張世文
(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局測試中心 烏魯木齊 830026)
鈦在自然界中分布較廣,在地殼中平均含量為0.56%。鈦及鈦合金是極其重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、航海、車輛工程、生物醫(yī)學工程和軍事等領(lǐng)域具有非常重要的應用價值和廣闊的應用前景。鈦的氧化物是粘土中的主要雜質(zhì)之一,因其含量的多少在耐火粘土中有不同的作用,因此粘土中鈦的測定很有必要。
目前粘土中的鈦的測定常用二安替比林甲烷光度法【1】,該方法對條件的控制要求較高,過程相對繁瑣,本文采用ICP-OES法測定粘土中的鈦,檢測速度快,樣品溶解取樣量少,使鈦礦物溶解完全,能快速、準確地測定。方法的檢出限、精密度和準確度均較滿意。
1.1.1 儀器
IRIS IntrepidⅡ等離子體光譜儀美國熱電
表1 IRIS IntrepidⅡ等離子體光譜儀的工作條件
1.1.2 主要試劑
鹽酸優(yōu)級純,西安化學試劑廠;過氧化鈉分析純,天津鑫源化工廠
1.1.3 鈦標準溶液
1 μg/mL、5 μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、30 μg/mL。此標準曲線系列作鈉基體匹配,每個標準系列點加入氫氧化鈉 1.5g?!?】
1)樣品在105℃下干燥過夜;
2)稱取0.1000g試樣粒徑0.074 mm于銀坩堝中,加1.5g Na2O2拌勻,在700℃高溫爐中熔融。取出銀坩堝冷卻,放入150mL燒杯中,加50mL熱水、10mL鹽酸,加熱浸取,洗出銀坩堝,移入100mL容量瓶中,水稀釋至刻度,搖勻【3】,上機測定。
根據(jù)鈦元素的含量,配制系列標準溶液,經(jīng)過ICP-OES測定,確定分析譜線的波長為323.90nm,譜線強度1500000,扣除背景干擾。
用本方法分析條件對7個流程空白進行測定,測定結(jié)果(%)為:0.035、0.038、0.046、0.027、0.025、0.031、0.026,以空白溶液測定結(jié)果的3倍標準偏差作為檢出限,本方法檢出限為0.021%。
按照本方法獨立6次測定國家一級標準物質(zhì)GBW03103、GBW03101a和GBW03115,得到精密度(RSD)和準確度(RE),結(jié)果見表2??梢?,3個標準物質(zhì)的測定值和標準值較吻合。
表2 方法的精密度和準確度
本方法的分析結(jié)果用二安替比林甲烷光度法驗證,表3數(shù)據(jù)證明,本方法分析結(jié)果與比色法分析結(jié)果吻合。
表3 方法比對結(jié)果
從空白的測定結(jié)果看,此方法流程空白值比較高,但是比較穩(wěn)定,對與粘土中二氧化鈦的含量來說基本不會影響準確度。從表2看,以上三個國家標準物質(zhì)的精密度和準確度都較滿意。從表3看,本法與比色法測定結(jié)果相吻合,測定結(jié)果滿足要求。本人曾以上述三個國家標準物質(zhì)做酸溶方法,發(fā)現(xiàn)GBW03115的酸溶的回收率只有70%,證明GBW03115中含有大量的酸不溶相,所以對于TiO2來說,堿熔融是比較可靠的方法。但是由于堿熔融法樣品鹽分比較高,測定時多做樣品的回收測定,防止儀器漂移。
對于礦石中的鈦分析來說,由于其很可能存在酸不溶相,所以建議用堿熔融法。本方法過氧化鈉熔融-ICP-OES直接測定粘土中的鈦,檢出限滿足要求,精密度和準確度較好,完全適用于粘土中鈦的測定。