陳秋芳

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司質(zhì)量計(jì)量監(jiān)測中心，陜西 渭南 714000)

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電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鉬化學(xué)產(chǎn)品中的硫含量

陳秋芳

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司質(zhì)量計(jì)量監(jiān)測中心，陜西 渭南 714000)

提出了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鉬化學(xué)產(chǎn)品中硫含量，優(yōu)化了儀器硫元素的分析譜線，對最佳測定條件進(jìn)行了試驗(yàn)探討，驗(yàn)證了測定方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。方法的檢出限(3 s)為0.012 mg/L，方法的回收率在98.0%～104 %之間，測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=11)均小于4%。方法用于鉬酸銨及高純?nèi)趸f樣品分析，所得結(jié)果與化學(xué)法測定結(jié)果相符合。方法簡單實(shí)用，準(zhǔn)確度高，能滿足鉬化學(xué)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的需要。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；硫；鉬化學(xué)產(chǎn)品；鉬酸銨；高純?nèi)趸f

0 引 言

目前，我國鉬工業(yè)迅猛發(fā)展，鉬化學(xué)產(chǎn)品國內(nèi)外需求量都很大。鉬在化學(xué)領(lǐng)域也有多種應(yīng)用，用于生產(chǎn)催化劑、潤滑劑和顏料[1]，也是生產(chǎn)鉬金屬及其他金屬產(chǎn)品和化工產(chǎn)品的初級原料，其品質(zhì)的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，及時(shí)準(zhǔn)確地了解鉬化學(xué)產(chǎn)品中雜質(zhì)元素的含量對提高其產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都有重要作用[2]。

鉬酸銨生產(chǎn)工藝中，鉬焙砂經(jīng)過酸洗、氨浸，鉬焙砂中的鉬轉(zhuǎn)變?yōu)殂f酸銨進(jìn)入溶液中，銅、鋅、鎳、鐵等元素與氨形成絡(luò)離子進(jìn)入溶液，會在鉬酸銨中成為雜質(zhì)，在溶液中加入硫化銨形成硫化物沉淀除去，測定鉬酸銨中的雜質(zhì)對生產(chǎn)工藝也具有指導(dǎo)性的作用。本文主要討論測定鉬化工產(chǎn)品中的硫含量。

當(dāng)前測定鉬化學(xué)產(chǎn)品(鉬酸銨、高純?nèi)趸f)中硫含量的方法主要是目視比濁法，采用GB654-93《化學(xué)試劑 四水合鉬酸銨(鉬酸銨)硫酸鹽的測定》。方法如下：試料以氨水溶解，用硝酸沉淀鉬酸，過濾分離，在微鹽酸酸性溶液中，可溶性硫酸鹽與氯化鋇作用生成硫酸鋇沉淀，含量低時(shí)呈懸濁體，用目視比濁法測定。傳統(tǒng)的測定方法存在操作繁瑣、耗時(shí)費(fèi)力、人為誤差大、分析精度差、測試速度慢等不足，已無法滿足當(dāng)前化工質(zhì)量檢測快速準(zhǔn)確地完成批量樣品的檢測需求，因此建立一種快速、準(zhǔn)確地測定鉬酸銨中硫含量的分析方法具有重要的意義。

近年來儀器分析發(fā)展迅速，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)分析技術(shù)以其測定速度快、分析效率高、靈敏度高、線性范圍寬、多元素同時(shí)測定等特點(diǎn)[3]，在批量樣品的檢測中體現(xiàn)出了優(yōu)勢，受到了廣大分析者的認(rèn)可和歡迎，在鉬化工產(chǎn)品檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如已應(yīng)用于鉬化學(xué)產(chǎn)品中銅、鋅、鎳、鐵等多種雜質(zhì)的測定，但是對于低含量硫的測定一直未應(yīng)用于生產(chǎn)。本工作以過氧化氫、硝酸消解樣品后，直接采用ICP-AES測定鉬化學(xué)樣品中的硫元素含量。通過對干擾元素的準(zhǔn)確校正，對于譜峰位置、背景位置和寬度選擇調(diào)節(jié)，測量下限低、分析精度高[5]，靈敏度和穩(wěn)定性好；方法操作簡便、分析周期短、技術(shù)性能優(yōu)良，能滿足鉬化學(xué)產(chǎn)品批量質(zhì)量檢測的需要。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

ICAP-7400型全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀；“優(yōu)普”UPDRO-500L反滲透制水機(jī)。

硫標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：0.1 g/L，由預(yù)先干燥恒重的無水硫酸鈉(優(yōu)級純)配制而成。

過氧化氫、硝酸為優(yōu)級純。

所用試劑均為優(yōu)級純，試驗(yàn)用水為二級水。

1.2 儀器工作條件

射頻功率1 150 W，輔助器流量0.5 L/min，霧化器流量24-32PSI,蠕動泵轉(zhuǎn)速50 r/min，垂直觀測高度15 mm，檢測時(shí)間15 s(波長大于260 nm)或20 s(波長小于260 nm)。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取1.000 g鉬系列產(chǎn)品試樣置于200 mL燒杯中，加入50 mL水沖洗杯壁并分散樣品，加入過氧化氫2～5 mL并低溫加熱進(jìn)行消解，至樣品溶解后再加入2 mL硝酸，煮沸2 min，冷卻，移入100 mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。(注：如果高純?nèi)趸f在溶樣品過程中，加入5 mL過氧化氫溶解不徹底，可補(bǔ)加過氧化氫直至溶解)。在儀器工作條件下，將溶液于等離子體發(fā)射光譜儀波長硫180.7 nm處進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析元素的波長選擇

ICAP-7400型ICP 檢測器使用的波長范圍為170～900 nm,在該范圍內(nèi),可供選用硫的靈敏線為180.731 nm、182.034 nm和182.624 nm,所檢測的180.731 nm譜線讀數(shù)強(qiáng)度比182.034 nm和182.624 nm高(結(jié)果見表1)。據(jù)相關(guān)資料及本儀器所附資料顯示,180.731 nm的譜線有鈣180.70 nm、錳180.747 nm和鐵180.78 nm的譜線,均會造成干擾;但從試樣預(yù)先分析得知,試樣中以上元素含量很低,基本不會造成干擾。故選用硫180.731 nm為分析線。

表1 分析譜線發(fā)射強(qiáng)度對比

2.2 儀器驅(qū)氣時(shí)間影響

因?yàn)榱虻陌l(fā)射波長為180.731 nm、182.034 nm和182.624 nm,在低波范圍,容易受空氣中氧氣吸收帶的嚴(yán)重干擾。在整個(gè)氣路系統(tǒng)中,儀器驅(qū)氣時(shí)間應(yīng)該足夠長,用氬氣趕盡光路中的空氣成分,再進(jìn)行測定;否則測定硫的結(jié)果偏低,而且重現(xiàn)性差。通過實(shí)驗(yàn),在儀器恒溫狀態(tài)下,驅(qū)氣2 h以上,測定結(jié)果穩(wěn)定。因此,儀器驅(qū)氣時(shí)間應(yīng)大于2 h。

2.3 方法檢測限

用試劑空白在所選條件下,連續(xù)平行測定10次,測量標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)為0.003 9 mg/L。以標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為方法的檢測限3 s為0.012 mg/L。

2.4 精密度試驗(yàn)

平行稱取一批二鉬酸銨樣品11份，分別用1.3試樣處理方法處理后進(jìn)行測定，對11次測定結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表2。

表2 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

根據(jù)鉬化學(xué)產(chǎn)品中硫的含量，同時(shí)取兩批二鉬酸銨，經(jīng)過(1.3)樣品的預(yù)處理后，分別加入標(biāo)準(zhǔn)溶液(見表3)，測定結(jié)果如下。

2.6 結(jié)果對照實(shí)驗(yàn)

取5批鉬酸銨樣品和2批高純?nèi)趸f樣品,分別用ICP和目視比濁法進(jìn)行碳硫分析測定,結(jié)果見表4。

表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)

表4 結(jié)果對照實(shí)驗(yàn)

從結(jié)果可知,用ICP測定的結(jié)果與目視比濁法測定的結(jié)果基本相符,可用于生產(chǎn)控制過程中及鉬化學(xué)產(chǎn)品批量質(zhì)量檢測。

2.7 樣品測定

使用ICP方法分別對10批鉬酸銨樣品中的硫進(jìn)行測定,各稱取1.000 0 g鉬酸銨, 加入50 mL水沖洗杯壁并分散樣品，加入過氧化氫2～5 mL并低溫加熱進(jìn)行消解，至樣品溶解后再加入2 mL硝酸，煮沸2 min，冷卻，移入100 mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。在儀器工作條件下，將溶液于等離子體發(fā)射光譜儀波長硫180.7 nm處進(jìn)行測定。結(jié)果見表5。

表5 樣品測定結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)通過實(shí)驗(yàn),確定了ICP發(fā)射光譜法測定鉬化學(xué)產(chǎn)品(鉬酸銨和高純?nèi)趸f)硫含量的具體方法。

(2)針對該方法,分別進(jìn)行了儀器測量譜線和樣品處理方法的選擇;進(jìn)行了精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)該方法的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

(3)利用ICP儀器的作用,對鉬化學(xué)產(chǎn)品(鉬酸銨和高純?nèi)趸f)中的硫進(jìn)行測定, 測量下限低，分析精密度好，準(zhǔn)確度高，檢出限與背景等效濃度低，檢測元素含量范圍寬，方法簡單實(shí)用，操作方便快捷，分析周期短，技術(shù)性能優(yōu)良，能滿足鉬化學(xué)產(chǎn)品批量質(zhì)量檢測的需要。

[1] 蔣麗娟，劉 燕，張文鉦，等.2012年鉬業(yè)年評[J].中國鉬業(yè), 2013, 37(1)：1-7.

[2] 秦 婷，張旭龍，熱孜婉，等.X射線熒光光譜法測定鉬精礦中鉬、鐵、鉛、銅、硅和鈣含量[J].理化檢驗(yàn), 2013, 49(7)827-830.

[3] 成 勇.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定偏釩酸鉀中13種微量雜質(zhì)元素[J].理化檢驗(yàn), 2013, 49(7)831-832

[4] 趙 昱. 利用發(fā)射光譜測定工業(yè)氧化鉬中的硫含量[J].中國鉬業(yè), 2007, 31(2):26-27.

[5] 張穗忠，李 杰.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測量螢石中硫含量[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2013, 25(4)1-3.

[6] 北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 2001.

《中國鉬業(yè)》郵發(fā)代號52-144，歡迎訂閱！

INDUCTIVELY COUPLED PLASMA ATOMIC EMISSION SPECTROSCOPY FOR DETERMINING SULFUR CONTENT IN MOLYBDENUM CHEMICAL PRODUCTS

CHEN Qiu-fang

(Quality Measurement and Testing Center，Jinduicheng Molybdenum Co.，Ltd.，Weinan 714000，Shaanxi，China)

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy(ICP-AES) was submitted to determine sulfur content in molybdenum chemical products.The analysis spectral line of sulfur was optimized, the accuracy and stability of the determination was verified.The detection limit (3 s) was 0.012 mg/L, the recovery was 98% ～ 104%, the relative standard deviation of the determination values was less than 4% (n=11).The method was used for analysis of ammonium molybdate and high pure molybdenum trioxide samples, the determination results were in accord with the chemical method. The method is simple, practical, highly accurate, and can meet the need of quality inspection for molybdenum chemical products.

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometric(ICP-AES); sulfur; molybdenum chemical products; ammonium molybdate; high-purity molybdenum trioxide

2016-12-08；

2017-01-10

陳秋芳(1973—)，女，化學(xué)分析工程師，現(xiàn)從事鉬化工分析檢測工作。E-mail:413709638@qq.com

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.02.009

O657.31

A

1006-2602(2017)02-0042-03