石墨炉测试化探金准确度

1、石墨炉原子吸收光谱仪测试化探金准确度的提高核工业208大队分析测试中心QC小组一、小组概况本QC小组成立于2009年1月，由核工业208大队分析测试中心化学分析室二室全体分析人员组成，在生产中承担石墨炉原子吸收测试化探金的测定条件，提高测定结果的准确度和精确度及再现性的任务。本小组成员及活动情况见表1。表1 小组概况表课题名称石墨炉原子吸收光谱仪测试化探金小组名称分析QC小组小组类型现场型成立时间2009年1月22日注册号QC208096注册时间2009年3月19日活动时间2009年3月-12月QC培训48小时以上活动次数8次成员概况序号姓名性别文化程度年龄职称组内职务1刘鹏宇女大 学30工程

2、师组长2杨向东男大 学44副主任/技术负责/高工副组长3菅茂林男大 学43主任/质量负责/高工组员4王丽女大专25技术员组员5陶琳女高 中40高级工组员6黄燕女高 中42高级工组员制表者：刘鹏宇 日期：2009.12.16二、选题理由中心要求测定结果的准确率目前测定结果的准确率符合规范合格率80%石墨炉测试化探金准确度的提高合格率85% 图1选题理由流程图近年来随着国内地质找矿的迅速发展，各地对区域地球化学调查样品化学成分分析的需求也越来越大，对方法的检出限、准确度、精密度的要求越来越高。目前测金的方法主要有活性炭吸附化学光谱法、泡沫塑料吸附石墨炉原子吸收光谱法，化学光谱法时间长、成本较高、效

3、率比较低。石墨炉原子吸收光谱法具有灵敏度高，重复性和选择性好、操作比较简便、快速、结果准确、可靠。是最常用最有效的方法之一。因此，我们选择进口的石墨炉光谱仪进行化探样品中痕量金的测定，以“石墨炉原子吸收光谱法准确度的提高”作为课题进行活动是十分必要的。 三、现状调查 在生产过程中，通过对分析过的资料进行分析统计，发现有个别样品的化探金分析不准确,其影响因素主要来自碎样过程、称样过程、人和分析手续等四个方面（表2、图2）。表2 样品结果影响因素调查统计表序号 样品结果影响因素样品数量影响质量个数合格率%不合格率%1碎样过程1002080202称样过程1001981193人1001882184分析

4、手续100208020调查者：刘鹏宇 日期：2008.11.21 地点：测试中心 调查方式：分类统计制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.16四、设定目标通过现状调查,本次活动的目标设定为：改善石墨炉光谱仪进行化探样品中痕量金的测定条件，提高测定结果的准确度和精确度及再现性，提高痕量金分析数据精确度，样品分析合格率达到85%以上。图3 目标设定图80%0%20%40%60%80%100%准确率81%80%预期目标现状82%85%85%85%85%预期目标预期目标预期目标现状现状现状制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.20目标实现的可行性分析：1.大队综合管理处、地质处及分析测试中心领

5、导高度重视，并给以大力支持。2. QC小组主要成员从事分析工作多年，不仅具有较高的理论知识，而且具有丰富的实践经验。3.方法和操作程序的某些参数是可以控制和改变的。有关部门领导高度重视，大力支持QC小组骨干实践经验丰富方法和操作程序参数可以控制改变目标实现是可行的图4 目标实现的可行性分析流程图五、原因分析通过对平常分析的观察和分析得知，影响分析质量的因素大致可归纳为人、碎样过程、称样过程和分析手续等四个方面，具体可分为以下八点（图5）： 1操作员技能低；2操作员责任心不强；3碎样粒度不够，样品不均匀；4碎样过程中清理不干净，致使样品互相污染；5称样过程中没有把样品搅均匀；6仪器测试条件中，干

6、燥、灰化、原子化和除残温度与时间的影响。7石墨管质量好坏、使用时间的长短对样品测试结果有很大影响。8保护气质量好坏对结果和石墨管使用寿命有很大影响。 样品分析准确度低称样过程 人碎样过程操作过程操作员责任心不强操作员技能低没搅匀样品应称同一份样仪器条件的选择石墨管，保护气清理不净，相互污染粒度不够，样品不均匀 图5 因果图制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.20六、要因确认针对上述原因，小组经过深入分析（表3、图5、图6），得出以下结果：1.碎样粒度不够，样品不均匀。碎样过程中清理不干净，致使样品互相污染可以人为改善和控制，因此，为非要因。2. 分析员方面的因素可以通过教育和培训予以消除

7、，因此，为非要因。3. 仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间对仪器测试的稳定性、速度以及效益的计算有很大的影响，必须通过改变分析手续的条件才能消除，因此为要因。4. 石墨管质量好坏、使用时间的长短对样品测试结果有很大影响，因此为要因。5. 保护气质量好坏对结果和石墨管使用寿命有很大影响，因此为要因。制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.21表3 要因确认表序号末端因素确认内容确认方法判定标准取得数据与标准比较是否要因1操作员技能低操作方法现场测试操作规程有不符合操作规程之处否2操作员责任心不强操作方法现场检查操作规程有不符合操作规程之处否3碎样粒度不够，样品不均匀操作方法现场

8、检查碎样规程20%不能通过0074mm筛孔不稳定否4清理不干净，样品互相污染操作方法现场检查碎样规程不稳定否5称样时没有把样品搅均匀操作方法现场检查操作规程不稳定否6仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间操作方法现场测试操作规程不稳定是7石墨管质量好坏、使用时间的长短操作方法现场测试操作规程不稳定是8保护气质量好坏操作方法现场测试操作规程不稳定是制表人：刘鹏宇 制表时间：2009.12.21七、制定对策针对以上主要原因,小组制定了以下相应对策（表4）：1、培训分析人员业务水平，在工作中严细操作确保分析数据的准确度。2改变测试条件：对仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间

9、进行优化。3、国产石墨管质量参差不齐，采取措施进行选择。4、保护气氩气的纯度对石墨管的使用寿命和测试结果有很大影响，与生产成本有很大关系，采购时选择纯度高的氩气。表4 对 策 表序号要因对策目标措施负责人地点完成时间1对仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间改变分析方法进行优化使样品分析合格率85%试验确认方法中的分析条件 杨向东刘鹏宇测试中心2009年5月19日2石墨管通过人工和仪器使样品分析合格率85%试验确认石磨管的好坏杨向东刘鹏宇测试中心2009年6月10日3保护气采购优质的氩气使样品分析合格率85%试验确认氩气的好坏杨向东刘鹏宇测试中心2009年6月30日制图人：刘鹏宇

10、制表时间：2009.12.21八、实施对策实施一：确认仪器测试条件，如果仪器条件不是最佳会导致测试结果不稳定和测试时间过长，所以对干燥、灰化、原子化和除残温度与时间进行优化。在波长242.8nm ,光谱通带0. 7nm ,无极放电灯电流8mA ,BOC 2.0s ,进样体积20l ,石墨炉横向加热的条件下。优化结果如表5。表5 石墨炉程序优化结果步骤温度( t/ )斜坡升温时间( t/ s)保持时间( t/ s)气体流量qv/ ml·min - 1气体类型干燥1干燥2灰化原子化高温清除9013060018002300277017121633 250 2502500 250Normal

11、NormalNormalNormalNormal制表人：刘鹏宇 制表时间：2009.12.21采用了优化后的条件干燥温度及时间的选择在石墨炉原子化程序中，样品的干燥阶段对分析方法的可靠性和稳定性是非常重要的。样品的干燥应该是平稳地进行，控制溶液不要沸腾，否则产生的溅射会引起吸收信号的峰形不规则或出现双峰，引起测定结果的不稳定。完全排除石墨管中样品溶液的蒸气对延长石墨管的寿命非常重要。残留的蒸气在灰化和原子化阶段会对石墨管严重腐蚀。经过试验本法采用第一步干燥90，斜坡升温2秒，保持时间7秒。第二步干燥130，斜坡升温7秒，保持时间为12秒。灰化温度和原子化温度的选择一般使用仪器给出的条件和基体改

12、进剂。如果不加基体改进剂，要适当降低灰化的时间和温度。灰化阶段的斜坡时间3040秒，使用较短的保持时间1020秒，这样对排除样品基体比较有效。横向加热石墨炉比纵向加热石墨炉的原子化温度低200300，由于原子化阶段内气流要停止，保持时间一般为5秒左右，以得到完整吸收信号为宜。固定原子化温度为1800 (推荐条件) ,在相同的干燥条件下,对灰化温度进行优化,得最佳灰化温度为800 ，但本法未加基体改进剂得最佳条件600。固定灰化温度为600 ,斜坡升温时间和保持时间均设为10秒。在相同的干燥条件下,对原子化温度进行优化,得最佳原子化温度为1800 ，保持3秒。高温清除较低的原子化温度和较高的清除

13、温度对延长石墨管寿命及消除记忆效应有很大影响。大多数情况下，清除温度选择2400，保持34秒。经过实验证明清除温度2300，保持3秒，可以将杂质有效清除同时有利于延长石墨管的寿命。采用以上优化条件，提高了工作效率，节约了成本。实施二：培训分析人员业务水平，进行石墨炉原子吸收测试痕量金规范的学习；加强对石墨管好坏技能的判断，及时检查工作数据及时调整或更换石墨管；进行职业道德的学习，增强责任心，在工作中严细操作确保分析数据的准确性。实施三：保护气保护气的目的是保护石墨管和石墨锥，同时内保护气可去除挥发的基体。使用N2作保护气时，不但灵敏度降低，而且N2在温度高于2300时会产生有毒的C2N2。推荐

14、使用高纯氩气(99.999%Ar)，经过多次实验显示，99.99%的氩气也能满足测试要求，并大大节约了成本。九、检查效果1.实行效果（1）采用优化后的条件进行测试，缩短了工作时间，提高工作效率，同时由于仪器自动测试，解放了劳动力，创造了更多的经济效益。（2）按本实验方法对化探金的分析,所得结果通过下表可知，对GBW07243和GBW07244进行平行18次测试，结果见表6表6 测试方法精密度和准确度（n=18）样品编号GBW07243(Au)GBW07244(Au)标准值ng/g1.605.30测定值ng/g1.60.1.85.1.50.1.80.1.80.1.55.1.50.1.70.1.5

15、0.1.75.1.40.1.70.1.50.1.60.1.55.1.60.1.55.1.755.70.5.30.6.20.5.70.5.70.6.50.5.40.6.10.5.80.6.20.5.40.5.805.75.5.90.5.10.5.005.10.6.00平均值ng/g1.625.70RSD%3.613.10RE+1.88-0.57制表人：刘鹏宇 制表时间：2009.12.21(3)检出限对空白值进行20次测定，以三倍标准偏差计算出金的检出限3S/K为0.229ng/g。总之，通过改进仪器测试条件及对分析人员的培训，分析数据准确率提高到了85%以上，为地质找矿提供了可靠的依据。称样8

16、0%85%85%85%86%80%81%82%碎样称样人人方法方法碎样施行后施行后施行后施行后施行前施行前施行前施行前图7 措施采取前后影响结果图 制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.212. 经济效益此项活动给中心节省了大量生产科研费用（图8）。如果利用原来的方法进行分析，按09年中心分析化探金样品50000个计算，每个工作日按10小时计算，每小时测试痕量金20个，一天完成200个，每瓶氩气使用6天。按优化后条件进行测试，每个工作日按10小时计算，每小时测试痕量金30个，一天完成300个，每瓶氩气使用6天，节约氩气15瓶，每瓶500元，共计7500元，同时节约了80多天可以从事其它的工

17、作。实验中由原来的进口石墨管改用国产石墨管，进口石墨管每个可以测试样品1000个，每个为1800元；国产石墨管每个可测试500个样品，每个为280元，如果采用进口石墨管要50个才能完成50000个样品，国产的要100个完成，全年共节约约70000元。每个样品按10元计算，全年共创造产值500000元。 制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.21 3. 社会效益通过开展此项QC活动，不仅增强了分析测试中心全体技术人员的创新意识和质量意识，同时提高了技术人员的责任心与职业道德，为今后工作的开展打下了良好的基础，而且为二0八大队其它二级单位起到了很好的示范效应。十、巩固措施为了将小组取得的QC成果继续保持下去，我们制定了以下错施：1使分析测试中心全体技术人员认真学习和领会分析国标规范，并搞好他们在分析方面的再教育工作。加强职工培训教育进行QC培训开展新的QC活动提高职工责任心及敬岗敬业精神，成果攻固图9 措施巩固流程图2提高分析操作人员的责任心。3培育全中心职工的创新意识和质量意识。4继续开展与提高生产效率有关的QC活动。十一、回顾总结与今后打算1、回顾总结通过本次QC活动，不仅解决了很多分析过程中存在的问题，使目标实现，而且增强了团