張均祥

ICP-OES法測定高純磷酸鹽中金屬雜質(zhì)

張均祥

（廣東廣試試劑科技有限公司，廣東 肇慶 526238）

通過鹽酸對高純磷酸鹽的處理后，利用等離子體發(fā)射光譜法對其中Co﹑Cr﹑Mn﹑Ni﹑Ti微量金屬雜質(zhì)進(jìn)行了檢測，方法回收率為82.4%～117.6%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.12%～4.06%，該方法操作簡單，可準(zhǔn)確測定高純磷酸鹽中金屬雜質(zhì)，在實際生產(chǎn)中能滿足生產(chǎn)分析需求。

高純磷酸鹽； 等離子體發(fā)射光譜法； 金屬雜質(zhì)的測定

磷化工產(chǎn)業(yè)由磷酸、中間原料黃磷、磷肥、磷酸鹽、磷化物產(chǎn)業(yè)組成，是國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域必不可少的基礎(chǔ)原材料行業(yè)。我國磷化工產(chǎn)品產(chǎn)量位居世界第一，但產(chǎn)品單一，經(jīng)濟效益低，總體技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平存在差距，不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求。目前，磷化工產(chǎn)業(yè)存在著嚴(yán)重問題，如產(chǎn)品能耗高（1 t黃磷耗電14 000 kW·h），排放量大，污染重（僅黃磷年排放廢氣12億m3）。低值產(chǎn)品大量出口，消耗了大量不可再生的磷資源，國土資源部已將磷列為緊缺資源[1]。

為改變我國磷化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，推動磷化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展高純磷化工產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加值，就成為一種途徑。

近年來，高純磷酸鹽、特種磷酸鹽、功能磷酸鹽等產(chǎn)品在尖端科技、國防工業(yè)等方面得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用，出現(xiàn)了許多新型磷酸鹽產(chǎn)品，如磷酸鹽電子電器材料、磷酸鹽光學(xué)材料、磷酸鹽太陽能電池材料、磷酸鹽傳感原件材料、人工生物材料、催化劑、離子交換劑等。目前，它與十多個科學(xué)領(lǐng)域有著密切的關(guān)系，涉及的部門多達(dá)60多個，已成為國民經(jīng)濟中具有重要作用的一個產(chǎn)業(yè)。特別是近年來磷酸鹽光學(xué)材料在激光玻璃中的廣泛應(yīng)用（磷酸鹽激光玻璃廣泛應(yīng)用于激光聚變、激光武器、激光測距、光通信波導(dǎo)放大器、超短脈沖激光器等領(lǐng)域），使磷酸鹽成為軍事工業(yè)的重要原料。

由于過渡金屬離子鐵、鈷、鎳等的存在會導(dǎo)致偏磷酸鹽玻璃在近紫外到紅外區(qū)域產(chǎn)生強吸收，影響玻璃的激光性能，因此在工藝生產(chǎn)過程需要進(jìn)行嚴(yán)格控制和監(jiān)測[2-4]。

世界各國都制定了自己的光學(xué)玻璃原料標(biāo)準(zhǔn)，對影響其透過率的有害雜質(zhì)（鐵、鈷、鎳、錳、鉻等）進(jìn)行了控制[5]。

本課題研究了用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）對高純磷酸鹽中金屬雜質(zhì)元素（鈷、錳、鉻、鎳、鈦）進(jìn)行分析檢測。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 5110 ICP-OES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，美國安捷倫公司；DTT-A500電子分析天平，福州華志科學(xué)儀器有限公司。

鹽酸，GR，廣東廣試試劑科技有限公司；Co、Ni、Ti、Mn、Cr各元素標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)溶液，0.1 mg·mL-1，廣東廣試試劑科技有限公司；超純水。

1.2 儀器工作條件

RF功率：1.20 kW；冷卻氣：氬氣，流量為 12.0 L·min-1；輔助氣：氬氣，流量為1.00 L·min-1；載氣：氬氣，流量為0.70 L·min-1；觀測高度：軸向；積分時間：5 s。

1.3 分析方法

1.3.1 樣品的制備

稱取5 g樣品，置于燒杯中，加入20 mL水，15 mL鹽酸（GR），溫?zé)崛芙?，煮?0 min，冷卻，稀釋至80 mL。取8 mL，用6%的鹽酸稀釋至25 mL。按GB/T 23942—2009[6]中7.3.3的規(guī)定測定，結(jié)果按7.3.4的規(guī)定計算。

1.3.2 工作曲線的配置

配置的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成見表1。

表1 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成 mg·L-1

2 結(jié)果與討論

2.1 分析波長的選擇

從儀器上選取最靈敏的3條譜線對樣品進(jìn)行測定，考察基體的干擾情況。在選定的工作條件下，在相同質(zhì)量濃度樣品溶液中加入成比例的混標(biāo)（Co、Cr、Mn、Ni、Ti），綜合考慮了待測元素分析的檢出限、靈敏度、強度、相互間的干擾和基體對待測元素的干擾等因素，選擇出元素的分析線如下：Co 238.892 nm、Cr 205.560 nm、Mn 257.610 nm、Ni 231.604 nm、Ti 334.941 nm。

2.2 干擾元素的影響及消除

標(biāo)準(zhǔn)加入法是一種不須要預(yù)先了解樣品基體而又能夠校正基體效應(yīng)干擾的方法。當(dāng)難于制備有代表性的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列時，這種方法比較適用，可以改善低含量元素測定的準(zhǔn)確度[7]。由于試樣中基體含量較高，本實驗采用標(biāo)準(zhǔn)加入法來校正基體干擾。

2.3 方法回收率及精密度

按本實驗方法操作，加入不同量的Ti、Cr、Mn、Co、Ni標(biāo)準(zhǔn)溶液到已知含量的樣品中，進(jìn)行回收率試驗，測定結(jié)果在82.4%～117.6%，同時進(jìn)行6次平行測試，計算方法的精密度在0.12%～4.06%。

2.4 方法檢出限

調(diào)節(jié)儀器至最佳狀態(tài)，連續(xù)10次測定空白溶液的質(zhì)量濃度值，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算方法中各待測元素的檢出限如下：Co 0.05 μg·g－1、Cr 0.05 μg·g－1、Mn 0.02 μg·g－1、Ni 0.07 μg·g－1、Ti 0.02 μg·g－1。

2.5 對比試驗

同時用該方法對 4個不同的磷酸鹽樣品進(jìn)行分析后，再將上述4個樣品外送相關(guān)權(quán)威機構(gòu)進(jìn)行分析，檢測結(jié)果對比見表2。

表2 兩種方法對比結(jié)果 μg·g－1

注：1.磷酸二氫鈉；2.磷酸二氫鉀；3.磷酸二氫鋰；4.磷酸二氫鋇。

將表2中兩種分析結(jié)果進(jìn)行比對，不難發(fā)現(xiàn)本法與外送測試機構(gòu)分析結(jié)果之間誤差較小，數(shù)據(jù)可信程度較高，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高。

3 結(jié)束語

采用電感耦合等離子體法，優(yōu)化儀器工作參數(shù)后，選擇標(biāo)準(zhǔn)加入法來克服基體干擾和環(huán)境的影響因素，從而快速測定高純磷酸鹽中金屬雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該方法簡便快速，結(jié)果穩(wěn)定可靠，能滿足質(zhì)量檢測要求。

［1］鐘本和，方為茂．淺談我國高純磷化工發(fā)展方向[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2010，30（8）：22-25．

［2］ 張麗娜，劉長林.高性能激光玻璃原料——KH2PO4的純化[D].武漢：華中科技大學(xué)，2006．

［3］劉長林，張麗娜．高性能磷酸鹽玻璃原料（高純KH2P04）的制備[J].華中科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，35（5）：120-123．

［4］徐俊俊，梅朋．電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定磷酸鋇激光玻璃中超痕量銅[J].分析化學(xué)，2015，43（1）：27-32.

［5］干福熹．光學(xué)玻璃[M].北京：科學(xué)出版社，1982．

［6］GB/T 23942-—2009，化學(xué)試劑 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法通則[S].

［7］楊春晟，李國華，徐秋心．原子光譜分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010．

Determination of Metal Impurities in High Purity Phosphates by ICP-OES

（Guangdong Guangshi Reagent Technology Co., Ltd., Zhaoqing Guangdong 526238, China）

The trace metal impurities of Co, Cr, Mn, Ni and Ti in high purity phosphate were detected by ICP-OES after the treatment with hydrochloric acid. The results showed that the recovery of the method was 82.4% ~117.6%, relative standard deviation was 0.12% ~ 4.06%. This method is simple, accurate for determination of metal impurities in high purity phosphate, can satisfy the analysis requirement in the actual production.

High purity phosphates; ICP-OES; Determination of metal impurities

廣東省廣州市海珠區(qū)科技計劃項目高新企業(yè)專項（項目編號：2017-12）。

2020-04-23

張均祥（1982-），女，湖南省邵陽市人，分析工程師，2006年畢業(yè)于吉首大學(xué)化學(xué)專業(yè)，研究方向：儀器分析。

TQ420.7

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1004-0935（2020）09-1177-02