羅　策，李　劍，劉　婷，黃永紅（寶鈦集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721014）

ICP-O ES標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定鈮爐灰中的鈮

羅策，李劍，劉婷，黃永紅
（寶鈦集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721014）

采用電感耦合等離子體光譜（ICP-OES）標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定了鈮爐灰中鈮的含量。確定了鈮元素測(cè)定譜線為Nb269.706nm；選擇標(biāo)準(zhǔn)加入法消除了測(cè)定過(guò)程中的基體效應(yīng)；用HF、HNO3對(duì)鈮爐灰進(jìn)行溶解，經(jīng)分取、稀釋后制得了樣品溶液；建立的校準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)均在0.999以上；用于實(shí)際樣品分析，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=7）小于0.50%，加標(biāo)回收率在95.7%～108.1%之間。

電感耦合等離子體光譜法（ICP-OES）；標(biāo)準(zhǔn)加入法；鈮爐灰

鈮爐灰是煉制鈮錠過(guò)程中，殘留在電子束爐的爐壁、爐體、管道等部位的噴濺物；鈮爐灰中含有大量的鈮元素，經(jīng)過(guò)收集、提取和分離可獲得純鈮，從而實(shí)現(xiàn)鈮資源的回收和利用。通過(guò)鈮爐灰回收鈮的一個(gè)重要前提是判斷其回收價(jià)值，即確定其中的鈮含量，這就要求必須建立準(zhǔn)確測(cè)定鈮爐灰中鈮含量的方法。

ICP-OES法具有靈敏度高、精密度好、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用鈮礦、含鈮礦渣以及鈮基材料的化學(xué)成分分析[1-3]，但目前未見(jiàn)關(guān)于ICP-OES法測(cè)定鈮爐灰中鈮含量的報(bào)道?；诖?，筆者具體就ICP-OES法測(cè)定鈮爐灰中的鈮含量進(jìn)行了探究，對(duì)影響測(cè)定結(jié)果的因素進(jìn)行了分析和討論，實(shí)現(xiàn)了ICP-OES標(biāo)準(zhǔn)加入法對(duì)鈮爐灰中鈮含量的快速、準(zhǔn)確測(cè)定。該方法的建立對(duì)鈮爐灰的回收利用有著重要的實(shí)際意義。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器及工作參數(shù)

OPTIMA-4300V型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國(guó)PE公司，工作參數(shù)：RF功率1300W；等離子氣流量15L·min-1；輔助氣流量0.2L·min-1；霧化器流量0.60L·min-1；觀察高度15mm；蠕動(dòng)泵速1.5mL·min-1；積分時(shí)間為自動(dòng)2～10s；積分次數(shù)3次。

1.2試劑與材料

HF（ρ=1.14g·mL-1，優(yōu)級(jí)純）；HNO3（ρ=1.42g·mL-1，優(yōu)級(jí)純）；Nb標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存溶液（均為1.00mg·mL-1，德國(guó)Merck公司，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要稀釋后使用）；實(shí)驗(yàn)用水（去離子水，18.2MΩ·cm-1）。

1.3分析譜線

選擇Nb269.706nm為分析譜線，背景點(diǎn)分別為-0.025、0.030nm。

1.4樣品溶解

稱取0.50鈮爐灰（精確至0.0001g）于250mL聚四氟乙烯燒杯中，依次加入H2O5mL、HF 5mL、HNO32.5mL，低溫加熱溶解完全，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)入500mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.5樣品溶液制備

分取“1.4樣品溶解”制備的溶液5mL于100mL塑料容量瓶中，補(bǔ)加HF 1mL和HNO31mL，用水稀釋至刻度，混勻。

1.6校準(zhǔn)溶液制備

1.6.1隨同樣品溶液制備試劑空白。

1.6.2在1%HF+1%HNO3（V/V）的水介質(zhì)中配制濃度為10mg·L-1的Nb校準(zhǔn)溶液，采用工作曲線法[4]在ICP-OES上于Nb 269.706nm處對(duì)“1.5樣品溶液”進(jìn)行半定量測(cè)定，得樣品溶液中Nb的大致含量，記為X。此工作目的是為校準(zhǔn)溶液中鈮的加入量提供依據(jù)。

1.6.3分取3份“1.4樣品溶解”制備的溶液5mL分別于3個(gè)100mL塑料容量瓶中，均補(bǔ)加HF 1mL和HNO31mL，再分別加入相當(dāng)于X、2X、3X含量的Nb標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度，混勻。

1.7樣品測(cè)定

在ICP-OES上選擇“標(biāo)準(zhǔn)加入法”模式，于Nb 269.706nm處依次對(duì)試劑空白、樣品溶液、校準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，儀器根據(jù)最終的樣品質(zhì)量、體積和稀釋倍數(shù)換算給出測(cè)定結(jié)果。

2　結(jié)果與討論

2.1分析譜線的選擇參閱相關(guān)文獻(xiàn)[5，6]，并結(jié)合儀器軟件推薦，預(yù)先在儀器上選擇Nb 269.706nm、Nb 309.418nm和Nb 316.340nm3條分析譜線進(jìn)行篩選，依據(jù)峰形好、背景簡(jiǎn)單、無(wú)干擾、靈敏度適合的選擇原則，最終選擇Nb269.706nm作為分析譜線，背景點(diǎn)分別為0.025～ 0.030nm。

2.2校準(zhǔn)方法選擇

儀器分析中最常見(jiàn)的校準(zhǔn)方法有3種，即工作曲線法（也稱外標(biāo)法）、內(nèi)標(biāo)法和標(biāo)準(zhǔn)加入法；在無(wú)法制得與待測(cè)樣品基體一致的校準(zhǔn)溶液時(shí)應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)加入法[4]。由于鈮爐灰組成復(fù)雜，很難制得與其組成相似且各組分含量相近的校準(zhǔn)溶液，所以選擇標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除檢測(cè)過(guò)程中樣品本身的基體效應(yīng)。

2.3樣品制備方法

鈮不溶于一般酸堿，可溶于氫氟酸和硝酸的混酸體系中[3]；因此，使用氫氟酸和硝酸作為溶解試劑；又由于鈮爐灰成分復(fù)雜，為防止樣品中的鈮溶解不完全，所以采用水浴中加熱的方式使其中的鈮溶解完全。鈮爐灰中鈮含量較高，直接在儀器上測(cè)定造成儀器信號(hào)值過(guò)高甚至達(dá)到飽和，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏差較大，因此選擇0.50g稱樣量，在保證其代表性的前提下采用分取5mL稀釋至100mL的方法以降低最終測(cè)試樣品中鈮的含量。由于涉及到二次稀釋，無(wú)法保證最終測(cè)試樣品中溶液的酸度，鈮元素可能會(huì)水解，實(shí)驗(yàn)證明在1%HF+1%HNO3（V/V）介質(zhì)中鈮能穩(wěn)定存在[5]，因此，采取補(bǔ)加1mL HF和1mL HNO3的方法以保證測(cè)試樣品中的酸度。

2.4校準(zhǔn)曲線及線性相關(guān)系數(shù)

在確定的儀器工作參數(shù)下，將制備好的校準(zhǔn)溶液噴入儀器，建立校準(zhǔn)曲線；隨機(jī)選取的3個(gè)不同鉭爐灰樣品測(cè)定時(shí)的線性方程及線性相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表1。

表1　線性方程及線性相關(guān)系數(shù)Tab.3　Linear equation and linear correlation coefficient

表1表明繪制的工作曲線線性均在0.999以上，說(shuō)明工作曲線線性良好，滿足測(cè)定要求。

2.5樣品分析與精密度、加標(biāo)回收試驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法及確定的檢測(cè)條件，對(duì)隨機(jī)選取的3個(gè)鈮爐灰樣品中的鈮含量進(jìn)行了測(cè)定，并進(jìn)行了精密度和加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　樣品測(cè)定、精密度試驗(yàn)（n=7）和加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.2　Results of sample determination，precision test and recovery test

由表2看出，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD/%）均小于0.50%，說(shuō)明測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定，一致性良好；加標(biāo)回收試驗(yàn)回收率在95.7%～108.1%之間，說(shuō)明測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

3　結(jié)論

本工作使用氫氟酸、硝酸對(duì)鈮爐灰樣品進(jìn)行溶解，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法去除基體效應(yīng)，在ICP-OES上進(jìn)行了鈮爐灰中鈮含量的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD/%）小于0.50%，加標(biāo)回收率在95.7% ～108.1%之間；該方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于鈮爐灰中鈮含量的測(cè)定。

［1］倪文山,張萍,姚明星.微波消解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定礦石樣品中鈮鉭［J］.冶金分析,2010,30（8）：50-53.

［2］王曉輝,鄭詩(shī)禮,徐紅彬,等.ICP-AES法測(cè)定難分解鉭鈮礦渣中多種金屬元素［J］.光譜學(xué)與光譜分析,2009,29（3）:805-808.

［3］高紅波,李波,祿妮,等.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鈮合金中常量及微量元素［J］.冶金分析,2007,27（4）:42-45.

［4］武漢大學(xué)化學(xué)系.儀器分析［M］.北京:高等教育出版社,2001.

［5］成勇.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鈮鐵合金中鈮［J］.冶金分析,2015,35（9）:32-35.

［6］康元,趙婕,潘慧.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜內(nèi)標(biāo)法測(cè)定鈦鈮合金中鈮［J］.冶金分析,2014,34（10）:57-60.

Determination of niobium in niobium furnace ash by the method of ICP-OES standard addition

LUO Ce，LI Jian，LIU Ting，HUANG Yong-hong
（BaoTi Group Co.，Ltd.，Baoji 721014，China）

The content of niobium in niobium furnace ash was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-OES）standard addition method.Nb 269.706nm as analysis lines was determined.The standard addition method was selected to remove matrix effect.The niobium furnace ash was dissolved with hydrofluoric acid and nitric acid，and the samples were prepared after separation and dilution.The linear correlation coefficient of calibration curves was greater than 0.999.The relative standard deviation of determination results was less than 0.50%（n=7），the recovery rate was from 95.7%to 108.1%.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-OES）；standard addition method；tantalum furnace ash

TQ135

B

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20160833

2016-05-25

羅策（1982-），男，陜西淳化人，工程師，碩士研究生，現(xiàn)主要從事金屬材料分析檢驗(yàn)工作。