2.00g。电子产品含有与HNO3、HBF4、H2O2和HCl反应的物质，产生CO2、NOx等气体，这些气体增加密闭罐压力，微波炉安全系统下降，消解罐被打开，检测目标元素可能损失，严重的可能发生爆炸[3]。

3 结束语

用，电子电气产品制造企业应依据该标准控制电子电气产品中微量重金属等有害物质含量，检测机构也应按照国家质量检测标准对微量重金属有害物质进行限量检测。

[1]朱凯鹏，冯瑞祥，刘卫杰.［J］.电子技术与软件工程，2013年，17期：195.

[2]陈泽勇，张进军.IEC62321有害物质检测方法进展[J].信息技术与标准化，2009(07).

[3]武海云.IEC/TC111/WG3有害物质检测方法标准化热点[J].信息技术与标准化.2014(12).

IEC62321-2013标准的制定对微量重金属检测起到规范作

Standard IEC62321-2013 for trace amounts of heavy metals (mercury, lead, cadmium, chromium) in electronic and electrical products Standard detection

Ding Wei
(Standard Technology Service Co., Ltd. Ningbo branch,Ningbo Zhejiang,315000)

This paper expounds the introduced background of standard IEC62321-2013, and the analysis method and test process of trace metals in electronic electrical.It provides a standard for society and all enterprise in limited specification detection of trace heavy metals

Standard IEC62321-2013 ;electronic and electrical product;trace metals