熔剂灼减分析结果稳定性的影响因素分析

王 卓

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司， 陕西 勉县 724200）

目前，各实验室中对生石灰粉、轻烧白云石粉（块）、活性石灰等物料中和灼减的分析一般都采用1 000℃的马弗炉分析仪，并在各实验室中得到了广泛的应用。

陕钢集团汉中钢铁有限责任公司计量检验中心所属的化验室中就使用6台马弗炉。主要进行含铁原料、外购溶剂、生产熔剂等相关样品以及进口粉矿、外购煤焦等生产中间产品的灼减，灰分，挥发分分析，在这些马弗炉的操作使用过程中，实验室不同的人员操作会出现不同的差异，甚至有的时候，同一人员操作，样品取出后放置不同时间，结果称样得出的分析数据也不尽相同的问题。通过对这些问题的步骤和方法分析，首先要检查设备仪器是否正常，经过多次验证得出的结论是仪器设备工作正常。本文依据对酌减分析的原理、操作、分析结果计算流程的了解，主要研究灼减取出后放置时间长短对结果影响偏差问题，总结出影响灼减分析结果稳定性的几个因素，以便在以后的分析使用过程中，注重分析过程和分析细节，减小数据的波动，提高分析结果的稳定性和准确性。

1 影响酌减分析结果稳定性的要素分析

1.1 样品的称质量

分析试样的称质量相同，样品的种类相同，同一实验人员，相同的试验方法，导致分析结果称质量在时间长短的不同而影响最终称质量的结果，从而造成分析结果的波动，尤其在空气较为潮湿的环境下、样品放置越久这种影响表现更为突出。

酌减分析方法:在已恒质量的方舟中，称0.5000g试样，放入高温马弗炉内，从低温开始逐渐升温至1 000℃灼烧1 h。然后取出置于干燥器中，冷却至室温，称质量。

而当称样质量大于或者小于0.000 5 g时，得出的结果就会有偏差。以低含量样品为例（即称样质量的最小值以下），得到的含量结果会偏高。

当样品称量质较大时（即称样质量的最大值以上），得到的含量结果会有所偏差。对样品酌减较高含量的样品，情况则相反，得到的分析结果会相对偏低。

另外，样品称质量不同会接影响到炉膛内的灼烧情况。仪器的燃烧温度、状态不仅与炉膛本身设计的功率有关，燃烧温度不是持续恒定的，随着样品的灼烧，样品量逐渐减少[1]。

1.2 设定温度不同的马弗炉分析结果不同

影响酌减分析稳定性的另一个因素是马弗炉温度的高低，在分析酌减含量较高的样品时该影响非常明显。例如，在分析含量小于5.0 g的样品时，加入0.500 0 g溶剂，因为试样的加入量不参与分析结果计算，因此两次分析之间就引入了0.500 0 g试样所含酌减量的上下浮动。例如，已知一个溶剂的酌减为3.00 g，称相同样品质量为0.500 g两个样品，分别放进800℃的马弗炉和1 000℃的马弗炉，熔剂加入的质量相同，最终结果几乎无偏差。同样，已知一个溶剂的酌减为15.00 g，称相同样品质量为0.500 g两个样品，分别放进800℃的马弗炉和1 000℃的马弗炉，熔剂加入的质量相同，1 000℃的结果为15.02 g，800℃的结果为13.85 g，出现了偏差。说明温度低一点的炉子只能保证酌减较低的数据准确，而酌减较高的就烧不透了。

1.3 坩埚的影响

分析平时所用的坩埚是酌减实验人员关注的热点。没有处理过的坩埚，酌减从0 ～3 g不等，预处理得当，坩埚的分析稳定性可降至0.5以下。试验证明，预处理的时间和温度对所获得坩埚稳定因素的影响较为重要。通过4 h 800℃烘烧后的坩埚，在分析溶剂时，分析的结果波动较大。出现坩埚酌减2.0 g，而经过处理过后的坩埚碳空白峰高结果通常小于0.1 g。所以，用坩埚实验的时候要进行烘烤预处理，控制好烘烧温度和时间，将大大地降低坩埚对分析酌减的结果偏差。

1.4 试剂烘烧后放置时间影响

样品的放置时间长短直接影响酌减的稳定性，以及准确性。灼烧后的试样吸湿性很强，称质量时应迅速操作，但是样品必须放凉，必须保证不能吸空气中的水分，才能得到准确、稳定分析结果。例如，将试剂称平行样，灼烧后顺序称质量，在刚取出马弗炉时候就进行称质量，结果为9.75 g，9.66 g，凉2 min后结果为 9.70g，9.59g；凉 4min 后结果为 9.61 g，9.48 g；凉6 min后结果为9.52 g，9.40 g；凉8 min后结果为9.45g，9.42g；凉 10min 后结果为 9.42 g，9.38 g；10 min时坩埚达到室温，发现样品的酌减也比较稳定，偏差不大；从12 min开始样品大量吸收空气中水分，酌减逐渐减小，且变化加大，酌减量也迅速降低。

对试样的酌减进行结果比较，酌减称质量时间在10 min时分析结果相对标准偏差小于3%，而样品超过10 min后的称质量相对标准偏差达到5%逐渐递增。燃烧后放置时间越长吸收空气中水分越多导致酌减失效，在10 min后酌减称质量的测定，酌减的数据上会出现一个很小的波动。这是因为由外界空气带进样品的水汽和二氧化碳未被干燥而导致试剂吸收进入样品，而二氧化碳和水汽的吸入多少直接影响酌减结果的变化，超过10 min后，直接影响的分析结果变小，会造成酌减的分析误差，结果偏低，最终数据不准确[2]。

1.5 试样预热的影响

试样质量称好后，在炉门预热与否所造成的吸附同样是影响酌减稳定性的重要因素，此影响在分析酌减含量较低的样品时体现的更为突出。例如，在分析溶剂酌减时，一般采用的方法:在已恒质量的方舟中，称0.500 0 g试样，放入高温炉内，从低温开始逐渐升温至1 000℃灼烧1 h。然后取出置于干燥器中，冷却至室温，称质量。如此，反复灼烧（每次灼烧15 min），直至恒质量。

灼烧减量（d）按下式计算:

式中:m为灼烧前试样质量，g；m1为灼烧前试样及坩埚质量，g；m2为灼烧后试样及坩埚质量，g。

由于方舟的加入，燃烧时产生的灰尘较大。有大量二氧化碳逸出，为防止方舟的爆裂，高温炉应从室温开始逐渐升温。

1）灼烧后的试样吸湿性很强，称质量时时间把握尤为重要。

2）为确保分析质量，在称灼烧减量试样的同时，宜将测定样品连同方舟一并放在炉门口预热，并且慢慢将方舟往炉膛深处慢慢推入。

通过10次以上样品分析后，样品的结果比最低分析结果偏低2.00以上，试样分析次数的增加，发现此偏差越来越小。因此，分析过程中，缓慢将样品推入马弗炉，将会增加分析结果的准确度。减少偏差。

2 结语

分析结果稳定性及准确度存在着较多影响因素，在样品的操作过程中可综合考虑这些影响因素，进而对分析结果作出准确的评价。避免了由于每一步操作中可能存在的问题而影响了分析结果准确性。日常在分析灼减时一定要从涉及仪器分析准确度的各项因素入手，做好仪器的维护保养工作，样品取出后一定要放置在室温稳定的条件下，把握好样品放置时间，确保酌减分析的准确性与稳定性。