電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定巖礦中的鈮和鈰

趙蓓蕾1，范立柱2

(1.云南國土資源職業(yè)學院，云南 昆明650217；2.中國冶金一局測試中心，河北 燕郊065201)

摘要：樣品處理采用氫氟酸、鹽酸、硝酸、硫酸高溫溶解，之后使用HCl和酒石酸提取，再進行電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鈮和鈰的含量。論文詳細討論了樣品分解酸的用量及檢測波長的選擇。方法簡便快捷，測試成果準確可靠。

關(guān)鍵詞：發(fā)射光譜法；鈮、鈰測定

收稿日期：2014-10-22

作者簡介：趙蓓蕾(1975~)，女，陜西西安市人，高級工程師，長期從事巖礦分析測試及質(zhì)量管理和教學研究。

中圖分類號：O656.31文獻標識碼：A

稀土礦石中含有豐富的稀土鈮、鈰、鉭等元素，礦石中測定鈮、鈰等元素的方法很多，主要有：等離子發(fā)射光譜法測定白云鄂博礦及鈮物相中的鈮[1 ]紙色譜分離電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中的鈮、鉭[2 ]；等離子質(zhì)譜法測定礦石中的鈮、鉭、鋯、鉿、鈾[3 ]；由于稀土礦石中的基體成分復雜，溶樣的方法較多，有將樣品置于鉑金坩堝中，加酸溶解、微波消解、堿熔[4 ]等方法。有的資料選用堿熔，酒石酸和鹽酸酸化，稀釋后電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定選礦產(chǎn)品中鈮、鉭、鎢和錫。但由于鹽份大，導致易堵塞霧化器，并且檢出限高。有資料選用堿熔后，在弱酸介質(zhì)中用丹寧沉淀鈮，然后灰化，氫氟酸溶解，等離子體發(fā)射光譜法測定鈮和鉭，此法分析流程長，要用聚四氟乙烯的霧化器。

一般鈮礦石可用氫氟酸和硫酸分解。鈰礦石如鈰硅石、獨居石、磷酸鈰礦、碳酸鈰礦等可被鹽酸和硫酸等分解，對難溶的稀土鈮鉭礦物則可用氫氟酸和硫酸分解。

本文采用試樣用氫氟酸、鹽酸、硝酸、硫酸高溫溶樣，用HCl和酒石酸提取，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鈮和鈰含量。方法簡便快捷，準確可靠，測定范圍寬，適用性廣，用于巖石和選礦產(chǎn)品中鈮和鈰的測定。

本文標準物質(zhì)測定值與推薦值一致，加標回收率(98.1%~102.5%)。相對標準偏差(RSD%)：0.59%~5.24%。

本方法儀器檢出限：Nb：0.0036μg/mLCe：0.0203μg/mL

方法檢出限：Nb：2μg/g.Ce：10μg/g

1實驗部分

1.1　主要儀器及工作條件

Th6300 型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(美國Thermo Fisher 公司)。主要參數(shù)見表1。

表1　儀器主要工作參數(shù)

1.2　標準和主要試劑

鈮、鈰標準儲備溶液ρ(W)= 100 ug/ml

硝酸、氫氟酸、鹽酸、硫酸均為分析純。

0.2%和10%酒石酸溶液

1.3　樣品分解

準確稱取試樣0.2000g于50ml聚四氟乙烯少杯中，加入10mlHF、5ml鹽酸、10mL硝酸和1mL硫酸，加熱溶解，至硫酸蒸干.取下，加入5mLHF，于電熱板上加熱蒸發(fā)至剩余0.5mL液體(不要蒸干)，加入10%酒石酸溶液10ml，加熱溶解蒸發(fā)至小體積(剩余液體約1mL)，加入2mLHCl，取下，用0.2%酒石酸溶液轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，定溶至刻度搖勻。

按常規(guī)儀器條件用ICP-OES光譜儀測定NbCe

1.4　標準曲線的配制

取0、0.1、0.5、2、10、20、mL的鈮、鈰混合標準溶液(100ug/ml)，分別置于100mL容量瓶中，加入2mLHCl，用0.2%酒石酸溶液轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，定溶至刻度搖勻。標準曲線見圖2、圖3。

2結(jié)果與討論：

2.1　樣品分解酸的用量

2.1.1酸度實驗

本條件實驗中分別以 1%2%5%20%的鹽酸提取樣品，結(jié)果(表2)如下：大于2mL的加入量均能將樣品溶解完全，故選擇加入鹽酸2mL。

表2　鹽酸加入量對鈮、鈰測定的影響

2.1.2酒石酸用量

本實驗分別選擇0.1%0.2%0.5%1%的酒石酸定容測試樣品于容量瓶中，結(jié)果(表3)如下：大于0.2%的酒石酸含量測定值穩(wěn)定，故選擇用0.2%的酒石酸定容。

2.2　檢測波長的選擇

鈰只有一條404.0nm的譜線，鈮在309.4nm線干擾較少，313nm線Be的干擾較大，316.34nm線Fe和Na的干擾嚴重。以發(fā)射譜線不受和盡可能少受光譜干擾為原則，選擇鈮的分析線為309.4nm。鈰的分析線為404nm。

表3　酒石酸加入量對鈮、鈰測定的影響

2.3　檢出限

測空白溶液見表4。

表4　方法檢出限

鈮的方法檢出限為0.0036ug/ml，鈰的方法檢出限為0.0203ug/ml。

2.4　準確度

本方法選取GBW07155、GBW 7188標樣采用1.3溶樣方法進行測定。結(jié)果見表5：

表5　方法準確度

說明本方法準確度好。

2.5　方法精密度

在同一實驗室，同一操作者使用相同設(shè)備，按本方法多次獨立測定巖石中微量元素鈮和鈰，其標準偏差列入表6。

表6　方法精密度

2.6　加標回收率

按實驗選定的方法條件，給一測定的樣品中加入一定量的鈮、鈰標準，在進行樣品分解，測定計算回收率見表7。

表7　回收率實驗結(jié)果(n=3)

3結(jié)論

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP- AES)具有靈敏度高、線性范圍寬和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。本文采用此法對巖石和選礦樣品中鈮、鈰進行測定，選擇了最佳工作參數(shù)，消除了背景干擾、光譜干擾及基體校應(yīng)對測定的影響。方法更加簡單、快速，適用于鈮、鈰的測定，結(jié)果令人滿意。

參考文獻

[1]李全春.等離子體發(fā)射光譜法測定白云鄂博礦及其鈮物相中鈮[J].光譜儀器與分析，2001(04)：10.

[2]金同順，吳愛萍.紙色譜分離電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中痕量Nb、Ta[J].南京大學學報(自然科學版)，1995，31(3)：524.

[3]張海政，閻欣.稀土鈮鉭礦中鈮、鉭、鋯量的電感耦合等離子—原子發(fā)射光譜法測定[J].地質(zhì)實驗室，1996，12(6)：330

[4]許濤，崔愛端.稀土鈮鉭礦中鈮、鉭、鋯量的電感耦合等離子—原子發(fā)射光譜法測定[J].分析科學學報，2007，23(6).

THE APPLICATION OF INDUCTIVELY COUPLED PLASMA

EMISSION SPECTROGRAPHY TO THE DETERMINATION

OF NB AND CE IN ROCK AND ORE

ZHAO Bei-lei1，F(xiàn)AN Li-zhu2

(1.YunnanProfessionalInstituteofLandResources，Kunming650217；

2.TestingCentre，ChinaMetallurgyBureau1，Yanjiao065201)

Abstract：The sample is resolved with hydrofluoric acid，hydrochloric acid，nitric acid under high T，then abstracted with hydrochloric acid and tartaric acid，thereafter，Nb and Ce are determined with the inductively coupled plasma emission spectrography.In this paper，we have a discussion in detail about the dosage of acid for the sample decomposition and the selection of wave length for determination.This method is simple，convenient，rapid，the result is accurate and reliable.

Key Words：Emission Spectrography；Nb，Ce Determination